視頻云存儲系統的設計與實現

□ 文/吳艷平 馬韻潔 任子暉

引言

近幾年來，全國各地的平安城市在如火如荼的開展，視頻監控行業得到了快速的發展。尤其是視頻監控圖像質量由起初的模擬信號標清發展到現在的數字信號高清，每路視頻碼流從512Kbps至2M、4M及10Mbps不斷增大，由最初用戶對視頻圖像數據剛開始只看不存或少量保存到現在的長時間儲存；使視頻數據呈現爆炸性增長的態勢 。

本文基于行業視頻監控業務需求，研究一款集接入、存儲、轉發、管理為一體的智能視頻監控產品。致力于為用戶提供更優質的服務。具備高性能、高可靠、高開放性、易維護、易管理的特點。能夠廣泛應用于平安城市、交通監控、園區安防等。

圖1 系統架構圖

視頻云存儲系統

系統架構圖

視頻云存儲技術架構上共分為三層：

1）前端設備層

包括接入的各種槍機、球機、卡口相機以及部分符合標準接入協議的NVR設備。

2）服務層

設備接入服務（DAS）通過Onvif協議以來對設備進行接入，并發送控制指令。并通過RTSP協議來對視頻流進行請求與傳輸控制。從而完成對接入設備的管理控制與視頻流接入。

中心控制服務（CCS）通過標準協議實現對設備的控制與管理以及整個存儲流轉過程中的信令控制，同時負責對整個存儲集群進行管理。

流媒體轉發服務（STS）負責獲得媒體數據，并通過約定的協議轉發給其它相關的服務。

云存儲服務（CSS）可以根據預定的存儲策略，將前端設備所產生的媒體數據保存在集中存儲設備中，同時提供對這些媒體數據的管理，如檢索、查看、備份等。

3）客戶端

包括兩部分功能：實時預覽和監控、錄像回放。實時預覽和監控是指可以在客戶端上實時查看前段設備所產生的視頻、顯示即時產生的報警，還可以對前端設備進行控制和配置。錄像回放是指可以設定檢索條件，對媒體數據進行檢索，并對其進行呈現、下載、播放、控制。

功能模塊

視頻云存儲系統主要包括4大模塊，各模塊及其相應功能如表1所示。

表1 系統功能模塊

實驗結果與分析

在單節點基本配置：cpu：2顆4核，主頻2.2GHz，內存16G，硬盤36*3T的情況下：

多次實驗統計顯示系統能夠達到如下性能：

A:最大前端視頻流接入帶寬: 256路/512Mbps；

B:最大轉發帶寬：128路/256Mbps；

C:最大歷史視頻點播帶寬：64路/128Mbps；

D:集群最大管理規模：500個。

結束語

本文設計的視頻云存儲系統單臺可以獨立工作，多臺能夠集群工作。自適應能力強。能夠廣泛應用于平安城市、交通監控、園區安防等。