基于流直存和组播技术的IP视频监控系统分析 - 安防知识网

市场上还存在另一种完全不同的系统结构，这就是基于流直存和组播技术的结构，这种结构的核心是系统不再设置专门的流媒体模块来转发视频，这部分工作将交给摄像机本身和网络设备来完成。

　　市场上还存在另一种完全不同的系统结构，这就是基于流直存和组播技术的结构，这种结构的核心是系统不再设置专门的流媒体模块来转发视频，这部分工作将交给摄像机本身和网络设备来完成(如图5)。

　　目前几乎所有的200万像素IP高清摄像机的编码芯片都至少能编一路1080p30f的高清视频流或者2路720p30f的高清视频流或者1路720p60f的高清视频流(这么高帧数的视频流在监控里目前基本用不到)，除了芯片本身的编码能力之外，摄像机的CPU也有复制少数视频流的能力，比如说，如果摄像机的编码芯片编出一路1080p30f的高清视频流，则编码芯片本身已经竭尽全力没有资源了，如果此时需要第二路同样的高清流怎么办，此时摄像机的CPU会来复制这一路高清流，摄像机作为整体还是可以输出2路1080p30f的高清流，事实上，目前做得好的高清摄像机都可以在不影响画质和迟延性的情况下输出至少5路这样的高清视频流(每一路是一个单播，这种方法其实是多单播方案)，只是如果再增加复制数量，摄像机的负担将增大，可能会明显损失画质或者增大延迟性。在这个前提下，如果一路视频流借助ISCSI协议直接往存储介质里写入，另外几路高清视频流显然可以满足数量不甚多的浏览需求，那么系统中就不需要流媒体模块来转发视频了。但是如果客户端很多，或者解码器很多，都要看同一路视频(这种情况比较极端)，那么前端摄像机本身的5路视频流就不够用了，随着多单播数量的增加，摄像机很快就会变得不堪重负，那么在这种情况下，怎么解决数量众多的浏览需求呢?答案是借助网络设备的组播功能来解决。

　　目前IP数字监控系统中采用的接入层交换机、汇聚层交换机以及核心交换机都比较高端，这些交换机本身都具备组播功能。交换机的复制功能是非常强大的，借助交换机的组播功能，就可以很好地解决同一个视频源被多处同时浏览的需求，这样做既实现了系统功能又充分发挥了已有设备的性能，何乐而不为呢?

　　综上所述，这种基于流直存和组播技术的系统结构的核心在于充分利用设备本身(摄像机和交换机)的能力来解决系统的复杂需求。

　　流直存技术主要是借助ISCSI协议把前端摄像机的一路视频流直接写入存储媒介而不借助第三方设备。磁盘阵列将被划分为若干个逻辑分区LUN，只要摄像机支持ISCSI直存，则摄像机就能找到并添加LUN，从而将视频流写入到对应的LUN中实现保存，所以，理论上来说，基于这种直存技术的系统中只需要磁盘阵列，但是实际中应用中却出现了问题。首先，LUN分区的大小有限，一旦这个LUN存满了，就只能覆盖以前的视频资料了，这样做视频存储时间就被限制死了而无法扩展;第二个问题，摄像机往往只能找到并绑定一个LUN，一旦LUN出现故障，这个摄像机就无法继续录像，无法主动更换别的LUN继续存储。

　　基于上述考虑，在实际中，系统中仍然需要一个专门负责分配LUN的服务器，这就是录像管理服务器，伴随着存储管理服务器的是高级的“虚拟存储池”的概念。这个录像管理服务器是独立于中心管理服务器之外用来专门管理存储，它会根据系统中设定的存储时间不断地为摄像机分配存储空间，如果某个存储空间故障，则该服务器会为其分配其他正常的存储空间而使录像不受影响。系统的视频存储体现出较好的可靠性和智能性。

　　由于摄像机直接输出实时和存储流，为保证实时浏览的快速性和存储的可靠性，一般实时流是通过UDP方式传输，而存储流通过TCP方式传输，这样既增加了系统的复杂性，也使某些故障不容易解决。笔者在一个采用这种结构的项目中遇到一个问题，某个点位的实时视频一直是没有问题的，PING也不丢包，但是就是录像始终断断续续，也就是说走TCP协议的存储流存在某些问题导致无法连续存入磁盘阵列。而就录像管理服务器本身而言，要为数量众多的摄像机实时分配数量众多的存储块，可想而知其程序实现的复杂性也是很大的，一旦程序设计有缺陷，则会为整个系统的视频存储带来隐患。