IP視頻監(jiān)控，從最早通過一臺(tái)視頻管理服務(wù)器，以Windows界面，在一臺(tái)PC上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)十臺(tái)編碼器進(jìn)行觀看、存儲(chǔ)、報(bào)警等管理的原始方案，現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)化為硬件設(shè)備工業(yè)化設(shè)計(jì)(部件熱插拔，硬件冗余，低功耗，)系統(tǒng)中各功能模塊獨(dú)立，模塊接入、離線不不影響整個(gè)系統(tǒng)其他設(shè)備運(yùn)行，部件維護(hù)系統(tǒng)不停機(jī)，各模塊盡可能采用嵌入式系統(tǒng)提高網(wǎng)絡(luò)和防病毒穩(wěn)定性，甚至引入了虛擬存儲(chǔ)技術(shù)和云計(jì)算功能等最新IT技術(shù)，成為非常專業(yè)和可靠的系統(tǒng)。

　　獨(dú)立的核心數(shù)據(jù)庫：核心仲裁和管理設(shè)備，支持多設(shè)備在線冗余。提供對(duì)所有設(shè)備和用戶的IP和域名地址管理，不同用戶登錄和操作權(quán)限管理，設(shè)備安全加密校驗(yàn)，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)，系統(tǒng)日志生成和備份，系統(tǒng)時(shí)鐘校驗(yàn)……

　　監(jiān)控顯示界面：實(shí)現(xiàn)數(shù)字化虛擬矩陣的顯示界面。接入電視墻的設(shè)備有輸出到獨(dú)立監(jiān)視器為主要功能的視頻解碼器(包括DVR和IPC)，進(jìn)行多畫面輸出的視頻監(jiān)控平臺(tái);桌面多畫面監(jiān)控軟件，電子地圖和報(bào)警等其他功能顯示模塊……

　　系統(tǒng)設(shè)定管理界面：系統(tǒng)主要設(shè)定管理界面。提供簡(jiǎn)單的監(jiān)視窗口，主要用于對(duì)前端編碼器和IP攝像機(jī)工作參數(shù)、用戶設(shè)定、虛擬矩陣顯示策略、存儲(chǔ)策略，以及系統(tǒng)各模塊工作模式的管理和設(shè)定，也提供歷史數(shù)據(jù)檢索和導(dǎo)出、備份操作……

　　存儲(chǔ)池管理設(shè)備：提供監(jiān)控視頻資料的存儲(chǔ)服務(wù)。包括實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、報(bào)警存儲(chǔ)、存儲(chǔ)時(shí)間設(shè)定、覆蓋方式，還有RIAD、容災(zāi)備份、基于iSCSI、FC、SAS等協(xié)議外部擴(kuò)展存儲(chǔ)的管理等等……

　　特殊功能管理設(shè)備：幫助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特殊功能擴(kuò)展。例如：提供視頻監(jiān)控子系統(tǒng)專有網(wǎng)絡(luò)安全管理的網(wǎng)關(guān)，對(duì)不同廠商IP攝像機(jī)和編碼器統(tǒng)一管理的網(wǎng)絡(luò)、編碼、控制協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換、翻譯的控制器，對(duì)數(shù)字-模擬矩陣系統(tǒng)互聯(lián)提供的編解碼轉(zhuǎn)換設(shè)備，和報(bào)警、門禁系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通訊的集成單元模塊等等……

　　按照百度百科的解釋，流媒體服務(wù)器是“流媒體應(yīng)用的核心系統(tǒng)，是運(yùn)營(yíng)商(在安防監(jiān)控項(xiàng)目中特制視頻安防系統(tǒng))向用戶提供視頻服務(wù)的關(guān)鍵平臺(tái)。其主要功能是對(duì)媒體內(nèi)容進(jìn)行采集、緩存、調(diào)度和傳輸播放，流媒體應(yīng)用系統(tǒng)的主要性能體現(xiàn)都取決于媒體服務(wù)器的性能和服務(wù)質(zhì)量。所以，流媒體服務(wù)器是流媒體應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是最主要的組成部分。主要產(chǎn)品流媒體服務(wù)器：大并發(fā)視頻服務(wù)器、直播時(shí)移服務(wù)器、P2P直播服務(wù)器、視頻交互應(yīng)用服務(wù)器視頻應(yīng)用管理：媒體內(nèi)容管理系統(tǒng)、H.264/MPEG-4編碼工具、機(jī)頂盒終端管理系統(tǒng)、節(jié)目導(dǎo)航與發(fā)布系統(tǒng)。”

　　市場(chǎng)主力IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，許多國(guó)內(nèi)品牌廠商都提出來“流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器”的解決方案。常見架構(gòu)如下：

　　視頻安防系統(tǒng)中的流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器功能主要有：

　　一、對(duì)多用戶猝發(fā)性訪問提供運(yùn)算支持，減低系統(tǒng)核心管理服務(wù)器負(fù)荷。特別是有些廠商的系統(tǒng)架構(gòu)，核心服務(wù)器同時(shí)負(fù)責(zé)管理圖像虛擬矩陣觀看，又進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，響應(yīng)多用戶訪問，極其容易造成核心管理服務(wù)器運(yùn)算能力不足，使系統(tǒng)崩潰。

　　二、對(duì)多用戶集中訪問少量編碼器(包括DVR和IPC)畫面時(shí)，進(jìn)行單博協(xié)議到組播協(xié)議的轉(zhuǎn)換，以及數(shù)據(jù)分發(fā)的工作。常見于國(guó)內(nèi)編碼器，支持只TCP/IP傳輸協(xié)議。

　　三、在分布式系統(tǒng)的各個(gè)監(jiān)控區(qū)域中，降低前端編碼設(shè)備到系統(tǒng)核心管理設(shè)備的帶寬。系統(tǒng)核心管理設(shè)備只需要訪問各區(qū)域的流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，由流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器去調(diào)用前端編碼設(shè)備的數(shù)據(jù)，而不必每個(gè)前端設(shè)備都跟系統(tǒng)核心通訊。在各防范區(qū)域距離較遠(yuǎn)，帶寬有限時(shí)比較有效。

　　四、對(duì)不同編碼格式和控制協(xié)議的前端編碼設(shè)備(例如采用MPEG-2和H.264兩種不同編碼方式的多個(gè)不同廠商的產(chǎn)品)進(jìn)行轉(zhuǎn)換管理，使后臺(tái)用戶獲得統(tǒng)一的訪問界面和控制方式。

　　據(jù)廠商稱，流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器在系統(tǒng)中扮演的主要角色是：為多用戶同時(shí)訪問某一(或某少數(shù))畫面時(shí)，提供組播和轉(zhuǎn)發(fā)的功能。由于嵌入式DVR、視頻編碼器、IPC等設(shè)備，無法以自己的網(wǎng)絡(luò)和IO處理能力，提供多個(gè)用戶的網(wǎng)絡(luò)訪問，而出現(xiàn)宕機(jī)和故障的現(xiàn)象。流媒體服務(wù)器充當(dāng)了接受用戶界面訪問請(qǐng)求，從前端視頻源(DVR、IPC、編碼器)獲取實(shí)時(shí)圖像，或者從存儲(chǔ)池獲取歷史錄像，通過組播或者UTP協(xié)議分發(fā)到用戶的角色。說白了，在這個(gè)系統(tǒng)中，前端編碼設(shè)備提供原始數(shù)據(jù)，就像電影公司制作出的電影母片，由一個(gè)出版商，也就是流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，根據(jù)用戶要求，把母片復(fù)制成許多份拷貝，四處分發(fā)。

　　但是，這樣做有一個(gè)特殊的技術(shù)背景：國(guó)產(chǎn)編碼器的內(nèi)部軟件多做得比較簡(jiǎn)單，多數(shù)產(chǎn)品只支持簡(jiǎn)單的編碼、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、控制數(shù)據(jù)通訊功能，在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上的工作不夠深入。所謂雙碼流產(chǎn)品，也多半是為了解決不同壓縮方式在系統(tǒng)中互通互聯(lián)(如MPEG-2和MPEG-4)，或者不同分辨率圖像(如CIF和D1)在觀看和存儲(chǔ)時(shí)的帶寬、存儲(chǔ)空間方面的權(quán)衡。

　　多數(shù)編碼器支持：TCP/IP、UTP/MULTICAST、RTP/RTCP、DCHP、HTTP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并且把TCP/IP作為主要的傳輸通訊協(xié)議，以單播方式進(jìn)行視頻流輸出。TCP工作于TCP/IP的傳輸層，它為用戶進(jìn)程定義了一個(gè)可靠的、面向連接的、全雙工字節(jié)流。UDP則提供了無握手連接、“不可靠”的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，它沒有連接的概念，適用于無須應(yīng)答并且一次只傳少量數(shù)據(jù)的應(yīng)用軟件。

　　因?yàn)閱尾f(xié)議需要每個(gè)前端編碼設(shè)備，在收到多個(gè)后臺(tái)圖像訪問請(qǐng)求時(shí)，都發(fā)出一份內(nèi)容完全相同的編碼流，所以，在監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)突發(fā)事件，或者概率很小的隨機(jī)事件中(例如公安天網(wǎng)系統(tǒng)中，眾多單位同時(shí)關(guān)注一個(gè)地點(diǎn)的社會(huì)治安事件)，當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)對(duì)同一個(gè)編碼設(shè)備進(jìn)行圖像請(qǐng)求時(shí)，前端編碼器就不堪重負(fù)，出現(xiàn)編碼異常、網(wǎng)絡(luò)丟包、死機(jī)等現(xiàn)象。常見編碼器的多用戶訪問參數(shù)，一般是不超過6個(gè)用戶。

　　單播協(xié)議在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)時(shí)，是有優(yōu)勢(shì)的，由于存儲(chǔ)需要數(shù)據(jù)傳輸可靠，單播協(xié)議的握手校驗(yàn)?zāi)Ｊ?，可以保證寫入到存儲(chǔ)池中的數(shù)據(jù)，沒有遺漏和丟失。但是在實(shí)時(shí)觀看環(huán)境中，單播流的握手校驗(yàn)方式，到達(dá)用戶桌面的畫面會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延。

　　組播流組播協(xié)議的特點(diǎn)是：支持同一個(gè)組的主機(jī)可以接受到此組內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)和路由器只向有需求者復(fù)制并轉(zhuǎn)發(fā)其所需數(shù)據(jù)。主機(jī)可以向路由器請(qǐng)求加入或退出某個(gè)組，網(wǎng)絡(luò)中的路由器和交換機(jī)有選擇的復(fù)制并傳輸數(shù)據(jù)，即只將組內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸給那些加入組的主機(jī)。這樣既能一次將數(shù)據(jù)傳輸給多個(gè)有需要(加入組)的主機(jī)，又能保證不影響其他不需要(未加入組)的主機(jī)的其他通訊。RTP與控制協(xié)議(RTCP)配合工作，RTCP使得大的組播網(wǎng)絡(luò)能夠監(jiān)視數(shù)據(jù)傳輸。

　　組播加上UDP，非常適合于IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，基于虛擬矩陣的多用戶瀏覽。即使少量數(shù)據(jù)在路由傳輸中滯后或丟包，后臺(tái)顯示軟件可以丟掉這些錯(cuò)誤的信息，跳過少數(shù)出錯(cuò)的幀，繼續(xù)顯示新的畫面，不影響總體的觀看效果。

　　組播功能非常重要，可以使得客戶端不經(jīng)過流媒體服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)而直接接受組播流。這樣，眾多用戶可以直接和任何一個(gè)前端編碼器設(shè)備進(jìn)行通訊，獲取實(shí)時(shí)圖像，而不經(jīng)過其它中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。前端編碼器設(shè)備，也只需要發(fā)出一份組播協(xié)議的視頻流，在交換機(jī)、路由器等設(shè)備的組播協(xié)議管理下，將數(shù)據(jù)發(fā)送到需要這些數(shù)據(jù)的用戶桌面。一般支持組播視頻流的設(shè)備，都沒有受訪用戶的數(shù)量限制，哪怕數(shù)千用戶訪問同一個(gè)攝像機(jī)，只要網(wǎng)絡(luò)支持，這個(gè)攝像機(jī)就能夠發(fā)出實(shí)時(shí)的、清晰度不受影響的視頻流!

　　前端編碼器的單播輸出的視頻流

　　另外，前端編碼器的單播輸出的視頻流，假設(shè)要通過流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器進(jìn)行中轉(zhuǎn)，意味著用戶訪問流程如下：

　　用戶對(duì)前端畫面提出訪問請(qǐng)求→系統(tǒng)進(jìn)行判斷和仲裁→當(dāng)這個(gè)訪問時(shí)多用戶集中針對(duì)少數(shù)個(gè)別畫面時(shí)，將訪問路徑指向流媒體服務(wù)器→流媒體服務(wù)器接收并響應(yīng)多用戶訪問，判斷并聯(lián)系相應(yīng)的實(shí)時(shí)編碼設(shè)備或存儲(chǔ)設(shè)備→受訪問設(shè)備輸出視頻流到流媒體服務(wù)器→由流媒體服務(wù)器將用戶需要的視頻流，以組播、廣播的方式分發(fā)到用戶手中。

　　這個(gè)流程太冗長(zhǎng)了：

　　一、多次仲裁和轉(zhuǎn)發(fā)，會(huì)大大增加用戶訪問的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)。特別是客戶進(jìn)行PTZ操控時(shí)，較長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)會(huì)使操作員錯(cuò)過捕捉突發(fā)事件的瞬間。

　　二、視頻流在網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)中多次、來回流動(dòng)，增加了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷。流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器一般設(shè)置在控制中心，客戶端用戶的訪問，意味著前端編碼器的視頻流要先進(jìn)入控制中心，送達(dá)存儲(chǔ)服務(wù)器或者流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，然后再由流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器從存儲(chǔ)設(shè)備讀出(限于多用戶回放時(shí))，或者將需要的那些編碼器畫面，通過控制中心核心交換機(jī)，送出到各個(gè)客戶端，對(duì)核心交換機(jī)造成多次反復(fù)傳輸?shù)膲毫Α?/p>

　　三、根據(jù)系統(tǒng)容量，特別是提出同時(shí)訪問的用戶數(shù)量的擴(kuò)大，流媒體服務(wù)器在系統(tǒng)中的配置數(shù)量需增加，用戶要支出成本。特別是平時(shí)集中訪問少數(shù)圖像的用戶很少時(shí)，該服務(wù)器閑置嚴(yán)重，而突發(fā)災(zāi)難事件出現(xiàn)(如大型工廠出現(xiàn)嚴(yán)重事故、或者公安天網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重群體性治安事件時(shí))后，可能有超出系統(tǒng)設(shè)計(jì)預(yù)期的用戶提出訪問需求，現(xiàn)有流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器可能又不能承擔(dān)足夠的轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)。

　　所以，前端設(shè)備提供多碼流，多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議支持，可以有效的解決這個(gè)問題。