視頻監(jiān)控需要了解的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

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2012-05-30 09:26:28

摘自:慧聰網(wǎng)

拓?fù)涠x包含兩部分:實(shí)體拓?fù)洹褪抢|線(媒體)的實(shí)際布置情形;另外一個(gè)就是邏輯拓?fù)洹褪嵌x主機(jī)如何存取媒體。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆挚梢远x為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。拓?fù)涠x包含兩部分:實(shí)體拓?fù)?mdash;—就是纜線(媒體)的實(shí)際布置情形;另外一個(gè)就是邏輯拓?fù)?mdash;—就是定義主機(jī)如何存取媒體。一般所用的實(shí)體拓?fù)涫强偩€、環(huán)狀、星狀、延伸式星狀、階層式與網(wǎng)狀等。這些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在于各類視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,因此我們有必要在工程施作前,對(duì)這些決定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)架構(gòu)的諸多模式有個(gè)前置的了解及認(rèn)識(shí)。

接下來(lái),就一一來(lái)認(rèn)識(shí)及了解他們?cè)阡浵裨O(shè)備位置上的決定關(guān)系。這些常見架構(gòu)如下。

星狀架構(gòu)

這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)最單純簡(jiǎn)易,可靠度也最高。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控工作站(Client)與錄像設(shè)備(DVR、NVR、DAS)集中連接于局域網(wǎng)絡(luò)集線器,其中任意一臺(tái)主機(jī)出了問(wèn)題都可迅速隔離,不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)其它設(shè)備及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作。由于架構(gòu)簡(jiǎn)單,易于維護(hù)與管理,“星狀”是目前業(yè)務(wù)及安防監(jiān)控上使用最多的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這一架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)集線器(HUB)會(huì)將網(wǎng)絡(luò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)(設(shè)備)連結(jié)起來(lái),以轉(zhuǎn)接網(wǎng)絡(luò)訊號(hào)。HUB的廠牌眾多,埠數(shù)則以4、8、12、16及24個(gè)居多。所謂埠(port)即為訊號(hào)進(jìn)入或發(fā)出點(diǎn),類似監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層中所說(shuō)的視頻及控制數(shù)據(jù)存取點(diǎn)(accesspoint)。目前,HUB的技術(shù)已發(fā)展到能提供150Mbps以上速度之交換式集線器(switchingHUB)。透過(guò)這種HUB可以順利完成一個(gè)星狀拓?fù)浼軜?gòu),而錄像存儲(chǔ)設(shè)備也能極為方便地在這種架構(gòu)任何節(jié)點(diǎn)上放置。

還有一種是延伸式星狀拓?fù)?。所謂延伸式星狀拓?fù)淦鋵?shí)就是將星狀拓?fù)涞慕粨Q集線器/交換器一個(gè)個(gè)別小星狀拓?fù)溥B結(jié)在一起。這樣,工程人員便可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求延伸監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)度和大小,或擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)錄像存儲(chǔ)設(shè)備的放置節(jié)點(diǎn)。延伸式星狀拓?fù)涫侵貜?fù)的星狀拓?fù)洌徊贿^(guò)每一個(gè)連結(jié)到中央節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)也都是另一個(gè)星狀結(jié)構(gòu)的中心。實(shí)體觀點(diǎn):延伸式星狀拓?fù)溆泻诵男菭钔負(fù)?,每一個(gè)核心拓?fù)涞哪┒斯?jié)點(diǎn)都是本身星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的中心。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是,縮短布線,并限制需與任何一個(gè)中央節(jié)點(diǎn)相連的設(shè)備數(shù)目。

環(huán)狀架構(gòu)

環(huán)狀架構(gòu)是把監(jiān)控主機(jī)工作站(Client)及存儲(chǔ)裝置主機(jī)(DVR、NVR…)以不同的交換式集線器連接成環(huán)狀(Ring),透過(guò)所謂網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記(Token)或稱為圖形循環(huán)網(wǎng)絡(luò),以決定哪個(gè)監(jiān)控主機(jī)工作站擁有網(wǎng)絡(luò)管理權(quán)利。此種架構(gòu)為IEEE所訂定的標(biāo)準(zhǔn),即IEEE802.4的TokenBus標(biāo)記圖形總線與IEEE802.5標(biāo)記環(huán)(TokenRing)網(wǎng)絡(luò)。這種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境通常存在一些較為注重網(wǎng)絡(luò)安全的監(jiān)控架構(gòu)中,而存儲(chǔ)錄像設(shè)備在這種架構(gòu)中則以NAS較為常見于這種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。

而環(huán)形網(wǎng)絡(luò)架夠也有延伸的部分,那就是雙環(huán)狀拓?fù)洹T诒O(jiān)控網(wǎng)絡(luò)觀點(diǎn)上雙環(huán)狀拓?fù)涫怯蓛蓚€(gè)同心環(huán)組成,各環(huán)只連結(jié)到其相鄰的環(huán)鄰接點(diǎn)。兩個(gè)環(huán)并未連接在一起。實(shí)際看起來(lái)雙環(huán)狀拓?fù)渑c單環(huán)狀拓?fù)湎嗤?,只不過(guò)是有第二個(gè)重復(fù)的環(huán),用來(lái)連接相同的設(shè)備。換句話說(shuō),為了提供監(jiān)控與存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的可靠性與彈性,每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備也都是兩個(gè)獨(dú)立環(huán)狀拓?fù)涞囊徊糠?。這也是一種備用網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)運(yùn)用。

總線架構(gòu)

總線架構(gòu)也是一種BUS架構(gòu),但它是透過(guò)網(wǎng)絡(luò)同軸電纜線將分散各個(gè)位置監(jiān)控或計(jì)算機(jī)主機(jī)串接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其最主要缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)可靠度問(wèn)題,因而在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控上則較為少見??偩€拓?fù)涫亲屗芯W(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備直接連接的單一主干網(wǎng)絡(luò)區(qū)段上??偩€拓?fù)涫菍⑺泄?jié)點(diǎn)直接連接到一個(gè)鏈路上,節(jié)點(diǎn)之間沒有其他聯(lián)機(jī)。監(jiān)控主機(jī)與存儲(chǔ)設(shè)備都連接到一條共通的線路上。在這種拓?fù)湎?,主要設(shè)備允許主機(jī)加入或搭上單一的共享媒體。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的好處之一就是,所有主機(jī)彼此相連,因此能夠直接通訊聯(lián)系;不足之處則是,一旦網(wǎng)絡(luò)上其中一臺(tái)主機(jī)/工作站(Client)故障或是電纜線斷裂,或是網(wǎng)絡(luò)連接器與接頭損壞,都會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)(Crash)癱瘓??偩€拓?fù)淇梢宰屗芯W(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備都能看見錄像存儲(chǔ)設(shè)備的訊號(hào),并將所有視頻信息傳送到所有監(jiān)控主機(jī)設(shè)備上;但由此帶來(lái)的問(wèn)題也不容忽視,因?yàn)榻?jīng)常會(huì)發(fā)生流量及網(wǎng)絡(luò)塞車。

階層式拓?fù)涫且灶愃朴谘由焓叫菭钔負(fù)涞姆椒ㄖ瞥傻?,這種系統(tǒng)不是將集線器/交換器連結(jié)在一起,而是連結(jié)到控制拓?fù)鋽?shù)據(jù)流量的計(jì)算機(jī)上。數(shù)學(xué)觀點(diǎn):樹狀拓?fù)渑c延伸式星狀拓?fù)漕愃?,最主要的差別在于它不使用一個(gè)中央節(jié)點(diǎn),而是使用干線節(jié)點(diǎn),由此分枝連接到其他節(jié)點(diǎn)。樹狀拓?fù)溆袃煞N:二進(jìn)制樹狀結(jié)構(gòu)(各節(jié)點(diǎn)分成兩個(gè)鏈結(jié));及主干樹狀結(jié)構(gòu)(主干網(wǎng)絡(luò)干線有分枝節(jié)點(diǎn),鏈結(jié)掛在分枝上分布出去)。實(shí)體觀點(diǎn):干線是一包含數(shù)層分枝的纜線。邏輯觀點(diǎn):信息流是階層式的。網(wǎng)狀架構(gòu)

·網(wǎng)狀拓?fù)溥m用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊穩(wěn)定要求極其嚴(yán)格的行業(yè)項(xiàng)目,例如,道路監(jiān)控的控制系統(tǒng),您可以看到各監(jiān)控主機(jī)各自與其他所有主機(jī)連接。這也反映出因特網(wǎng)的設(shè)計(jì)特質(zhì),因特網(wǎng)有多條路徑型到任何一個(gè)位置上。數(shù)學(xué)觀點(diǎn):在完整網(wǎng)狀拓?fù)渲?,每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都直接與其他節(jié)點(diǎn)連結(jié),也就是說(shuō)每一錄像設(shè)備都鏈接到每一個(gè)監(jiān)控工作站。這種布線法優(yōu)點(diǎn)不勝枚舉,缺點(diǎn)也十分明顯。優(yōu)點(diǎn)是,由于每一個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)際上都與其他各節(jié)點(diǎn)連接,造成重復(fù)連接,所以一旦有任何鏈結(jié)故障無(wú)法運(yùn)作時(shí),視頻信息還是可以透過(guò)其他任何鏈結(jié)送達(dá)目的地。而且這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可讓影像信息沿多條信道流動(dòng),貫穿整個(gè)網(wǎng)絡(luò);缺點(diǎn)則是只要超過(guò)少數(shù)幾個(gè)攝影機(jī)或監(jiān)控工作站及DVR節(jié)點(diǎn)后,鏈結(jié)的媒體量很容易就大到令網(wǎng)絡(luò)無(wú)法承受。

不規(guī)則狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)

·這種不規(guī)則狀拓?fù)湟草^少見于監(jiān)控系統(tǒng)的錄像設(shè)備節(jié)點(diǎn)架構(gòu),原因是在不規(guī)則狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校溄Y(jié)與節(jié)點(diǎn)之間沒有明顯的模式,也缺少統(tǒng)一的布線模式;有各種不同的布線模式由節(jié)點(diǎn)拉出。這種布線結(jié)構(gòu)通常都是網(wǎng)絡(luò)仍在早期架構(gòu)的階段,或是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃不善造成。

蜂巢式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)

·這種架構(gòu)大部分用在無(wú)線點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),對(duì)于錄有存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)放置考慮因素較為復(fù)雜。蜂巢式拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是由圓形或六角形區(qū)域組成,每一區(qū)域中心都有一個(gè)節(jié)點(diǎn)。蜂巢式拓?fù)涫菍⒌乩韰^(qū)域劃分成地區(qū)(細(xì)胞),供無(wú)線科技使用,這項(xiàng)技術(shù)的重要性越來(lái)越大。蜂巢式拓?fù)渲袥]有實(shí)體網(wǎng)絡(luò)線鏈接,只有電磁波,所以節(jié)點(diǎn)上來(lái)說(shuō)有時(shí)是接收節(jié)點(diǎn),有時(shí)又變成是傳送節(jié)點(diǎn)。蜂巢式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔C苄圆桓?,容易被截取及干擾。因而在監(jiān)控項(xiàng)目中,此類架構(gòu)也較為少見。

拓?fù)浼軜?gòu)這個(gè)詞可以看成是“節(jié)點(diǎn)的研究”。實(shí)際上,拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是由節(jié)點(diǎn)(點(diǎn))及鏈路(線)所組成,這兩者之間經(jīng)常有固定的模式。從監(jiān)控的觀點(diǎn)說(shuō)明錄像設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)作可行的各種拓?fù)浼軜?gòu)。然后再?gòu)膶?shí)體網(wǎng)絡(luò)是看如何布建錄像與監(jiān)控設(shè)備的線路。最后,工程上我們要從實(shí)際運(yùn)用邏輯拓?fù)鋪?lái)學(xué)習(xí)視頻或是控制信息流過(guò)網(wǎng)絡(luò)的方式,藉此來(lái)判斷可能發(fā)生網(wǎng)絡(luò)流量碰撞的區(qū)域。一個(gè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)很可能會(huì)套用一種實(shí)體拓?fù)洌珜?shí)際上卻全不符合拓?fù)浼軜?gòu)邏輯。

節(jié)點(diǎn)交換設(shè)備也是錄像設(shè)備放置關(guān)鍵

除了上述的存儲(chǔ)設(shè)備種類及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)渲猓诰W(wǎng)絡(luò)監(jiān)控上的錄像設(shè)備放置節(jié)點(diǎn),還有一個(gè)決定因素就是網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。一般以太網(wǎng)中的中繼存在如是潛規(guī)則:網(wǎng)絡(luò)上任何兩部工作站或計(jì)算機(jī)之間不能出現(xiàn)超過(guò)四部中繼器或中繼集線器。因?yàn)橹欣^器每增加一臺(tái)就會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t,導(dǎo)致監(jiān)控畫面延緩及數(shù)據(jù)訊號(hào)強(qiáng)度的推進(jìn)變慢。由此引發(fā)諸如視頻掉張或是監(jiān)控控制服務(wù)器死機(jī)等“事故”。眾多監(jiān)控廠商由于在建置網(wǎng)絡(luò)時(shí)對(duì)這一原則選擇習(xí)慣性忽略,或是在既有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中建置監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)沒注意到關(guān)鍵影響,超出中繼器的四項(xiàng)規(guī)則因素可能導(dǎo)致違反最大延遲限制。超出這個(gè)延遲限制時(shí),延遲碰撞的次數(shù)會(huì)急遽加。因此錄像設(shè)備在這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的放置節(jié)點(diǎn)選擇就變得更重要。

總結(jié):錄像設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的靈魂,所有監(jiān)控目的都是為了最終視頻記錄的結(jié)果及證據(jù)的保存。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境日益復(fù)雜的今天,如何在施工中對(duì)網(wǎng)絡(luò)中錄像設(shè)備安放的節(jié)點(diǎn)加以慎重考慮已成為工程商不可缺少的常識(shí),更是監(jiān)控系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。

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