给灯光控制台选择合适的以太网协议选项

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听专家谈：给灯光控制台选择合适的以太网协议选项

　　对于有了一定年纪的人们，当听到“广播”这个术语时，很有可能会在脑海中描绘出这样一幅画面：电视或无线电信号从一座高高耸立的塔上发射出来，穿越天空。因此，有人想知道为什么有些灯光控制台会提供一个选项用来广播Art-Net，这是可以理解的。但它可不是人们所想的那样。

　　如今，广播可以穿过以太网，就像可以穿越天空一般。由于当今的灯光控制台其实就是联网的计算机，因此它或许正在广播，即便人们不知道。

　　1 广播还是不广播

　　有时，当用户把灯光控制台的输出从DMX512设为Art-Net时，它也许还会提供一个选项，用来选择广播(broadcast)数据或不广播数据。公平起见，还是要提一下，Art-Net的最新版是第4版，它于2016年年底发布。

　　不过有些控制台依然没有完全遵照Art-Net 3来执行，它规定：禁止广播DMX数据(ArtDMX)。然而，人们还是会遇到带有该选项的控制台。如果选择Art-Net的不广播，那么就是在单播(unicast)。这两者之间存在着一个很大的差异。

　　广播是指把数据发送给网络上的所有设备。假如Art-Net数据是传统邮件，那么广播就好比是大宗邮件(如广告)传单，它们会被投递到每家每户。如果大家曾经见过邮递员拖着大宗邮件的大包，就知道那里有许多邮件。

　　而另一方面，单播是指把数据按地址发送给某一台特定的设备。它就像传统邮件，上面有用户的住址，会被投递到家里。这需要有人找到用户的住址，把它印在标签上，再贴到信封上，然后将其投递出去。与大宗邮件相比，这种方式可以大大减少邮件量，邮递员对此非常满意。

　　就灯光控制台来说，广播可以在不知道网络上任何一台设备的IP地址的情况下来发送，但是，由于单播采用IP地址把数据发送给某一台设备，因此，只要这台灯具需要Art-Net数据，控制台就必须知道其IP地址。如果选择单播，那么可能要收集那条信息，把它输入到控制台中。不过，Art-Net 3提供了一种操作方式，如果控制台研发人员利用了这种方式，该操作可在后台自动完成。有些控制台(如Zero-88和Green Hippo)就是这么做的，而有些控制台没有这么做。

　　有些灯光控制台可以让用户在广播和不广播Art-Net数据之间进行选择(图1)。如果不广播，那么就是在单播，这意味着，只要网络上有一台Art-Net接收器，控制台就需要其IP地址。


　　2 他们把IP地址放到了哪里?

　　如果用户的任务是手动输入IP地址，那么要在灯具上找到它们，这或许具有一定的挑战性，根据制造商所采用的菜单结构和术语而难易不等。有些灯具会在菜单中多次提及这个IP地址，其含义可能会令人费解。而且，要把一个一个IP地址输入到控制台中，也要花上一段时间。

　　就灯光网络来说，如果在网络上发送一个广播数据包，并且网络中带有一台或多台网络交换机，那么交换机要先看一下目标IP地址，再决定如何处理它。既然它是一个广播数据包，那么交换机就把相同的数据发送给交换机上的每一个端口。如果交换机带有10个输出端口，那么就是把这个数据乘以10。事实上，这台交换机做了一台集线器所做的事。

　　大约25年前，在早期的计算机网络中，集线器一度颇受欢迎。但是，由于它们增加了网络流量，这可能会引发网络阻塞，所以逐渐退出了。这就是为什么在网络中会把网络交换机作为分配数据的首选方式，这是其中一个原因。

　　在灯光网络中，传统上采用网络交换机来分配控制信号，并将其发送给舞台各个区域。网关(有时被称为节点)也成为了灯光网络的一个重要组成部分。它们是协议转换器，在传统上，数据使用方(通常把它们称为灯具)需要有DMX512信号输入才能运行。典型的灯光控制信号流从控制台发出，先到交换机，再到网关(节点)，然后到灯具。但是，什么才算是“典型的”，其定义正在发生改变，因而，人们所采用的数据分配方式也随之成为了一个热点话题。

　　3 “一个”地址意味着什么?

　　某一款灯光控制台的用户手册上这样写道：如果采用Art-Net并且启用了广播，那么它会把所有数据发送给所有节点;如果采用单播，那么“只要有一个Art-Net节点，就必须输入一个IP地址，以把Art-Net信息发送给这个Art-Net节点。”

　　“一个”IP地址，从双引号中的这两个字可以看出：控制台把Art-Net数据发送给一个节点，那个节点把数据从Art-Net转换成DMX，再将其发送给灯具，这种运行方式的使用量正在迅速下降(译者注：目前在中国，这种运行方式正得到广泛使用)，用户手册中的这句说明正是基于这种现状。如今，许多灯具都能直接接收Art-Net，也就是说，它们自带一个内置节点，或者说得再具体一点，许多灯具都自带一个内置的网络交换机或网关。它的意思是，现在不只是要在控制台中输入一两个IP地址，或许要输入几十个甚至几百个，根据演出规模而定。这又何苦来着?为什么不让控制台处于广播模式呢?

　　正如前文所言，广播会产生大量的网络流量。原有的运行方式是：把Art-Net发送给一个或多个网关，再把它转换成DMX，然后把这个数据发送给所有灯具。这就好比有一个中央邮局，所有邮件都在那里被发送、分类和投递。如果数据量不大的话，那么广播不存在任何问题，但是在这种新的运行方式下，灯具可以直接接收Art-Net，无需经过网关，这可就是另外一回事了。

　　控制台直接把数据发送给一台灯具，这就像摒弃了邮局集中接收的这种方式，把一卡车邮件卸载到位于街角处的房屋。然后，由该街角屋住户对一包包邮件进行分类，找到寄给他们家的信件，阅读信件，再将其传递给小区里的下一户人家，然后再做同样的事，如此进行下去。当有许多邮件(就像一整辆卡车的容量)要被投递给某一户人家时，运行效果很不错。从灯光角度来看，一个“卡车容量”就好比是每一台灯具所在的一整条DMX数据链。

　　4 sACN和Art-Net 4的数据分配方式

　　sACN既不采用广播也不采用单播(译者注：在有些灯光控制台上，可将sACN设为单播)，而是采用组播(multicast)。组播是指网络中的每一台设备都订阅一组特定的消息。试想一下，虽然要把一堆信件寄往许多不同的地方，但是带有地址的信封出现在了住户的家门口。在把它们寄出去之前，所要做的事就是把信件放进信封里。组播就是这个意思。它采用互联网组管理协议(Internet Group Management Protocol，IGMP)，设备可以订阅它们自己感兴趣的消息。就灯光来说，一台灯具可以订阅一条DMX数据链，接收由控制台发出的标有那条数据链的所有DMX数据包。在这种方式下，数据只是前往与订阅方相连的那些端口，与广播和单播相比，大大降低了网络流量，并且不必在控制台中手动输入任何一个IP地址。

　　就这方面来看，sACN要比Art-Net的设置速度更快、更易使用。不足之处是：sACN不支持RDM，而且有些网络交换机不能与IGMP很好地协同工作，也就是说，其实它们是把组播转换成了广播。必须做些试验才能弄清楚哪些交换机起作用，哪些不起作用。

　　如果想使用一个支持RDM的以太网协议，那么可以随时使用Art-Net。但是，如果面对一个大型系统，关心的是网络流量，又该怎么办呢?

　　这就是为什么Art-Net 4得到研发的一个原因。它结合了sACN和Art-Net的用法，让用户获取这两者的优势。只要设备制造商把它融入到其设备中，用户就能使用组播、IGMP和RDM，它们之间无缝衔接。在那之前，用户或许还是需要自己把一长串IP地址输入到控制台中。