網(wǎng)絡監(jiān)控的基本知識及IP高清攝像機的發(fā)展應用

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網(wǎng)絡監(jiān)控的基本知識及IP高清攝像機的發(fā)展應用

網(wǎng)絡監(jiān)控的基本知識及IP高清攝像機的發(fā)展應用〔二〕

內容

一、網(wǎng)絡傳輸?shù)幕靖拍?/p>

二、幾種存儲設備的概念與區(qū)別

三、ONVIF協(xié)議

四、流媒體

五、云計算及云存儲

六、POE供電技術

一、網(wǎng)絡傳輸?shù)幕靖拍?/p>

1、基本單位

網(wǎng)絡帶寬單位是：位/每秒〔即：bit/s),

內存等帶寬單位卻是：字節(jié)/每秒〔即byte/s)。兩者換算：1byte=8bit。

通常所講寬帶的1M是

1Mbps=1Mb(字節(jié))/8=1024Kb/8=128KB/S

(Mbps(兆比特每秒),b即Bit(位).)

也就是講所謂每秒1兆〔1Mbps〕的網(wǎng)絡流量換算成本地電腦上的文件大小單位后實際上只要每秒128KB罷了。

2、各個速度單位之間的關系

1Byte(字節(jié))=8bits(位)

1Kb=1024bits(位)

1KB=1024bytes(字節(jié))

1Mb=1024Kb

1MB=1024KB

B和b分別代表Bytes和bits，兩者的定義是不同的,否則差距可是8倍.

真正的速度單位應為MB/s

1MB/s=8Mbps

3、平常所講的帶寬概念

1、正確的計算ADSL網(wǎng)絡“理論最大〞的下載速度，應該使用這個公式：理論最大下載速度=[1024X帶寬數(shù)]/8〔若缺乏1M，比方512K就直接/8〕。例如常見的1M帶寬最大的下載速度也就是每秒128k罷了。所以不要誤以為2M帶寬下載速度就是2M。

2、假如是1MADSL上網(wǎng)，那么理論上下載的速度最高只能到達128K字節(jié)/秒。我們平常所講的帶寬是多少多少，它的單位其實是“比特/秒"，而我們所講的下載速度多少多少，它的單位是“字節(jié)/秒〞。在計算機里，1字節(jié)=8比特，1K字節(jié)=1024字節(jié)，所以，1M的網(wǎng)絡帶寬的下載速度最多就是1024×1024/8=131072字節(jié)/秒，也就是131072/1024=128K字節(jié)/秒。這樣你就能夠根據(jù)你本人的網(wǎng)絡帶寬算出你下載的理論上的最大速度，當然實際的速度肯定會比這個值低一些，由于系統(tǒng)和其他程序還要用一些。

4、碼流

1〕碼流〔DataRate〕是指視頻文件在單位時間內使用的數(shù)據(jù)流量，也叫碼率，是視頻編碼中畫面質量控制中最重要的部分。同樣分辨率下，視頻文件的碼流越大，壓縮比就越小，畫面質量就越好。

數(shù)字信道傳送數(shù)字信號的速率稱為數(shù)據(jù)傳輸速率或比特率.

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例如：以500Kbps來編碼音視頻。

其中1KB/秒=1024*8bps，

b就是比特位〔bit〕

s就是秒〔second〕

p就是每〔per〕

所以，以500kbps來編碼表示經(jīng)過編碼后的音視頻數(shù)據(jù)每秒鐘需要用500K的比特來表示。

主次碼流是指硬件邏輯單元在啟動一次后同時產(chǎn)生2路碼流，即一路主碼流和一路次碼流。主碼流和次碼流能夠為不同的編碼協(xié)議。次碼流不能單獨存在。一般情況下，主碼流較之次碼流，碼流大，壓縮比小，圖像質量高。例如，在應用中，主碼流一般用于本地存儲，次碼流用于網(wǎng)傳。

2〕多碼流

多碼流技術是通過在編碼經(jīng)過中同時產(chǎn)生多種不同碼流及分辨率的流媒體數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶實際網(wǎng)絡帶寬條件為之自動分配相對最佳解碼畫質的解決方案。在實際網(wǎng)絡直播應用中，由于位于不同網(wǎng)絡位置的訪問者所在網(wǎng)絡環(huán)境存在差異，而僅以某種固定碼流分辨率進行網(wǎng)絡直播流媒體傳送往往會導致網(wǎng)速較高的用戶看到的畫質仍不夠明晰，網(wǎng)速較低的用戶解碼時間過長而使得畫面不夠流暢，為解決二者的矛盾使訪問者閱讀到盡可能看到兼顧明晰和流暢的直播內容，采用多碼流技術成為了一個最簡單最有效的辦法。

一天錄像計算公式：

碼流/8*3600秒*24小時*1臺=一天占用的空間/0.9=一天實際占用的空間

3〕計算硬盤容量的公式

例題：一臺NVR要接入12路130萬像素高清攝像機，24小時錄像，保存時間1個月，需要2T的硬盤多少塊？碼流按3M/秒計。

1路/天的所需空間3/8*3600*24=32400M

總共所需空間32400*12*30=11664000M

所需2T硬盤數(shù)量11664000/1024/1024/2/0.9=12.36

需要2T硬盤13塊。

假如是CVR錄像，又需要幾塊？

假如是200萬的攝像機，又需要幾塊？

4〕主次碼流

主次碼流是指硬件邏輯單元在啟動一次后同時產(chǎn)生2路碼流，即一路主碼流和一路次碼流。主碼流和次碼流能夠為不同的編碼協(xié)議。次碼流不能單獨存在。一般情況下，主碼流較之次碼流，碼流大，壓縮比小，圖像質量高。例如，在應用中，主碼流一般用于本地存儲，次碼流用于網(wǎng)傳

5〕分辨率

普通模擬攝像機1CIF352*2884CIF〔D1〕704*576

網(wǎng)絡攝像機

標清：704*576

130萬高清：130W的分辨率理論上應該是1280X960，但是市場上很多廠家把720P講成是130W的，其實只要1280X720，也就是通常的720P.200萬高清：分辨率為1920*1080，也就是通常的1080P.

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300萬高清：分辨率為2048X1536

720P是720線逐行掃描的意思，是普通高清，1080P是1080線逐行掃描，是全高清

二、幾種存儲設備的概念與區(qū)別

1、DVR

DVR是數(shù)字硬盤錄像機(DigitalVideoRecorder)的簡稱，屬于模擬監(jiān)控系統(tǒng)時磁帶錄像機的換代產(chǎn)品。它是一套進行圖像存儲處理的計算機系統(tǒng)，具有對圖像/語音進行長時間錄像、錄音、遠程監(jiān)視和控制的功能，DVR集合了錄像機、畫面分割器、云臺鏡頭控制、報警控制、網(wǎng)絡傳輸?shù)任宸N功能于一身，用一臺設備就能取代模擬監(jiān)控系統(tǒng)一大堆設備的功能。DVR的誕生，標志著整個安防行業(yè)進入了數(shù)字革命時代。它是半數(shù)字半模擬的錄像機，之所以講是半模擬就是由于它的輸入信號和主要輸出信號都是模擬的，半數(shù)字是指存儲方式和網(wǎng)絡輸出方式都是數(shù)字的；

2、NVR

NVR是(NetworkVideoRecorder即網(wǎng)絡硬盤錄像機)的縮寫。NVR最主要的功能是通過網(wǎng)絡接收IPC〔網(wǎng)絡攝像機〕設備傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼流，并進行存儲、管理，進而實現(xiàn)網(wǎng)絡化帶來的分布式架構優(yōu)勢。簡單來講，通過NVR，能夠同時觀看、閱讀、回放、管理、存儲多個網(wǎng)絡攝像機。擺脫了電腦硬件的牽絆，再也不用面臨安裝軟件的繁瑣。假如所有攝像機網(wǎng)絡化，那么必由之路就是有一個集中管理核心出現(xiàn)。

3、CVR(CentralVideoRecorder)中心級視頻網(wǎng)絡存儲設備

1)CVR由標準的IPSAN/NAS網(wǎng)絡存儲設備，結合視頻監(jiān)控應用發(fā)展而來。IPSAN/NAS網(wǎng)絡存儲設備，原來是標準的IT設備沒有視頻監(jiān)控功能，需要掛接在服務器(服務器安裝視頻監(jiān)控軟件)后面使用。隨著技術的發(fā)展、監(jiān)控與IT的融合，業(yè)界通過去掉中間的服務器直接把各種安防視頻監(jiān)控軟件模塊安裝到IPSAN/NAS網(wǎng)絡存儲設備上逐步構成了不同功能的CVR。2)通過安裝不同的安防視頻監(jiān)控軟件CVR能夠實現(xiàn)：視頻流直寫〔又稱流媒體直寫，可支持RTSP/ONVIF/PSIA/

SIP〔GB/T28181〕等流協(xié)議〕、iSCSI數(shù)據(jù)塊直寫〔又稱IPSAN直寫〕、標準存儲服務器+IPSAN形式、標準NAS協(xié)議〔NFS、CIFS〕等多種形式，還能夠增配管理服務器組成網(wǎng)絡視頻監(jiān)控云存儲系統(tǒng)。

3〕CVR是TCP/IP上的視頻流改寫成流數(shù)據(jù)構造直接寫到磁盤里，所以磁盤里存的不是文件，沒有碎片。

IPSAN也是存儲設備，但它用的是TCP/IP上的iSCSI封裝數(shù)據(jù)塊，寫磁盤的時候把網(wǎng)絡協(xié)議扒掉存里面的數(shù)據(jù)塊。所以叫做“塊存〞。

另外，IPSAN不僅能夠用在安防監(jiān)控，IPSAN在計算機領域做存儲的應用也特別廣泛，而CVR是安防監(jiān)控專用的視頻存儲設備。

4、NVR與CVR的比擬

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三、ONVIF協(xié)議

ONVIF：原意為開放型網(wǎng)絡視頻接口論壇，即OpenNetworkVideoInterfaceForum，是安訊士、博世、索尼等三家公司在2020年共同成立的一個國際性開放型網(wǎng)絡視頻產(chǎn)品標準網(wǎng)絡接口的開發(fā)論壇，后來由這個技術開發(fā)論壇共同制定的開放性行業(yè)標準，就用該論壇的大寫字母命名，即ONVIF網(wǎng)絡視頻標準規(guī)范，習慣簡稱為：ONVIF協(xié)議。

ONVIF致力于通過全球性的開放接口標準來推進網(wǎng)絡視頻在安防市場的應用，這一接口標準將確保不同廠商生產(chǎn)的網(wǎng)絡視頻產(chǎn)品具有互通性。

SDK〔SoftwareDevelopmentKit,即軟件開發(fā)工具包〕一般是一些被軟件工程師用于為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺、操作系統(tǒng)等建立應用軟件的開發(fā)工具的集合。

四、流媒體

1、概念

所謂流媒體是指采用流式傳輸?shù)姆绞皆贗nternet播放的媒體格式。流媒體又叫流式媒體，它是指廠商用一個視頻傳送服務器把節(jié)目當成數(shù)據(jù)包發(fā)出，傳送到網(wǎng)絡上。用戶通過解壓設備對這些數(shù)據(jù)進行解壓后，節(jié)目就會像發(fā)送前那樣顯示出來。

定義

流媒體是指以流的方式在網(wǎng)絡中傳輸音頻、視頻和多媒體文件的形式。流媒體文件格式是支持采用流式傳輸及播放的媒體格式。流式傳輸方式是將視頻和音頻等多媒體文件經(jīng)過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包，由服務器向用戶計算機連續(xù)、實時傳送。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中，用戶不必像非流式播放那樣等到整個文件全部下載完畢后才能看到當中的內容，而是只需要經(jīng)過幾秒鐘或幾十秒的啟動延時即可在用戶計算機上利用相應的播放器對壓縮的視頻或音頻等流式媒體文件進行播放，剩余的部分將繼續(xù)進行下載，直至播放完畢。這個經(jīng)過的一系列相關的包稱為“流〞。流媒體實際指的是一種新的媒體傳送方式，而非一種新的媒體。流媒體技術全面應用后，人們在網(wǎng)上聊天可直接語音輸入；假如想相互看見對方的容貌、表情，只要雙方各有一個攝像頭就能夠了；在網(wǎng)上看到感興趣的商品，點擊以后，講解員和商品的影像就會跳出來；更有真實感的影像新聞也會出現(xiàn)。

2、流媒體服務器在監(jiān)控平臺上的功能需求

流媒體服務器需要提供視頻轉發(fā)、用戶認證、權限認證，在此基礎上提供優(yōu)化負載平衡的功

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能，降低網(wǎng)絡帶寬需求，提高整個視頻分發(fā)部分的可靠性。

(一)視頻轉發(fā)實現(xiàn)復雜平衡

流媒體服務器需支持監(jiān)控網(wǎng)內外的視頻轉發(fā)。當有多個局域網(wǎng)客戶端、外網(wǎng)多個客戶需要訪問同一遠程畫面時，可通過流媒體服務器從前端DVR中抽取視頻進行多路轉發(fā)，進而在廣域網(wǎng)上只占用一個通道的資源。轉發(fā)服務能夠有效地減輕廣域網(wǎng)的帶寬壓力，節(jié)省網(wǎng)絡資源，不影響視頻預覽實際效果。系統(tǒng)通過流媒體服務器來分擔網(wǎng)絡的負載提供百人數(shù)量級的用戶同時直接對前端監(jiān)控主機進行訪問，提高了系統(tǒng)的整體可靠性，使整體網(wǎng)絡的負載較為平衡，不會在局部產(chǎn)生傳輸瓶頸。

(二)安全認證

流媒體服務器因涉及到對外網(wǎng)的視頻專訪，尤其在政府和公安等涉及部分重點機密區(qū)域的監(jiān)控上，需要從用戶、權限等多個方面進行安全認證：

1〕對外

網(wǎng)訪問用戶進行認證，只接受流媒體服務器受權的用戶訪問；

2〕可根據(jù)時間段

對受權用戶訪問前端主機進行限制，拒絕非受權時間訪問；

3〕通過訪問通道限

制，實現(xiàn)部分通道的開放。通太多重訪問限制能有效保證監(jiān)控中心視頻數(shù)據(jù)的安全性，到達不合權限、非法時間的、不在控制列表中的用戶無法訪問前端主機。此外，流媒體服務器需根據(jù)訪問用戶的重要性給予不同的級別，實現(xiàn)高級用戶占據(jù)優(yōu)勢帶寬，實現(xiàn)優(yōu)先訪問；根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境情況能對流媒體服務器出口總帶寬、前端網(wǎng)絡上傳視頻帶寬、前端主機上傳通道的路數(shù)等多個方面進行限制。

3、流媒體服務器在高清監(jiān)控中的應用

監(jiān)控網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢已經(jīng)朝著全數(shù)字、全高清IP攝像機的存儲，流媒體服務器開場擔當高清視頻的存儲、轉發(fā)的責任，逐步轉化為視頻服務器，并隨著視頻容量的加大，逐步和存儲網(wǎng)絡(SAN)協(xié)作發(fā)揮存儲轉發(fā)作用，以更好的知足視頻存儲轉發(fā)的需求。

4、流媒體原理圖

5、流媒體構造分布圖

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五、云計算及云存儲

1、云計算定義〔長定義與短定義〕

1〕長定義：“云計算是一種商業(yè)計算模型。它將計算任務分布在大量計算機構成的資源池上，使各種應用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算力、存儲空間和信息服務。〞

2〕短定義：“云計算是通過網(wǎng)絡按需提供可動態(tài)伸縮的廉價計算服務。〞

2、云計算原理

云計算(CloudComputing)是分布式處理(DistributedComputing)、并行處理(ParallelComputing)和網(wǎng)格計算(GridComputing)的發(fā)展，或者講是這些計算機科學概念的商業(yè)實現(xiàn)。

云計算的基本原理是，通過使計算分布在大量的分布式計算機上，而非本地計算機或遠程服務器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將更與互聯(lián)網(wǎng)類似。這使得企業(yè)能夠將資源切換到需要的應用上，根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。

這是一種革命性的舉措，打個比方，這就好比是從古老的單臺發(fā)電機形式轉向了電廠集中供電的形式。它意味著計算能力可以以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水電一樣，取用方便，費用低廉。最大的不同在于，它是通過互聯(lián)網(wǎng)進行傳輸?shù)摹?/p>

云計算的藍圖已經(jīng)呼之欲出：在將來，只需要一臺筆記本或者一個手機，就能夠通過網(wǎng)絡服務來