谈网络视频服务器的应用及网络视频的存储 - 安防知识网

近年来随着网络视频技术的成熟，网络视频服务器(Network Video Server)和网络摄像机(IP Camera)得到了迅速的发展并在各行业普及应用。那么网络视频服务器这类产品依网而生，它对网络环境条件又有什么要求？它在我们的生活中可以扮演什么样的角色？它的视频资料又是怎样存储呢？在此仅以此文聊作抛砖引玉，希望有更多的朋友关注网络视频服务器类产品的发展。由于网络摄像机的原理和视频服务器类似，我们也把它当成网络视频服务器来讨论。

网络视频服务器的外部网络条件
网络视频服务器和网络摄像机依托于网络环境而发展。由于局域网的条件下IP和带宽都比较稳定，这里不作讨论。我们来看看现在常用的几种网络接人方式：

A类：光纤专线接入
专线接入可以获得较大的网络带宽，并有相对固定的IP地址，这样的网络条件可以在WAN上获得最好的网传效果，相对其它接入方式来说也较稳定。但是专线接入曾是昂贵的代名词，DDN、ATM等专线的昂贵费用令用户望而怯步，随着网络技术的发展和成熟，这样的一些专线也开始被普通用户应用。目前，银行等系统级客户一般是租用电信的光纤网络，每个网点用1个2M的E1接口(可传四路实时CIF图像)，在中心采用汇聚千兆网连接，此租用方案费用和自己辅设光缆的费用相当。

B类：微波
微波也是现在监控组网常用的方式，它调试简单，组网灵活，采用950MHz～5.4GHz的频段，带宽平均约为10M～20M，可以传输视频和数据信号，无遮挡传输距离为30KM左右。微波图像传输系统工作频率高，相对波长短，其绕射能力差，微波在传输过程中，难以避免地会受到大气、海面、地面、高大建筑物、山峰的折射和绕射等影响，导致信号衰落和失真，甚至中断。传输时，必须满足视距条件，即接收天线和发射天线之间无遮挡，有遮挡时可加大功率绕射或设立中继站转发。对于一个无线监控系统，建议微波传输系统的套数最多不要超过25个，否则会由于系统内部频率拥挤产生内部互扰，严重时系统将无法正常工作。

C类：ADSL虚拟专线
电信和网通推出的虚拟专线系列产品(ISDN、VDSL、XDSL)，使上网费用不断下调，令广大用户有能力用低成本来享受高质量的宽带上网。ISDN网络速度还是比较慢，两个B通道里最大下行速度也只有128Kbps。而ADSL宽带以其带宽独享的优势已经成为国内用户宽带选择的绝对主流。ADSL在大众用户方面优势比较显著，主要表现在其成本较低，而且能得到较好的网络效果(相比ISDN、PSTN和低速DDN)；接入方式较简单，只要用户有一部电话就可以，而且上网不影响通话。但是由于ADSL网络是一种低成本的网络接入方式，也存在有较多的不足，主要表现在上行、下行速率不对称。虽然可以达到较大的下行速度（512K～8Mbps），但是其上行速度理论上也仅可以达到640Kbps，通常情况下不会超过384Kbps，而网络监控大多要求的是网络上行带宽。[nextpage]

在目前技术条件下，普通ADSL线路可以传送1～2路实时(25FPS)的CIF(352×288)格式压缩视频图像，对于用户来说这样传输到客户端的图像质量还是太差。

近年来，电信技术推陈出新的发展，为人们带来了一定的惊喜，第二代的ADSL2/ADSL2+技术已经成熟，目前采用的ADSL标准主要存在通信速度不够高和传输距离不够长的缺陷，新一代标准ADSL2由于帧结构的改进，引入了新的优化编码技术，使最高下行速率可达12Mb/s。而ADSL2+由于使用更宽的频谱，更多的子载波数，当距离较短时，下行速率最高可达24Mb/s。最大上行速率也可以由原来的1.5Mb/s提高到约2.3Mb/s。此外，新的技术标准能够支持更长的接入距离。第一代ADSL的传输距离在5公里以内，而ADSL2/2＋则支持距离接近7公里的应用。

无论是普通电话线拨号，还是ISDN、ADSL，采用虚拟拔号方式就会遇到动态IP的问题。每次用户拨号连接Internet时，ISP通常会分配给用户一个公共IP地址，这时候Internet上的其他用户就可以通过这个IP地址访问该计算机。但是，因为这个IP地址是动态的，一旦断线，下次再连接Internet的时候，ISP将会分配另一个不同的IP地址。在很多小型监控系统中都采用ADSL组网。此种组网方式虽是动态IP，各厂商都在视频服务器内部集成了PPPoE拔号功能和DDNS动态域名解析模块。在动态IP条件也也可以实现远程视频监控。

此外，像IPV6及VDSL2等技术也已经在试用阶段，相信未来的网络视频的大环境会更加令人期待。

网络视频服务器的增值应用
说到网络视频服务器和网络摄像机的应用我们都会想到传统的监控行业，如金融、小区、道路监控等等。的确是这样，目前的网络视频服务器和网络摄像机产品主要还是用于传统的监控行业，用作为DVR产品的补充。比如矿山、油库等无人值守和危险性的场合。然而，实际上网络视频服务器还带动诸多面向公众服务的网络视频增值业务，这里仅举几个应用：

宝宝在线应用
通过网络视频服务器将部分安装在幼稚园中的摄像头接入Internet网络，通过会员或包月等方式提供给家长们在线浏览宝宝在幼稚园里的活动状态，既不会影响园区的正常教学，也能满足家长们的关爱之心和提升幼稚园的知名度，运营商也可以从中盈利。家长是否会愿意花钱购买这种服务呢？关键在运营商的运营能力和所能提供的服务。

互动在线商品应用
现今的网络购物改变了人们的生活习惯，尽管网上购物不能仔细地观察货品，无法实现顾客与商品的交互，但提供的方便确也带动了物流行业的发展。网上卖家们可以通过网络视频服务器或网络摄像机将卖场的物品放到互联网上，用户可以控制摄像机镜头在线体验商品的魅力，从而促使客户尽快作出购买决定。

景观在线应用
景区经营者可以在景区安装网络视频服务器或网络摄像机，将实时的云海壮丽景观放在其网站首页上以吸引更多的游客前往浏览。 [nextpage]

政（警）务公开
政府部门的人大会议、法院的庭审等同样可以放到互联网上供大家监督，以示公正公平公开。

类似的增值应用还有很多很多，比如平安城市中交通卡口监控同样也可以开放给大众，有时还可达到宣传城市形象的作用。由此可见，网络视频服务器的发展带给人们的不仅是视频监控方式的革新，更多是一种监控理念的改变。网络视频服务器都提供有可供二次开发的ActiveX插件，用户可进行二次开发以满足更多的应用需求。

网络视频的存储
关于网络视频存储介质和存储的模式，《安防工程商》近几期都有文章详细的分析，在此不再赘述。在此我们更多地从整体应用方面探讨一下视频资料的存储模式。

网络视频存储的特点
网络视频服务器因其应用的特殊一般不带本地存储，有部分网络视频服务器或网络摄像机自身带有SD卡插槽或移动硬盘的USB接口，可以存储与报警关联的图像或视频片段，总的来说都是为了预防网络故障引起重要资料丢失。当然也有一些厂商采用双网口这种方式来减少网络故障的机率，但我们可以看到采用网络视频服务器和网络摄像机必定会涉及到网络视频的集中存储问题。由于目前工程中应用到的监控项目规模越来越大，视频清晰度要求越来越高，在视频压缩技术暂时还没有突破性进展的前提下，即使硬盘已经从以前的80G扩大到750G的容量，但以前工程中常用的在数字硬盘录像机中加十几块硬盘或加磁盘扩展柜的方式已经不能满足工程的需求。于是IT行业中成熟的大容量存储解决方案便自然地被移植到网络视频监控项目中来。

但用于网络视频监控的存储和IT常用的存储又有区别，其需要能够满足大数据流量长时间的连续数据读写；存储数据周期短；经常会扩充以改变存储容量。所以有经验的工程商们都会有同感，传统DVR中最容易出故障的就是硬盘和电源。

实际上工程应用中往往会是数字硬盘录像机(Digital Video Recorder，简称DVR)、视频服务器混用的组网模式，这些工程中采用的视频存储模式往往也有所不同。对于网络监控系统应用，录像资料的存储介质和存储方式一直是一个难题。目前常用的方法有分散存储(录像资料分散地存储在各个DVR主机的本地硬盘中)和集中存储(各个DVR主机定时将录像资料上传到管理中心或系统中的某个存储服务器上集中存储)两种方法。两种方式各具特点，我们应根据不同系统需求选择不同的存储方式。

分散存储方式的优点和缺点
优点：录像资料存储速度快，不受外界因素(如网络等)影响；由于采用双码流，网传和本地录像互不影响；DVR服务器本地查询录像资料方便，便于本地处理突发事件。

缺点：集中监控时查询录像资料不太方便；DVR服务器分散时维护不便，特别是硬盘发生故障时；数据安全性不高，被环境和人为破坏的机率大。 [nextpage]

集中存储方式
·同步集中存储。此种模式下存储服务器实时接收监控点DVR和网络视频服务器主机的数据，并存储在存储服务器或管理中心上，这种方式适用于网络带宽足够满足需要存储的监控点的数据流量的总和，像局域网、宽带网或光纤专网；

·异步集中存储。对于DVR/网络视频服务器主机和存储服务器之间带宽较小的情况(如采用ADSL联网)，可以采用异步集中存储。实时的数据文件存储在DVR服务器主机上，可以由存储服务器/管理中心发起请求，通过网络把DVR主机上的数据文件定期转存到存储服务器/管理中心上；

·手工集中存储。这种方式是定期手工将DVR或网络视频服务器上的录像数据文件通过专用的转储工具转储到活动存储设备上（如活动硬盘），再将活动存储设备送到中心，利用转储工具将数据文件转储到存储服务器的磁盘阵列或磁带上。

集中存储的优点和缺点
优点：集中维护方便，更换维护硬盘方便；备份工作量小；数据安全性高，一般采用专业化海量存储设备，设备的使用寿命和可靠性高。

缺点：如此多的数据要上传至中心备份，带宽的耗用量巨大的；数据传输的稳定性受传输网络的影响较大。

各种存储方式都有自身的优缺点，用户可以根据自身的实际的网络环境，自由选择存储模式，这些模式可以单独或混合使用。我们可以将录像资料在中心数据库中集中管理，尽管数据文件存放在前端DVR主机，但存储服务器数据库记录了所有监控点录像资料的文件描述信息，用户在存储服务器中可以统一查询所有监控点DVR中的录像资料，当需要播放具体录像数据文件时，由存储服务器将用户的点播请求重定向到存放文件的DVR主机以实现流方式播放。不论采用何种方式存储，存储服务器上的存储管理软件也是非常重要的。不同项目中存储服务器的配置可能会是一样的，但其管理能力则会集中体现在存储管理软件的性能上。

网络视频存储与流量
说了这么多，在我们的中小型网络视频监控项目中，通常都会推荐给用户选用性价比较高的服务器+SCSI-SATA盘阵模式。

一般的入门级存储服务器大约2万多元，在服务器中使用千兆网卡，一般流量可以达到110MB/s，对于多路数据同时同步集中存储，还可以采用双千兆网卡绑定，这样的话可以达到220MB/s的带宽流量。即如果每路视频以1Mbps的码流传到存储服务器，采用千兆网卡存储服务器理论上可以满足800路以上的并发视频流传输，而实际上达不到这么多。我们还需要在存储服务器中安装SCSI Ultra320接口卡，每个控制器可提供130MB/s的流量，也可以用两块卡做成双通道，这样带宽流量可以达到260MB/s。如果带宽还不够，也可以采用FC-SATA的方式，光纤卡流量可以达到180MB/s，两块卡做双通道可以达到360MB/s，应该是可以满足中小型的网络视频存储的应用。