云安防技術(shù)架構(gòu)與應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)分析
2024/9/14 14:41:32點(diǎn)擊：
隨著數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，云這個(gè)概念越來(lái)越多出現(xiàn)在我們身邊。而伴隨公安社會(huì)治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)多級(jí)跨區(qū)域大聯(lián)網(wǎng)、海量數(shù)據(jù)處理的需求越來(lái)越迫切，云技術(shù)也越來(lái)越多的應(yīng)用在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中。
云安防技術(shù)架構(gòu)與應(yīng)用前景
云存儲(chǔ)的系統(tǒng)架構(gòu)
要了解云存儲(chǔ)的系統(tǒng)架構(gòu)，需要先了解其應(yīng)用架構(gòu)。我們以平安城市為例來(lái)看云存儲(chǔ)的應(yīng)用架構(gòu)。在平安城市中，云存儲(chǔ)可為多個(gè)系統(tǒng)提供存儲(chǔ)服務(wù)，包括視頻監(jiān)控、卡口電警、圖像資源庫(kù)、圖偵分析研判等。其可完成日常視頻錄像資源、各個(gè)案件中所涉及的視頻和圖片等資源、卡口電警所產(chǎn)生的車(chē)輛抓拍圖片等資源的統(tǒng)一存儲(chǔ)。
從應(yīng)用架構(gòu)上看，云存儲(chǔ)系統(tǒng)與傳統(tǒng)分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)差異并不明顯，其更本質(zhì)的區(qū)別其實(shí)體現(xiàn)在內(nèi)部軟件架構(gòu)上。
云存儲(chǔ)系統(tǒng)采用大規(guī)模分布式并行文件系統(tǒng)，以大量的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備為基礎(chǔ)，構(gòu)建一個(gè)大規(guī)模存儲(chǔ)集群，提供上百pb的存儲(chǔ)容量，并能夠在線進(jìn)行容量的擴(kuò)充，由此搭建的大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)整體成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)，并且具有良好的可擴(kuò)充性和靈活性。
云存儲(chǔ)系統(tǒng)通過(guò)元數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)分離的非對(duì)稱(chēng)式架構(gòu)，通過(guò)負(fù)載均衡和數(shù)據(jù)并發(fā)訪問(wèn)策略，在普通硬件條件下獲得高達(dá)數(shù)十gbps的傳輸速率以及上百pb級(jí)的存儲(chǔ)容量，并可根據(jù)用戶(hù)應(yīng)用發(fā)展的趨勢(shì)，適時(shí)按需進(jìn)行在線動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。與單機(jī)的文件系統(tǒng)不同，分布式文件系統(tǒng)不是將這些數(shù)據(jù)放在一塊磁盤(pán)上由上層操作系統(tǒng)來(lái)管理，而是存放在一個(gè)服務(wù)器集群上，由集群中的服務(wù)器，各盡其責(zé)，通力合作，提供整個(gè)文件系統(tǒng)的服務(wù)。
云存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)置了基于對(duì)象數(shù)據(jù)管理策略，能夠保證在系統(tǒng)局部發(fā)生故障時(shí)數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，徹底消除存儲(chǔ)系統(tǒng)中的單點(diǎn)故障，結(jié)合自動(dòng)故障探測(cè)和快速故障恢復(fù)技術(shù)，確保用戶(hù)的應(yīng)用持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，同時(shí)減少部署和管理的難度。
更直觀的理解，云存儲(chǔ)系統(tǒng)本身也是構(gòu)建在通用磁盤(pán)陣列之上的，它通過(guò)通過(guò)操作系統(tǒng)的api管理磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)，只不過(guò)這樣一個(gè)系統(tǒng)在邏輯上可以分為元數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（控制節(jié)點(diǎn)）、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)）、管理節(jié)點(diǎn)以及客戶(hù)端四個(gè)部分，這四個(gè)部分分別對(duì)應(yīng)了上面提到的云存儲(chǔ)的4層結(jié)構(gòu)模型：
1）元數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（控制節(jié)點(diǎn)）
元數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)即控制節(jié)點(diǎn)，用于記錄所存儲(chǔ)的文件的各種屬性，相當(dāng)于整個(gè)文件系統(tǒng)的大腦，管理各個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，收集數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)信息，了解所有數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)狀，然后給它們分配任務(wù)，協(xié)調(diào)指示各數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)為系統(tǒng)服務(wù)；
2）數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)（存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)）
數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)即存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，用于管理磁盤(pán)和卷和存儲(chǔ)用戶(hù)的文件數(shù)據(jù)，是整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)資源提供者，它同時(shí)還負(fù)責(zé)集群構(gòu)建，包括節(jié)點(diǎn)管理和數(shù)據(jù)分片，并承擔(dān)數(shù)據(jù)冗余保護(hù)和對(duì)數(shù)據(jù)訪問(wèn)的負(fù)載均衡；
3）管理節(jié)點(diǎn)
管理節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一管理云存儲(chǔ)系統(tǒng)中的集群節(jié)點(diǎn)、文件、日志、告警、網(wǎng)關(guān)等，同時(shí)提供日志管理、性能監(jiān)控、配置管理、故障管理等能力，方便系統(tǒng)管理維護(hù)人員管理云存儲(chǔ)系統(tǒng)；
4）客戶(hù)端
客戶(hù)端在一個(gè)獨(dú)立的進(jìn)程中提供服務(wù)，為用戶(hù)提供文件讀寫(xiě)、目錄操作等apis，當(dāng)用戶(hù)需要使用分布式文件系統(tǒng)進(jìn)行文件讀寫(xiě)的時(shí)候，將客戶(hù)端安裝至需使用系統(tǒng)的服務(wù)器，即可使用系統(tǒng)提供的服務(wù)。
云安防是基于物聯(lián)網(wǎng)模式并且采用云存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足現(xiàn)代化安防的需求。具體實(shí)現(xiàn)是指通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)、分布式文件系統(tǒng)等功能，將視頻監(jiān)控、門(mén)禁控制、rfid射頻識(shí)別、入侵報(bào)警、消防報(bào)警、短信報(bào)警、gps衛(wèi)星定位等技術(shù)通過(guò)云集合起來(lái)協(xié)同工作，進(jìn)行信息交換和通信，完成智能化識(shí)別、定位、跟蹤和監(jiān)控的安防管理。用戶(hù)可以通過(guò)c/s、b/s以及移動(dòng)設(shè)備的客戶(hù)端進(jìn)行24小時(shí)的無(wú)縫遠(yuǎn)程監(jiān)管。
從技術(shù)架構(gòu)上來(lái)看，云安防可分為四層：感知層、網(wǎng)絡(luò)層、處理層和應(yīng)用層。
感知層由各種傳感器以及傳感器網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，包括攝像機(jī)、拾音器、指紋儀、入侵探測(cè)、煙感探測(cè)、震動(dòng)探測(cè)、溫度探測(cè)、rfid、二維碼、gps等感知終端等。
網(wǎng)絡(luò)層由各種私有網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、電話網(wǎng)和無(wú)線通信網(wǎng)等組成。
處理層由集中存儲(chǔ)服務(wù)、報(bào)警服務(wù)、消息服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)等部分組成。
應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶(hù)（包括人、組織和其他系統(tǒng)）的接口，與行業(yè)需求結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的智能應(yīng)用。
視頻監(jiān)控作為安防領(lǐng)域主要分支，其數(shù)據(jù)量對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗非常大，就當(dāng)前而言恐怕還不完全具備數(shù)據(jù)中心化的條件，云安防技術(shù)在監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用還將走過(guò)一段較長(zhǎng)的路程，但隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，影響其推廣的障礙也會(huì)得到根本解決，云安防將有美好的前景。
云監(jiān)控突破五大技術(shù)挑戰(zhàn)
云技術(shù)的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)安防視頻監(jiān)控的模式，借助云概念實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。云計(jì)算不僅讓海量監(jiān)控存儲(chǔ)成為可能，也讓海量視頻數(shù)據(jù)挖掘成為現(xiàn)實(shí)。盡管云應(yīng)用在安防領(lǐng)域有著眾多優(yōu)勢(shì)，但是以云為代表的it領(lǐng)域與安防融合仍遇到不小的調(diào)整。
1)、帶寬
基于云概念的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在帶寬傳輸上仍面臨不小的困難。云監(jiān)控注重在不同的網(wǎng)絡(luò)上傳輸海量視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)帶寬不夠時(shí)，云監(jiān)控作用無(wú)法發(fā)揮出來(lái)。網(wǎng)絡(luò)帶寬是你從互聯(lián)網(wǎng)獲取信息的通道，而這個(gè)通道正是你需要從云端獲取視頻信息的重要途徑。當(dāng)然，正常上網(wǎng)需要的下載速度和監(jiān)控上傳速度并不相同。
以一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)，小型零售商鋪5路高清攝像機(jī)為獲得實(shí)時(shí)高清視頻云需要10mbps帶寬，顯然普通住戶(hù)的adsl很難滿(mǎn)足這種帶寬，公共網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用行不通后只能部署專(zhuān)屬，但是價(jià)格卻高得驚人。有些安防企業(yè)提供租賃服務(wù)，以第三方和混合云的模式為用戶(hù)提供在線高清視頻。同樣，也有提供小分辨率云存儲(chǔ)解決方案，有助于彌補(bǔ)帶寬不足的問(wèn)題。
2)、視頻數(shù)據(jù)管理
云存儲(chǔ)讓視頻使用大量帶寬，帶來(lái)后續(xù)的問(wèn)題就是海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題。大多數(shù)監(jiān)控存儲(chǔ)解決方案設(shè)想的是本地存儲(chǔ)，仍以上述監(jiān)控方案為例，一個(gè)月所需存儲(chǔ)1tb，用戶(hù)花一千多元購(gòu)買(mǎi)一塊1tb硬盤(pán)。但你也應(yīng)當(dāng)關(guān)注其隱性成本，包括數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)用、數(shù)據(jù)冗余成本，或*基本的實(shí)時(shí)監(jiān)控的電費(fèi)。
為了解決隱性成本，用戶(hù)不得不降低分辨率和存儲(chǔ)要求，更為糟糕的就是視頻效果隨之降低。安防云監(jiān)控解決方案讓存儲(chǔ)更簡(jiǎn)便，混合云解決方案可以遠(yuǎn)程存儲(chǔ)高清視頻，這種效果遠(yuǎn)優(yōu)于本地存儲(chǔ)的意義。
3)、監(jiān)控實(shí)時(shí)性
當(dāng)監(jiān)控內(nèi)容涉及安全和財(cái)務(wù)管理時(shí)，做到0秒無(wú)延時(shí)監(jiān)控很重要。人們對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)控的理解可以等同于對(duì)高清畫(huà)質(zhì)的要求。云視頻監(jiān)控不僅能夠做到快速實(shí)時(shí)訪問(wèn)，同時(shí)也能夠保證質(zhì)量。qq等大眾遠(yuǎn)程視頻工具會(huì)出現(xiàn)延時(shí)，但是同樣作為遠(yuǎn)程監(jiān)控管理的系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控不僅需要可靠的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對(duì)設(shè)備軟件要求也格外高。
4)、監(jiān)控管理做好協(xié)調(diào)工作
基于互聯(lián)網(wǎng)的云監(jiān)控也改變了企業(yè)與用戶(hù)的溝通方式。一個(gè)企業(yè)管理不同用戶(hù)的上千臺(tái)設(shè)備，有些監(jiān)控距離遠(yuǎn)在千里之外，如何管理好多點(diǎn)位監(jiān)控設(shè)備需要花上一些功夫。特別是應(yīng)用在不同領(lǐng)域的攝像機(jī)，要確保記錄下它們正常的操作記錄，掌握對(duì)系統(tǒng)性能的報(bào)道成為云監(jiān)控解決方案的核心。
為了防止這些遠(yuǎn)在天邊的攝像機(jī)，要對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程系統(tǒng)升級(jí)及排除其他故障，這種做法節(jié)省了人力費(fèi)用，讓監(jiān)控管理更高效。
5)、云服務(wù)讓用戶(hù)選擇更多
基于云存儲(chǔ)的解決方案和服務(wù)提供商必須面臨很殘酷的事實(shí)，如果不能贏得用戶(hù)信任，提供關(guān)鍵業(yè)務(wù)服務(wù)和數(shù)據(jù)，那么用戶(hù)很有可能選擇其他家服務(wù)商。在不涉及到任何硬件成本的前提下，似乎企業(yè)要做的就是確保監(jiān)控?cái)z像機(jī)和編碼器符合主流趨勢(shì)，壓縮算法及傳輸協(xié)議一定參考主流標(biāo)準(zhǔn)。在融合自身特色業(yè)務(wù)，確�？蛻�(hù)感受到***二的云監(jiān)控服務(wù)。
待云監(jiān)控服務(wù)逐漸完善之時(shí)，企業(yè)和用戶(hù)還會(huì)面臨更多的困難。但是請(qǐng)記住云監(jiān)控不等同于傳統(tǒng)cctv閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，我們需要給它時(shí)間去適應(yīng)當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和用戶(hù)消費(fèi)意識(shí)。技術(shù)已不再是難題，未來(lái)云安防技術(shù)發(fā)展才是關(guān)鍵。
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