【摘 要】云监控是在云计算概念上延伸和发展出来的，依托于底层云节点虚拟化，实现计算资源池云化、存储资源池云化，在上层软件实现端口资源池云化，在整个端到端云化资源管理平台上承载云监控平台，相当于视频监控业务和硬件之间多了一个资源管理平台，而这个资源管理平台就像业务和硬件之间的一个缓冲池一样，一旦有硬件损坏，业务在资源管理平台的调度下实现无缝迁移，确保了系统业务的运行不依赖与硬件设备，同时云监控物理架构清晰，部署简单，硬件资源合理分配有效利用，为视频监控系统搭建一个稳定可靠的物理架构。
【关键词】云监控，资源池，云化
1 引言
视频监控的发展已经经历了模拟系统、数模混合系统、数字系统三个阶段，现阶段高清、智能成为时代的主流，系统的稳定性、可靠性也成为大家关注的焦点。随着高清的逐步发展与大规模应用，高清视频的传输、转发、存储及应用对配套硬件平台提出了严峻的挑战，传统的IT架构无法满足高清视频监控的大规模部署应用，更加高效节能、稳定可靠的云计算、云存储技术的应用将是未来监控发展的趋势。
2 云计算概念
云计算（Cloud Computing）是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备，云其实是网络、互联网的一种比喻说法。云计算的核心思想是通过统一管理和调度计算资源池中的资源，向用户提供服务。计算资源池由大量用网络连接的计算资源构成，提供资源的网络被称为云。云中的资源在使用者看来是可以无限、随时扩展的，并且可以随时获取，按需使用。
云计算具有以下特点：1.按需服务，用户可以按需部署处理能力，服务器时间和网络存储，而不需要与每个服务设备进行人工交互。2.资源共享，可以通过接入获取各种能力，并可以通过标准方式访问，可以通过各种客户端接入使用。3.物理分散，设备的计算资源被集中，以便以多用户模式服务所有用户，同时不同的物理和虚拟资源可根据用户需求动态分配和重新分配。用户一般无法控制或知道资源的确切位置。这些资源包括存储、处理器、内存、网络带宽和虚拟机等。4.快速弹性，可以迅速、弹性地提供能力，能快速扩展，也可以快速释放以实现快速缩小。对用户来说，可以使用的资源看起来似乎是无限的，并且可在任何时间重构任何数量的资源。
3 云监控与传统视频监控区别
传统视频监控系统根据不同的功能业务划分，系统从物理架构上也分为管理服务器、接入服务器、存储控制器、转发服务器，每个系统均有自己的硬件服务器对应部署业务功能模块，整套系统采用烟囱式建设，系统中需要大量专用服务器，设备繁多，系统复杂，地铁视频监控系统由于监控设备都放在车站轨旁机房，因此震动、灰尘等环境较为恶劣，传统的视频监控系统在这种场景下一旦单个硬件故障，则有可能会造成整个系统瘫痪，其系统的稳定性及可靠性无法得到有效的保障。
城市轨道交通视频监控逐渐的发展，演进出目前三种比较主流的架构：1.IP媒体流架构：此种架构摄像机单播接入系统，视频流须通过视频（流媒体/转发）服务器进行转发，转发到客户端电视墙及存储设备中。该架构严重依赖于各种视频服务器，架构复杂，如出现单点设备故障，则会影响整网系统的运行。2.直存架构，此种架构摄像机必须同时发两路媒体流给平台，一路媒体流通过交换机的组播转发给客户端及解码器调看，另外一路视频存储流在前端摄像机必须进行iSCSI块级封装，直写到平台的IP SAN中进行存储，此架构虽然架构相对简单，但对摄像机要求支持ISCSI协议封装且要求交换机支持IGMP协议，如果需二次存储备份，则还需添加视频（流媒体/转发）服务器。同样该架构系统如出现单点设备故障，也会影响整网系统的运行。3.云监控架构，摄像机只需要接入到云监控资源池，媒体流由云监控资源池实现转发及存储，架构简单，配置部署方便，单设备节点故障时，系统自动分配其他云节点资源进行接管，不会产生单点故障影响整网的风险。
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4 云化视频监控优势
云监控到底给地铁视频监控带来什么价值？云化视频监控总体优势总结如下：1.在不增加成本的条件下提供车站之间的无缝容灾，平时不启用，在单站设备完全故障或单站设备性能无法承载时启用，这种设计，确保平时对车站和线路中心的带宽无压力；2.通过本站内的云化集群实现所有设备间自动快速切换，并实现设备间的动态负载均衡，确保单车站内的所有硬件设备如果故障都不会造成业务中断。3.硬盘是地铁强震动环境中的易损件，云监控提供坏盘不中断特性，确保硬盘故障造成RAID组故障后，录像自动迁移，确保图像录像业务不中断。4.硬盘故障后确保存储录像不丢失，最大程度确保监控查证的需求，云节点设备本身通过采用优化的流媒体Raid存储技术对传统存储容错性优化，提出LUN永不失效的概念。即在RAID5配置下当两块及以上磁盘失效时，仅将LUN的写功能挂起，但依旧保留读取功能，对媒体流数据进行读取和优化，在保证数据可用性的基础上最大限度保证数据的完整性和监控业务的连续性，从而规避传统RAID的磁盘故障导致LUN失效带来的全部的数据丢失风险。
5 云化设计弹性部署
根据监控点规模的不同，视频云节点智能视频监控系统可分布式大容量高扩展部署，适应从几十路到几千上万路的视频监控系统需求。分布式部署支持堆叠和集中管理，满足长时间录像存储的需要。支持多域部署，各个区域的系统可业务自治，域间网络中断不影响域内业务的正常进行。其中下级平台可域间共享业务给上级平台，上级域能实现对下级域的管理和配置，实现大联网和无差别的业务体验。
6 安全可靠的数据管理
视频云节点采用分层安全架构模型，分层级为系统提供相应的安全方案，并对所有网络体系中安全技术进行统一的管理和协调，以整体提升系统的安全保护能力，保护系统业务安全运行。安全性方案按照层级划分，包括应用层安全方案、系统层安全方案、网络层安全方案和管理层安全方案。
视频云节点智能视频监控系统对服务器和数据库进行安全加固，有效防止入侵。视频分发模块支持应用层负载均衡，提高系统的可靠性。在RAID5、HotSpare技术基础上，采取智能存储解决方案，通过摄像机断线补录、存储在线扩容等技术手段，保障录像数据可在各种条件下持续存储，大大降低了视频数据丢失的可能性。SafeVideo提高数据可靠性和有效性，大幅度减轻多块硬盘故障对RAID组录像数据的毁灭性破坏。数据保险箱则保证系统数据可备份、可快速恢复，另业务系统更可靠和更健壮。媒体安全支持标准的AES256加密方式，有效杜绝在前端到平台、平台到客户端的媒体传输环节遭遇网络窃取媒体信息，提高媒体传输安全性。数字水印技术保证视频源数据真实完整性，能有效防止恶意篡改和蓄意抵赖；在视频源被篡改后可追溯。基于HTTPS的权限认证，确保用户数据安全。
7 良好的开放性
视频云节点智能视频监控系统遵循最新国标《安全防范视频监控联网系统传输、交换、控制技术要求》（GB/T28181-2011）标准要求。媒体流传输协议符合RTSP标准要求；媒体编码格式支持当前主流的H.264编码协议； 视频云节点智能视频监控系统支持Onvif接入协议，支持兼容Onvif的前端摄像头。视频云节点智能视频监控系统具有良好的集成能力及二次开发能力，通过开放SDK二次开发接口扩展支持与各类业务系统的对接。
8 建设低成本
视频云节点智能视频监控系统基于IP技术构建，可完全利旧现有网络设施，布线成本低、施工难度低、建设周期短。特别是现在国家的有关法规，自2016年1月1日起，视频监控录像数据要求存储90天，总体存储容量增加了3倍，对视频监控系统整体资金预算、机房空间、设备功耗等形成了很大的挑战。视频监控系统采用云化技术之后，系统集成度更高，容量更大，更加节省服务器和机柜投资成本以及节省占地空间。
9 结论
云化视频监控解决方案实现了地铁视频监控系统硬盘故障、RAID故障、设备云节点故障及单站设备完全故障，均不会造成视频监控业务中断，云化监控四重保障实现了系统极致安全稳定
论文作者:贾社军,朱丽云
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第15期
论文发表时间:2016/11/9
标签：系统论文; 视频论文; 资源论文; 架构论文; 监控系统论文; 节点论文; 故障论文; 《低碳地产》2016年8月第15期论文;