海康網絡高清監控方案-閱讀頁

　　

【正文】 負載均衡。關鍵部件冗余備份是指網絡設備提供主控、電源等關鍵部件的1+1冗余備份；另外系統各單板及電源、風扇模塊均具有熱插拔功能。設備冗余備份是指通過雙機虛擬化或虛擬路由器冗余協議等方式實現網絡設備的冗余備份。傳輸告警抑制是指對告警進行過濾和抑制，避免網絡頻繁振蕩，因為當接口啟動快速檢測功能后，告警信息上報速度加快，會引起接口的物理層狀態頻繁在Up和Down之間切換。 網絡安全性設計網絡安全性方面是保護網絡系統中的軟件、硬件及數據信息資源，使之免受偶然或惡意的破壞、篡改和泄露，保證網絡系統的正常運行、網絡服務的不中斷。 網絡管理規劃網絡管理主要是從網絡監控管理、應急操作管理和日常維護管理三個方面對網絡管理規劃進行簡要說明：1）網絡監控管理網絡系統監控主要是通過網管系統統一進行信息采集和事件呈現，配合網絡系統進行實施。3）日常維護管理日常維護管理主要包括故障診斷、配置和設備操作等內容，指導網絡運維人員的日常維護管理工作。選型可參考內容如下：1）設備性能主要是參考選型設備自身的參數，參數值（背板帶寬、交換機容量、包轉發率等參數）越大性能越高。3）交換機級別二層交換機、三層交換機或高性能路由交換機（框式交換機）。6）可靠性主要是參考選型設備是否支持雙電源、雙引擎、協議可靠性方面。第5章 監控中心系統設計 概述監控中心建設內容具體包括視頻存儲子系統、視頻解碼拼控子系統、大屏顯示子系統、平臺管理軟件等，本章主要介紹存儲子系統、解碼拼控子系統和大屏顯示子系統。其中，NVR實現視頻圖像資源的存儲及調用，并且通過N+1備份模式，確保錄像資源的可靠穩定；視頻綜合平臺完成視頻解碼上墻和圖像的拼接控制，同時其在硬件層面支撐管理平臺，并通過網絡鍵盤進行視頻切換和控制，通過高清大屏對高清視頻進行精彩展現。其中NVR為海康威視自主研發，它融合了多項專利技術，采用了多項IT高新技術，如視音頻編解碼技術、嵌入式系統技術、存儲技術、網絡技術和智能技術等。IPC與NVR之間實現了直接對接，而直接對接模式一般采用底層協議而非SDK方式，更有利于提高接入效率。視頻存儲系統結構設計及視頻流向如下圖所示：存儲子系統結構圖 存儲設計原則對于NVR臺數和硬盤數量的設計，需要結合實際情況綜合考慮，其中主要可參考“短板優先”的設計原則。假設接入路數為“短板”，以接入路數來優先計算，假設接入帶寬為短板，應以最大帶寬所能容納的最大接入路數來計算；對于存儲需求很大，接入路數要求不高的情況，可先計算總的存儲容量，再計算每臺NVR最大存儲容量，以此計算出需要的NVR臺數。設置一臺NVR為熱備主機，其他NVR為工作主機。目前在N+1的配置中，1臺備機支持32臺工作主機。下表為分別按照1路每天存儲24小時、攝像機按照D720P、1080P的分辨率存儲不同天數所需的存儲空間表，如下表：序號分辨率碼流大小1天存儲空間（TB）7天存儲空間（TB）15天存儲空間（TB）30天存儲空間（TB）1D12720P2Mbps31080P4Mbps NVR存儲功能 網絡視頻接入l 多元化接入：可接入海康私有協議或ONVIF 協議接入海康網絡攝像機、網絡快球和網絡視頻服務器。l 接入能力：不同的型號支持不同的接入帶寬，目前產品的可接入帶寬分別為40/80/160Mbps。l 多畫面顯示：設備支持單畫面、四畫面、六畫面、八畫面、九畫面和十六畫面多種預覽分割方式，各畫面預覽通道順序可調。l 隱私遮蔽：設備支持預覽屏蔽和隱私遮蓋兩種隱私處理方式，預覽屏蔽方式僅對預覽畫面作屏蔽處理，錄像仍正常顯示整個場景；隱私遮蓋方式對預覽和錄像都進行遮蓋。l 本地管理：設備支持鼠標、遙控器和鍵盤進行本地操作和管理。l 存儲模式：設備支持硬盤配額管理和硬盤盤組管理兩種模式，硬盤配額可針對不同通道分配不同的錄像保存容量，按需分配；硬盤盤組可針對不同通道設置不同的錄像保存周期，保證足夠的存儲周期。l 錄像保護：設備支持硬盤屬性（冗余、只讀和可讀寫）設置，設置“只讀盤”可保護整個硬盤的重要文件不被覆蓋；錄像鎖定技術可保護硬盤中單個重要文件不被覆蓋。 用戶管理l 權限管理：設備支持管理員、操作員和普通用戶三級權限管理，管理員具備所有權限。僅管理員用戶支持默認參數恢復，確保設備的安全性。l 網絡檢測：設備支持網絡流量監控、網絡抓包和網絡資源統計能等功能，實時監控當前網絡輸入和輸出的使用情況。 錄像/抓圖和回放l 編碼參數配置：設備支持前端網絡設備的管理，可配置相機分辨率、碼率、幀率等編碼參數，且支持主碼流（定時）和主碼流（事件）兩套編碼參數參數錄像。l 錄像搜索：設備支持按通道號、錄像類型、文件類型、起止時間、標簽等條件進行錄像資料的檢索；支持按照人臉檢測、區域入侵、越界偵測、虛焦偵測、場景偵測、音頻偵測等智能偵測類型進行錄像檢索；支持智能碼流存儲和智能事件后檢索，用戶可自定義區域入侵、穿越警戒面等智能規則進行錄像的后檢索。l 同步回放：設備支持同步回放，最多支持16路720p同步回放。 遠程視頻監控l 遠程預覽：設備支持IE或4200客戶端遠程登錄設備進行預覽，最大支持128路網絡視頻同時訪問。l 遠程回放：設備支持遠程搜索、回放、下載、鎖定及解鎖錄像文件。l 語音對講：設備支持語音對講功能，可實現客戶端與設備之間的語音通信。1） 可靠性高設備采用嵌入式操作系統，不會因病毒等原因導致無法使用或者異常關機重啟，確保系統高可靠性。嵌入式NVR采用分布式存儲方案，采用就近存儲、快速存儲、分散存儲的策略，保證數據盡可能早的存儲，有效規避網絡異常等問題，把單點故障的風險降到最低。同步降低功耗的同時，提高了運行壽命和穩定性，也增加了環境的適應性。具備ANR斷網補錄功能，ANR(Automatic Network Replenishment Technology)即自動網絡補償技術，在NVR與網絡攝像機之間的網絡出現異常的時候，自動啟用前端SD卡緩存，將錄像保存在網絡攝像機SD卡中，網絡恢復正常后自動將前端數據同步到NVR中。嵌入式NVR多讀少些的特性，監控級硬盤即可滿足存儲需求，同時其硬盤利用率上可以高達98%以上，大大降低存儲成本。3） 靈活性高海康威視新一代NVR產品靈活性高，在智能搜索、濃縮播放等智能化功能的基礎上可根據不同情況進行靈活運用。5） 利用率高嵌入式NVR采用磁盤空間預分配技術、整個系統僅損耗格式化空間，硬盤空間利用率在98%以上。該設備還支持硬盤分組管理、通道配額設置、冗余錄像、重要錄像文件保護等機制，在提高數據安全性的同時，可針對實際應用提供更加靈活的配置和管理機制。8） 能耗低設備采用Ti嵌入式專用視頻處理芯片，打造專業的嵌入式NVR，設備運行功耗低；同時，配合硬盤休眠技術，有效降低設備整機功耗。通常從2個方面來衡量網絡視頻接入能力，分別為最大接入路數和最大計入帶寬，兩個不同角度得出的接入路數要以其中小的數據為準。 存儲周期NVR設備選型的另外一個主要依據是視頻存儲周期，即在最大接入路數時采用一定規格和一定數量的存儲硬盤所能存儲的時間。 存儲子系統（CVR、IPSAN）海康威視結合在安防行業領先的技術優勢和存儲方面的專業研究，基于通用的存儲產品和技術的基礎上推出了更貼近安防應用的基于流媒體傳輸協議的存儲技術和產品。海康威視在業內率先提出的中心流媒體直寫，是基于TCP/IP或UDP網絡傳輸協議，前端IPC/DVR/DVS/NVR等編碼設備以流媒體協議，通過網絡直接寫入存儲設備的技術。海康威視支持流媒體直寫的存儲產品統稱為CVR（Center Video Record）。視頻流直寫存儲分析各通道的碼流的信息，建立索引信息，同時將碼流數據及索引信息寫入存儲設備內。 實時流預覽流程遠程實時監控客戶端可通過VTDU轉發，直連前端設備，登錄CVR存儲系統三種方式實現實時視頻預覽。l “合流”技術：無論多少個視頻流進入存儲后結合海康Smart Sequence in Cache技術完全匯聚成一個寫入磁盤的順序數據流，實現并發隨機轉化為順序錄像，優化錄像性能。l “流存”技術裸空間直接存儲視頻流，循環寫入時視頻流不斷從頭到尾覆蓋整個存儲空間，消除文件系統損壞問題帶來的隱患，同時完全消除循環覆蓋帶來的文件碎片問題，徹底解決因文件碎片導致的寫入性能下降問題。支持按1/1/1/8的剩余容量比例和抽I幀的不同策略抽幀方式。N+1備機冗余功能保證工作機故障時，錄像業務不中斷，數據不丟失，提供設備級保護，提升系統可靠性。 數據完整性 智能補錄前端與數據中心網絡異常時，前端設備啟動錄像并保存在本地存儲設備上（SD卡，硬盤等）；網絡恢復后，錄像自動回傳到中心CVR存儲，保證數據的完整性。 錄像丟失檢測報警針對惡劣的網絡環境，經常出現網絡中斷導致視頻數據丟幀或整段錄像丟失的問題，為提升系統的可靠性和安全性，方便客戶即時發現數據的不完整性，海康威視提出錄像丟失檢測及報警技術，該技術支持實時流檢測機制和歷史數據定時檢測兩種機制。 數據可靠性 數據備份l 多種數據備份模式：與前端共同實現雙重備份、存儲本地備份以及存儲間的異地備份。由于存檔卷不會被循環覆蓋，這增加了重要通道數據的安全性。 錄像鎖定針對關鍵視頻，需要超過錄像周期時也不被循環覆蓋。鎖定方式： 根據鎖定策略,錄像的同時實現加鎖；手動執行鎖定錄像段。 解決方案海康威視根據安防行業的發展趨勢和當前面臨的問題與挑戰，深入研究行業和客戶的真實需求，針對不同的應用環境推出了不同的組網方案。存儲空間直接掛載在存儲服務器或應用服務器上，上層應用和原來一樣直接訪問存儲服務器或者應用服務器。 基本組成單元存儲系統、存儲（應用）服務器、千兆交換機（或光纖交換機） 主要特點l 集中存儲，統一管理：采用中心集中存儲模式，前端視頻資源集中存儲，系統資源統一管理；l 同時提供SAN和NAS：SAN提供高性能塊級數據訪問，NAS兼容多種文件存儲協議，滿足異構環境下文件共享需求；l 兼容性好：存儲設備通過標準的存儲協議與第三方服務器、平臺實現連接；l 擴展便利：可實現LUN卷、RAID空間和整機設備的在線擴容，擴容過程不影響原系統應用；l 帶寬預留功能：實現任一個客戶端到存儲的帶寬預留，優化帶寬競爭時的系統性能；l 多設備統一管理：提供集中管理監控軟件，可以統一管理和監測多臺設備。同時CVR存儲系統可內嵌流媒體，集成轉發功能。 主要特點l 流媒體直寫：前端、平臺采用流媒體協議與存儲直接交互，提高系統性能，精簡存儲服務器，消除服務器單點故障和性能瓶頸；l 集成視頻轉發功能：視頻流可通過存儲系統轉發，進一步精簡流媒體服務器；l 流媒體存儲技術：底層采用流媒體管理結構，可保證斷電斷網等情況下系統的穩定性，并基本完全消除覆蓋讀寫情況下的文件碎片；l 秒級檢索、快速回放、批量下載；l 數據歸檔：提供錄像鎖定、錄像數據本地備份和異地備份等多種數據歸檔功能；l N+1備機冗余：工作機故障時，備機即時接管錄像服務；故障機恢復后，服務和數據自動回遷；l 智能補錄：斷網期間，前端在內置存儲介質上錄像，網絡恢復后，錄像上傳存儲設備；l 雙碼流錄像：支持主子碼流錄像，并可通過策略靈活切換。83600秒24小時1天247。 標清D1格式，存放1天的數據總容量 247。1024＝。1000＝ 高清130萬格式按4Mbps碼流計算，存放1天的數據總容量 4Mbps247。1024＝。1000＝ 高清200萬格式按8Mbps碼流計算，存放1天的數據總容量 8Mbps247。1024＝。1000＝ 解碼拼控子系統解碼拼控子系統主要是采用海康威視系統級的以解碼、控制、拼控等功能集于一體的視頻綜合平臺來進行設計，滿足解碼拼控等功能。 視頻綜合平臺設計 一體化設計1） 可插入各類輸出接口類型的增強型解碼板，每個輸出接口能輸出多路高清視頻，進行上墻顯示；由于視頻綜合平臺本身集成大屏拼控功能，能進行拼接、開窗、漫游等各類功能。3） 空余部分槽位，為后期系統擴展等提供方便接口。 鏈路匯聚（LACP）設計鏈路匯聚說明圖由于視頻綜合平臺是整個系統核心，包括流媒體服務器也部署在內，所以核心交換機到視頻綜合平臺之間的網絡承載的壓力很大。鏈路匯聚設計實現兩大功能：1） 在帶寬比較緊張的情況下，可以通過邏輯聚合可以擴展帶寬到原鏈路的2倍；2） 在需要對鏈路進行動態備份的情況下，可以通過配置鏈路聚合實現同一聚合組各個成員端口之間彼此動態備份，當一條鏈路出現故障，另一條自動承擔故障鏈路工作，系統正常運行。2） 支持DVI/HDMI/VGA接口輸出、整機最大支持256路D1/128路720P/64路1080P解碼輸出。 報警上墻1）支持單屏報警上墻，用戶可以在獨立的監視屏或拼接大屏中進行報警上大屏配置，當計劃內的報警產生時能夠在配置的大屏中進行報警上墻功能，整個配置可按監視屏配置多個報警，各個監視屏可獨立配置；2）支持報警場景切換，用戶可以單獨配置一個報警場景，當該報警場景上配置的報警觸發時，電視墻自動切換到報警場景中，并進行相應的視頻解碼上墻顯示。 主要功能效果展示 單屏顯示組合大屏的每個單元單獨顯示一路視頻畫面，每個單元的視頻信號可以任意切換（顯示效果如下圖所示）。拼接顯示示意圖 任意分割組合顯示以一個屏為單元可任意16路畫面分割顯示；可以任意幾個大屏組合顯示一路畫面。疊加顯示示意圖 圖像半透明混合處理可將任意一個信號疊加到其他信號（地圖）之上，圖像透明度可調，即可以看到實圖像又不覆蓋其他信號。圖像拉伸顯示示意圖 LOGO/OSD顯示在不占用視頻輸入的情況下，可通過網絡在任意單元上以任意大小顯示任意多幅靜止圖像，也可以是LOGO信息或地圖。OSD顯示示意圖