基于云计算架构的远程视频监控系统应用设计

杨 震，戴 蓉

YANG Zhen1, DAI Rong2

（1. 四川工程职业技术学院，德阳 618000；2. 中国民用航空飞行学院 计算机学院，广汉 618307）

0 引言

这些年来，伴随着现代化的科学进步，有一种监控系统正在全国各地普遍的流程起来，无论在商场还是在家中，都能见到监控系统的所在。但是传统意义上的监控系统已经不能满足现在的客户需求，对于在监控过程中所带来的文字和图片的技术已经远远脱离城市进步的改革了，同时在这个日益累积的监控系统下，也带来了一个非常大的瓶颈就是存储的功能，如何去存储这个日益庞大的视频、文件或者图像。

现今，一种采用物联网技术的监控系统正在悄然盛行开来，通过将模拟信息进行技术层面上的转化，形成数学信号，然后再通过网络视频服务器将这些数学信号进行存储，这样就充分合理地实现了系统的网络化和智能化。而这种技术正是云存储能够较好体现的一种技术，通过这种云存储可以将视频监控系统得到的图像和音频进行数字化的处理，对其进行科学化的调整和管理，然后以IP包的形式在网络进行存储和传输，这种一方面不但可以增加视频和音频的存储数量级，同时也能够简便后端的使用用户，提高较多的接入手段给用户，这样的话就充分保证了远程监控系统的功能，还使得功能得到了进一步的改进和简便。

1 云计算

图1 云计算构架图

目前，根据NIST的官方定义，业界广泛认定云计算有SaaS、PaaS和IaaS三大划分，即SPI模式，如图1所示。其SaaS是起始理念，且SaaS与PaaS和IaaS的主要区别在于，SaaS模式是通过支撑平台间接为用户提供服务，而PaaS和IaaS模式是通过SOA/Web Services直接为用户提供服务。

先对三种模式进行简要的分析。

1）SaaS模式。运行商将各种服务与数据放置在云计算上的各种基础设计上面，然后用户通过浏览器等各种访问设备对这些服务于数据进行访问与分析，且在这个过程中不需要对各种设备进行管理和控制，不涉及服务器和操作系统等。

2）PaaS模式。运行商将用户所需要的各种开发数据与用户放置在云计算上面，然后用户通过这些运用程序或者软件对这些数据进行访问，在这个过程中只涉及到各种应用程序和相对应的环境。

3）IaaS模式。运行商将用户所需的各种开发工具、运行程序和操作系统等放置在云计算上面，用户可以对各种软件资源进行访问，在这个过程中不涉及到基础设施，但是各自存储、防火墙等部署都有控制。

在云计算中主要运用到的技术有下面四种。虚拟化技术、分布式管理技术、存储功能技术以及云平台的管理技术，共同组成了云计算构架组成的系统中，使得云计算在任何地方的使用都能十分地有优势。

1）虚拟化技术：将物理存在的资源进行一系列的编码和整顿，形成一种虚拟的资源的最基本的技术，与接口兼容，方便每个对象进行传输资源，在这个过程中涉及到存储、操作系统和应用系统的虚拟化三方面。

2）分布式管理技术：由于在每一个节点都存在各自相对应的信息，信息的分布分散和广泛，且可能同时在进行，为了保证在这个系统中每一个节点都能正常传输自己的信息，就要对这些信息进行分布式地的处理，保证在出现故障时就能转移走信息，保证数据的完整性与操作性的一致性。

3）云存储技术：在云存储管理系统中主要采用的是谷歌的GFS和开源的HDFS技术，可以将文件进行分布式的存储，在云存储中的多服务器的情况下来进行存储，可以将许多抽象和分散的文件系统进行统一的管理，将文件以冗余存储的方式进行存储，从而保证了存储信息的数据的完整性和可靠性，且经济实惠。

4）云平台管理技术：这是一种主要的中枢神经系统，可以对多个服务器进行管理，使之可以协调的工作，且可以同时在线工作缩短了时间，保证了效率，在遇到系统故障时可以实时地进行调配，从而可以自动化和智能化地实现云平台的运行。

2 远程视频监控系统

一般意义而言，对视频监控系统的主要瓶颈就是存储的数据量相对非常的巨大，因此相对所需要的存储空间就非常地庞大，但是传统的网络设备和手段只有类似于磁盘、文件系统、SCIS和存储虚拟化等，这些虽然具备了容纳和保护大量数据的功能，但是面对着这个城市视频监控的核心资源和非常复杂多样化的各种后端设备，传统意义上的这些存储装置和设备远远不能满足现在日益变化和发展的用户需求，远程监控系统在这次凸显出来的优势就十分地微弱。因此针对现今社会的用户的需求，结合远程监控系统的基本原理和功能，选择云计算架构运用到远程监控系统中去，可以在很大程度上提升监控系统的功能和满足用户所需。

随着科学技术的发展，存储已经不单单是物理上面的数据保存，而是已经涉及到了存储设备的完整性的研究，设置存储的方案以及考究存储上面的容量和速度等使用方面的功效。同时模拟化的安防技术也发展到现今数字化和网络化的监控技术，故使得其中的监控存储下来的数据也从模拟方式的存储也到了现今的云存储技术。使用云技术之后，就可以将前端的数据进行压缩，在网络上进行分散式地管理，就相对而言较为简便地实现了海量存储的远程监控系统需求。网络化的发展就更需要存储和管理的视频数据量日益成为海量，网络化存储(NSA、SAN)、云存储和虚拟信息中心等技术在安防监控行业的发展上有着巨大的应用前景。

整个视频的控制过程是一种动态的过程，非常适用于云计算的模式，在这个模式下可以简便地实现对共享资源的配置、访问和存储，故根据云计算的主要架构结合远程视频监控系统的功能设计出系统主要分为四个层次，采集层、传输层、支撑层与应用层，其结构图如2所示，而云计算构架位于整个系统的支撑层与应用层的位置。

图2 基于云架构的远程视频检测系统

主要流程如下：现在采集层通过视频设备类似于摄像头之类的采集数据，进行简单的处理，然后通过物联网将这些视频信号都接入到一个统一的平台上面，完成视频信息的传输和交汇，接着再通过支撑层面上的各种基础资源设备和软件系统对这些物理资源和虚拟资源进行整合，以云存储的方式进行存储，进入到支撑层面上的对外PaaS和IaaS的两种服务上进行信息的最后处理。最终以应用子系统层面提供的相关服务，即视频监控服务平台给最终用户提供各种需求完整的服务和业务。

通过云计算的构架的远程监控系统最主要就是消除了因用户终端的多样话导致各种存储占据空间而不能进行争端的问题，同时也能满足各种前端的视频要求，且经过云计算之后的后端也变得灵活，部署简单，可以做到有求必应。

3 结论

监控技术地不断更新，在技术提升上面，云计算架构的存储越来越体现优势，与云架构技术相结合的远程监控技术正好满足客户的需求，充分挖掘了云技术存储的功能，将云技术架构的优势发挥到了极致，是日后远程监控系统的发展所趋。本文从云计算架构的基本功能出发，阐述了其主要的特点，同时与监控系统结合起来，充分显示了云存储架构的独特强大的存储能力，能够适用于各种大型的监控系统中，满足了用户的需求，体现了实用的价值，也使得监控系统得到了进一步的提升。

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