探究基于云存储的视频监控平台

秦梅君

兰州理工大学建筑勘察设计院

探究基于云存储的视频监控平台

秦梅君

兰州理工大学建筑勘察设计院

随着通信、网络和视频压缩技术的发展，视频监控实现了集中监控和统一调度，其中云存储技术的运用又实现了视频的集中存储。在本案，笔者主要结合云存储的相关知识，探究基于云存储的视频监控平台的设计，以期为实现存储的虚拟化提供技术支持。

云存储；视频监控；设计

1 引言

目前，视频监控业务处在快速发展时期，且正向智能化、网络化和高清化方向发展。为了适应这一发展趋势，急需将云存储技术引入视频监控中，即建立基于云存储的视频监控平台。其中，云存储是一种基于云计算的技术，而云计算又是网络技术与计算机技术融合发展的产物，即通过在资源池中布入计算任务来使应用系统按需进行计算、存储等操作。针对云存储，其可在网络环境下汇集不同的存储设备，以实现集中管理和数据共享，同时可对外实现数据存储、业务服务及存储增值应用等。据此，基于云存储的视频监控平台的研发可为用户提供智能视频分析与实时视频监控等服务。

2 视频监控平台设计

在先进性、规范性和可靠性原则的约束下，可将基于云存储的视频监控平台划分为平台管理服务、设备接入服务、云存储服务等。

2.1 平台管理模块

平台管理模块的任务是管控整个视频监控系统的流程、验证用户的操作权限、监控平台内部服务的运行状态及控制平台级联等。其中，针对处理数据请求，其操作步骤如下：请求数据命令经网络通信模块传入命令处理模块中；命令处理模块先解析命令，再传入主控模块；设备信息管理模块在主控模块获取数据后返回数据；主控模块将获取的数据返回；命令处理模块以返回的设备信息为依据合成数据命令；数据经网络模块传至请求端。

2.2 设备接入模块

设备接入模块的任务是管理前端设备，比如参数设置、命令控制、故障诊断和状态监控等。在这一过程中，上述操作的实现依靠的是前端设备提供的通信协议或SDK。针对电流请求，其操作步骤如下：主控模块将点流请求转发至媒体介入；媒体介入请求前端设备进行视频码流；前端设备将视频码流返回；媒体介入将生成的URI返回至请求端。针对媒体流传输，其操作步骤如下：前端设备SDK将媒体流数据包回调至媒体接入，并再传入传输协议栈；传输协议栈向一方请求客户端发送数据包。

2.3 云存储服务模块

云存储服务的任务是向用户提供所需的存储与访问服务。对于用户而言，任一授权用户可在任何网络环境下与云存储建立连接，从而访问云存储的数据。针对文件下载，其操作步骤如下：客户端发出带有文件信息的下载命令；主服务先解析下载任务，再传至从服务；从服务将生成的URI经主服务返回至客户端；客户端先连接从服务，再下载录像文件。

3 视频监控云存储

3.1 Hadoop分布式文件系统

Hadoop分布式文件系统的容错性极高，可在成本较低的计算机硬件基础上高效运行，同时Hadoop提供的读写数据具有较大的吞吐量，则可运行数据计算量庞大的应用数据，因此将Hadoop应用在大规模的视频监控平台上非常必要。Hadoop采用的是主从架构及其集群包括若干Datanode和1个Namenode。其中，Namenode的任务是创建、删除和存储管理文件块，同时可由Datanode进行统一调度，从而实现复制文件块。此外，Hadoop将每一个文件分为若干64MB的数据块（最后一个数据块除外），且在Datanode中，存储文件的数据块都有副本，这既可满足容错的要求，又可保证数据的安全性，从而提高了基于云存储的视频监控平台的实用性和可靠性。

3.2 云存储服务的统一调度

云服务器的主节点Master对每一子节点的负载进行计算，可实现统一调度，其中每一子节点都可承担相应的负载及可在子节点间动态分配负载，从而实现均衡负载的目的。本案设计的基于云存储的视频监控平台，调度考虑的主要影响因素是从节点的运行性能，其中包括从节点的网络带宽占用率、内存与CPU使用率，即按下列公式加权计算上述因素的均值：L=a×A+b×B+c×C，其中，L-负载率；A-CPU使用率；B-内存使用率；C-带宽使用率；a、b、c的取值范围为0-1。鉴于基于云存储的视频监控平台以CPU使用率和带宽占用率对从节点效率的影响最大，则在设置参数时，a与c的权值应取大值。

3.3 视频存储与回放

在云存储服务的从节点上，可实现视频的存储与回放，即从节点可按图2、3所示时序图来处理视频存储与回放请求。

图2 视频存储处理时序图

图3 录像回放时序图

4 结论

综上，文案讨论的是一种基于云存储的视频监控平台，具体介绍了该平台的平台管理服务、设备接入服务、云存储服务和客户端模块设计，并针对其中运用的关键技术做了简单说明。研究结果如下：一是智能设备接入技术的运用可降低工作人员的工作强度；二是云存储引领的是未来存储的发展趋势，其实现了虚拟化存储，降低了存储的压力，提供了强大的存储与共享功能。总之，云存储并非只是存储数据，还可实现数据处理及数据高效应用。但随着网络技术的发展，对云存储及视频监控系统设计的研究还有待深入，以满足海量视频共享的需求。

[1]夏栋梁,王建玺,赵伟艇.云环境下基于多虚拟机的在线视频监控系统设计[J].计算机测量与控制,2015(1):76～79.

[2]张承岫,李铁鹰,王滨.基于云存储的平安县城公共安全监控系统设计[J].电视技术,2016(4):127～134.