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思科智能机场网络架构解决方案

日期：2008年3月19日作者：查看:[大字体中字体小字体]

　　
　　·数字视频记录器--DVR可从模拟摄像机获取多个视频流，然后可浏览实时和已记录视频。在大多数情况下，DVR仅是一台根据目标构建的PC，少则带有2个，多则带有32个同轴连接器，用于视频输入。　由特别的硬件或软件负责执行视频源的模拟到数字格式的转换；换而言之，带ASIC或可编程DSP的编码器可将NTSC/PAL信号转换成 MPEG、MJPEG、或Wavelet 格式。例如，内部硬盘可存储视频夹，并根据报警触发器、行动检测或已定记录间隔来对其标记。　DVR也可能运行更多执行脸部识别等高级任务的应用小程序。DVR使用单一以太网端口与网络相连。安全人员通过此端口访问DVR 。
　　
　　·编译码器 -IP 编译码器的功能就是将模拟视频源编码为数字IP视频流。与DVR不同，它们不包括存储功能或视频分析。编译码器可提供多个视频输入、实时监控或报警输入。它们均有到以太网的接口。
　　
　　·IP 摄像机 - IP 摄像机集成了模拟摄像机的光学镜头和DVR及编译码器的数字化功能。它们代表了向融合式视频安全基础设施的发展，其中每个摄像机通过以太网端口直接与IP网络相连；不再存在同轴基础设施。一般来说，　IP 摄像机不包括本地存储，或仅有足够的机载容量来支持少量用于报警查看的视频夹或快照。随着Sony和Sanyo等厂商推出能使用ATA闪存和HDD卡、以达到10GB存储的摄像机，此趋势可能会有所改变。目前大多数IP摄像机仍需要本地DVR或后端视频外存储器等外部设备来存储视频。为监控实时视频，安全运行人员通常通过一个HTTP进程直接连到摄像机，但他们也可连到DVR，DVR通过客户机界面传输IP摄像机的视频。
　　
　　·监控工作站 - 在此架构环境中，监控工作站是用于浏览视频源所提供信息的任意固定设备。PC就很适合。监控站位于网络边缘及安全运营中心中。网络边缘处监控器的实例包括警卫站和建筑物大厅等。
　　
　　·现场监控 - 使巡逻的安全警卫能在巡逻时访问视频摄像机，这是IPVS设计提供的最强大特性之一。使用支持无线的手持PDA，安全官员能在与威胁保持安全距离的同时了解现场情况。
　　
　　运营中心网络设计
　　
　　运营中心应作为一个独立管理部分。它应放置在自己的VLAN和IP子网中。遵循此指南可方便网络安全、QoS和组播策略的分层实现。
　　
　　因为这是一个监控中心，毫无疑问会有许多工作站连接到多个视频源。每个监视器都将访问多个源。一位安全官员查看9个、甚至有时16个不同的视频图像是很普通的事。而且，根据所用视频编译码器、分辨率和所需帧速率，每个视频流可获得从几百Kb/s到10 Mb/s 不等的带宽。因此用户应认真考察监视器的链路和运营中心到网络核心的上行链路。
　　
　　除非一个监控站被用来以全帧速率和高于CIF的分辨率浏览MPEG2 视频流，监视器不可能需要高于100 Mb/s 的连接。如果预计视频流数目乘以每视频流所用最大带宽，其结果超过或达到100 Mb/s，就可能需要一个连接千兆位以太网的工作站。自然，也需要带千兆位以太网端口的桌面交换机或线路卡。
　　
　　考虑到每个监视器支持多个视频流以及存储服务器可用于视频归档，运营中心所需的带宽量不久就会超过兆位速度。因此，运营中心应使用千兆位上行链路连接到网络核心，并使用冗余上行链路来确保高可用性。
　　
　　存储
　　
　　数字视频会使用大量存储空间。用于视频存档的磁盘或数字磁带可能位于安全运营中心，也可能并不位于安全运营中心。无论如何，如仅出于安全目的，应通过存储来访问它们。如果在网上传播的DVR或其它中间存储设施使用iSCSI安装视频外存储器，则应安装存储路由器来将此以太网部分接入视频外存储器的SAN。
　　
　　在融合基础设施上进行视频安全操作带来了添加冗余性的能力。这是IPVS网络优于传统 CCTV系统的关键要点之一。网络的分布层是一个主要的冗余点。实施思科路由器和交换机所提供的常见高可用性特性，即　HSRP、 uplink fast和输入和输出点处的冗余物理链路。这样网络即可自动绕行分布层附近的故障。
　　
　　是否在分布层添加中间存储设施要取决于IP摄像机和编译码器的增加情况。与总是将视频流发送回运营中心的外存储器相比，在网络上分布此负载更具战略意义。分布层即可很好地充当中间存储点。存储服务器连接到下面接入层的摄像机和编译码器，并相应地保存其视频流。与将服务器放到一个布线室中、然后重写ACL来支持到存储设备的传输相比，此技术更适于安全策略的实现，它使本地安全策略更为简单，易于管理。
　　
　　组播
　　
　　事实上，摄像机、编译码器和DVR都位于网络边缘。如果这些设备使用组播提供视频流，那么就意味着组播源位于接入层。分布层对提供网络层服务的接入层交换机进行汇聚。许多视频源都穿越网络边缘是对组播设计的一种背离。通常来说，有一或几个组播源，以及许多接收设备，传输IP/TV广播、音乐持续播放服务等时就是如此。
　　
　　服务质量
　　
　　将QoS 应用于接入层中的视频监视是非常重要的，因为这是视频流的来源。在试图实施QoS 参数前，首先应了解IPVS 终端如何运作。也就是说，现在没有定义IP摄像机或DVR必须或应该如何提供实时视频馈送的业界标准。一种常用方式是在一个HTTP进程中嵌入视频，但厂商不常在组播中提供视频，这意味着使用UDP 分组，甚或采用未预留TCP 或 UDP 端口，然后将视频封装到可由专用客户机软件转换的流量中。可以要求IPVS 厂商提供这些细节，或者使用协议分析器推断系统如何运作。一旦了解了这些，就可向数据流实施正确的QoS 策略。
　　
　　将IPVS 集成入网络
　　
　　在机场网络中支持IPVS 会对其需支持的设计和带宽提出较高要求。机场需要数百个高分辨率、高帧速率的摄像机，会生成大量数据。例如，最近一次机场部署中，就将一个完整DPT环网专用于IPVS。他们有600多个摄像机，采用每传输流大约16Mb的编译码器，有多个不同小组浏览这些数据。在网络中支持如此大量的数据意味着IPVS需求将在机场网络设计中占重要地位。它属于关键任务，将对网络设计能否为环境提供所需服务级别产生影响。

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