【正文】 216。 用戶管理，監(jiān)控控制端對(duì)視頻中心服務(wù)器中的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)、注銷以及權(quán)限設(shè)置。216。 按時(shí)間檢索歷史記錄，提供按時(shí)間檢索記錄的窗口，向視頻中心服務(wù)器發(fā)送檢索命令，獲取歷史記錄的相關(guān)信息。216。 歷史記錄回放，根據(jù)歷史記錄的相關(guān)信息，播放 cStor 中的歷史記 錄。錄像，監(jiān)控控制端通過中心服務(wù)器向存儲(chǔ)管理端發(fā)送錄像命令，存儲(chǔ)管理 端控制設(shè)備進(jìn)行錄像，獲取的數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)到 cStor 中。 cVideo子系統(tǒng)描述 接入子系統(tǒng)接入子系統(tǒng)主要是完成對(duì)各種前端設(shè)備的接入，對(duì)上層提供統(tǒng)一的接口。前端設(shè)備主要包括：模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、第三方平臺(tái)等。根據(jù)完成的功能不同，可以將接入服務(wù)器系統(tǒng)中交互的內(nèi)容分為數(shù)據(jù)流和信令流。圖320 接入系統(tǒng)示意圖數(shù)據(jù)流主要是完成視頻數(shù)據(jù)的發(fā)送，視頻流接入到平臺(tái)后，再發(fā)送到流媒體服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)了不同的客戶對(duì)同一路流的訪問，并且減輕了前端攝像機(jī)的壓力。根據(jù)前端設(shè)備不同包括三部分：（1）支持標(biāo)準(zhǔn)RTSP的攝像機(jī) 對(duì)于支持標(biāo)準(zhǔn)RTSP協(xié)議的攝像機(jī)可以按廠家規(guī)定的url格式訪問，直接將視頻流傳輸給處理服務(wù)器集群。（2）不支持RTSP的攝像機(jī) 對(duì)于不支持RTSP的攝像機(jī)則通過集成監(jiān)控設(shè)備商的SDK以支持其私有協(xié)議（如：?？低曉缙诘腄VR），再將視頻數(shù)據(jù)重新編碼成標(biāo)準(zhǔn)RTSP流發(fā)送給本“平臺(tái)”。（3）第三方平臺(tái)中的攝像機(jī) 接入的第三方平臺(tái)包括交管局監(jiān)控平臺(tái)、320道路圖像監(jiān)控平臺(tái)等。第三方平臺(tái)中的攝像機(jī)可以經(jīng)平臺(tái)SDK獲取攝像機(jī)的url，使用該視頻流地址獲取數(shù)據(jù)流。如果平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)流不支持標(biāo)準(zhǔn)rtsp協(xié)議，則需要通過平臺(tái)的流媒體SDK獲取到每幀數(shù)據(jù)，再重新編碼成標(biāo)準(zhǔn)RTSP流發(fā)送出去。 圖321 數(shù)據(jù)流3種情況信令流主要是完成命令的分發(fā)，使接入服務(wù)器在中心服務(wù)器的調(diào)度下完成各項(xiàng)功能。（1）云臺(tái)控制信令對(duì)于前端設(shè)備中的帶云臺(tái)的攝像機(jī)，中心端發(fā)送云臺(tái)控制信令，然后接入服務(wù)器通過各個(gè)不同廠家的SDK完成各種云臺(tái)操作，如云臺(tái)上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)、設(shè)置預(yù)置點(diǎn)、調(diào)焦、調(diào)距、光圈放大縮小等。（2）與第三方平臺(tái)交互信令對(duì)于第三方平臺(tái)里的攝像機(jī)，中心端可以像接入服務(wù)器獲取所有設(shè)備的列表，并獲取某一路的url。（3）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控信令接入服務(wù)器以輪詢的方式監(jiān)聽前端設(shè)備，檢查所有前端設(shè)備在線、不在線、視頻信號(hào)是否丟失等狀態(tài)，并及時(shí)向中心服務(wù)器返回設(shè)備的異常狀態(tài)，使“平臺(tái)”能更好的實(shí)時(shí)監(jiān)控所有設(shè)備的狀態(tài)。 動(dòng)態(tài)接入的概念是指“平臺(tái)”可接入所有的前端監(jiān)控設(shè)備，對(duì)其可控可管（信令流）。并根據(jù)請(qǐng)求，可從所有的監(jiān)控設(shè)備中動(dòng)態(tài)選出滿足請(qǐng)求的監(jiān)控路數(shù)，將其碼流（數(shù)據(jù)流）接入平臺(tái)。接入服務(wù)器完成對(duì)其他平臺(tái)前端監(jiān)控設(shè)備的接入，使所有已有的監(jiān)控前端均可“透明”地呈現(xiàn)在用戶面前。同時(shí)，后期新建的攝像機(jī)或其他監(jiān)控設(shè)備也可添加進(jìn)“平臺(tái)”。當(dāng)用戶選擇某路攝像機(jī)進(jìn)觀看監(jiān)控畫面時(shí)，上層調(diào)度平臺(tái)發(fā)送相應(yīng)指令，“平臺(tái)”則動(dòng)態(tài)地將該路視頻流進(jìn)行接入，并推送至用戶客戶端。 存儲(chǔ)子系統(tǒng)圖322 存儲(chǔ)系統(tǒng)示意圖存儲(chǔ)子系統(tǒng)包括cStor存儲(chǔ)服務(wù)器集群和流媒體存儲(chǔ)客戶端軟件兩部分。流媒體存儲(chǔ)客戶端軟件部署在處理服務(wù)器集群上，由JobKeeper調(diào)度，將網(wǎng)絡(luò)視頻流按固定時(shí)間保持為文件，并通過cStor客戶端寫入存儲(chǔ)集群；cStor云存儲(chǔ)服務(wù)器集群提供海量的存儲(chǔ)空間，通過cStor客戶端掛載到處理服務(wù)器和流媒體服務(wù)器，這樣視頻存儲(chǔ)和視頻處理程序就可以訪問海量的存儲(chǔ)空間。流媒體存儲(chǔ)客戶端提供了將標(biāo)準(zhǔn)rtsp流保存為文件的功能，并按30分鐘打包成一個(gè)視頻文件存放在cStor上。與轉(zhuǎn)碼任務(wù)流程一樣，當(dāng)用戶請(qǐng)求對(duì)某一路視頻進(jìn)行錄像后，中心服務(wù)器通過JobKeeper統(tǒng)一調(diào)度資源，根據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器集群的工作狀態(tài)，選擇負(fù)載較小的服務(wù)器，建立一個(gè)存儲(chǔ)任務(wù)，存儲(chǔ)客戶端程序?qū)?biāo)準(zhǔn)rtsp流經(jīng)過分析后，重新打包成視頻文件，保存下來的視頻文件存放在云存儲(chǔ)集群cStor上，從而提供了對(duì)高清視頻的海量存儲(chǔ)。將這些視頻文件掛載到流媒體服務(wù)器上，當(dāng)用戶想要查看某一路的歷史視頻時(shí)，就可以很方便的訪問到cStor上的這些文件。 通過web客戶端，可以提供攝像機(jī)定時(shí)錄制存儲(chǔ)設(shè)置功能，提供歷史記錄查詢、回看等，如下圖所示?；诟咝阅芗杭軜?gòu)的云存儲(chǔ)系統(tǒng)，采用多節(jié)點(diǎn)冗余架構(gòu)設(shè)計(jì)，支持多節(jié)點(diǎn)自動(dòng)負(fù)載均衡及故障轉(zhuǎn)移，任意節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，可在不間斷業(yè)務(wù)情況下進(jìn)行修復(fù)。圖323 歷史錄像查詢中心服務(wù)器獲取到用戶錄像指令，將對(duì)應(yīng)任務(wù)通過JobKeeper進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度和分發(fā)。Jobkeeper挑選合理的存儲(chǔ)服務(wù)器運(yùn)行存儲(chǔ)客戶端軟件，獲取取到相應(yīng)流媒體服務(wù)器輸出的視頻流，并將其存放于cStor云存儲(chǔ)集群上。錄像視頻按每半小時(shí)生成一個(gè)視頻文件，便于索引和定位。在存儲(chǔ)系統(tǒng)中，錄像工作流程可大體如下圖所示。圖324 錄像存儲(chǔ)工作流程示意圖對(duì)于存放在cStor云存儲(chǔ)中的錄像文件，可以在“平臺(tái)”的Web客戶端進(jìn)行回看，回看的工作流程如下圖所示：圖325 錄像回看工作流程示意圖 中心服務(wù)器獲取到用戶錄像回看指令，將對(duì)應(yīng)任務(wù)通過JobKeeper進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度和分發(fā)。JobKeeper挑選合理的流媒體服務(wù)器運(yùn)行流媒體軟件，將存放于cStor云存儲(chǔ)中的相應(yīng)錄像文件流化輸出，并推送給用戶。 處理子系統(tǒng)圖326 存儲(chǔ)/處理模塊圖上圖描述了存儲(chǔ)/處理模塊的工作流程與各個(gè)分模塊之間的關(guān)系。前端設(shè)備采集信息接入服務(wù)器，Jobkeeper與存儲(chǔ)服務(wù)器和處理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互。處理服務(wù)器集群根據(jù)客戶需求對(duì)采集到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，在Jobkeeper的綜合調(diào)度控制下，處理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分布式計(jì)算，完成內(nèi)容識(shí)別、云端轉(zhuǎn)碼、數(shù)據(jù)分析等任務(wù)。存儲(chǔ)服務(wù)器集群和處理服務(wù)器并行處理采集到的信息，存儲(chǔ)客戶端軟件將采集到的信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到cStor云存儲(chǔ)集群中。處理節(jié)點(diǎn)組通過RPC的遠(yuǎn)程調(diào)用獲取各自節(jié)點(diǎn)的任務(wù)處理目標(biāo)，并實(shí)時(shí)的和處理節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)處理目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，控制程序的執(zhí)行和結(jié)束。處理節(jié)點(diǎn)組會(huì)在一個(gè)設(shè)定的心跳間隔內(nèi)主動(dòng)的和管理節(jié)點(diǎn)組聯(lián)系一次，報(bào)告節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)。如果在若干個(gè)心跳間隔后管理節(jié)點(diǎn)組仍然沒有獲取到處理節(jié)點(diǎn)心跳報(bào)告，那么該處理節(jié)點(diǎn)將會(huì)被踢出處理節(jié)點(diǎn)組，同時(shí)該節(jié)點(diǎn)處理的所有處理任務(wù)也會(huì)被重新調(diào)度。隨著集群處理數(shù)據(jù)量的不斷增大，處理節(jié)點(diǎn)組提供了簡(jiǎn)單高效的自動(dòng)化部署方案，當(dāng)新機(jī)器加入處理集群后，會(huì)主動(dòng)的與管理節(jié)點(diǎn)組同步心跳信息，從同一配置服務(wù)器ZooKeeper上獲取相關(guān)配置信息，通過WebServer服務(wù)獲取任務(wù)列表，開始執(zhí)行數(shù)據(jù)處理工作。216。 云端轉(zhuǎn)碼由于視頻轉(zhuǎn)碼計(jì)算量很大，單一的計(jì)算機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的攝像頭實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)碼。cVideo研發(fā)了云端轉(zhuǎn)碼技術(shù)，將視頻轉(zhuǎn)碼計(jì)算放大云端，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)時(shí)視頻轉(zhuǎn)碼，以滿足用戶對(duì)不同分辨率，不同碼流，不同終端的使用需求。視頻接入模塊首先將不同廠家的前端設(shè)備接入進(jìn)來，對(duì)于支持RTSP的采集設(shè)備，我們利用標(biāo)準(zhǔn)的流媒體協(xié)議接口實(shí)現(xiàn)視頻和音頻數(shù)據(jù)的傳輸。對(duì)于不支持RTSP的采集設(shè)備，我們利用設(shè)備廠商提供的SDK進(jìn)行接入。然后在cProc云計(jì)算平臺(tái)上利用高效的轉(zhuǎn)碼技術(shù)，將采集到的高清視頻信號(hào)解碼后，、MPEGMPEG4等常用標(biāo)準(zhǔn)視頻編碼方式和AAC、MPWMA、MPEG2等常用標(biāo)準(zhǔn)音頻編碼方式，對(duì)視頻重新編碼，在滿足用戶需求的同時(shí)降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗。同時(shí)，將轉(zhuǎn)碼后的視頻流推送給流媒體服務(wù)器分發(fā)出去。這樣可以提供給終端不同分辨率需求的視頻流，支持常用的音視頻編碼格式，支持標(biāo)準(zhǔn)解碼器解碼，從而支持常用播放器的播放(如支持網(wǎng)絡(luò)功能的MPlayer、VLC等)。圖327 云轉(zhuǎn)碼流程在cProc云平臺(tái)基礎(chǔ)上可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)碼過程，保障無線視頻數(shù)據(jù)的穩(wěn)定接入，系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，自適應(yīng)轉(zhuǎn)碼，調(diào)整合適的分辨率和碼率，也可根據(jù)用戶設(shè)置的流暢度優(yōu)先或者清晰度優(yōu)先，合理控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的流量，以保障在無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)沫h(huán)境下，視頻信號(hào)正常傳輸，不受到影響。216。 智能識(shí)別前端設(shè)備將采集到的視頻等信息將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至云處理集群并進(jìn)行相應(yīng)的云存儲(chǔ)處理。當(dāng)客戶端需要視頻轉(zhuǎn)碼或者智能識(shí)別時(shí)，通過JobKeeper調(diào)度云處理集群中的各個(gè)處理節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)收到查詢請(qǐng)求后進(jìn)行不同的處理，并將處理后得到到的數(shù)據(jù)結(jié)果交付給客戶端；而如果是視頻數(shù)據(jù)，則通過流媒體服務(wù)器返回給客戶端。自主專利的智能圖像檢索采用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)并結(jié)合模式識(shí)別對(duì)已有的海量視頻進(jìn)行事件檢索，實(shí)現(xiàn)了對(duì)事件發(fā)生視頻的切片回放、運(yùn)動(dòng)幀提取和對(duì)象跟蹤。目前可以對(duì)煙、火、運(yùn)動(dòng)物體、遺留物、車輛統(tǒng)計(jì)和特定行為等情況下的識(shí)別達(dá)到很高的識(shí)別度。 中心調(diào)度子系統(tǒng)圖 328 中心調(diào)度管理系統(tǒng)架構(gòu)圖中心調(diào)度管理系統(tǒng)主要是對(duì)各個(gè)資源的整合和調(diào)用，用戶通過在前端發(fā)起操作請(qǐng)求，請(qǐng)求被提交到中心服務(wù)器，中心服務(wù)器調(diào)度管理系統(tǒng)根據(jù)具體的請(qǐng)求調(diào)度系統(tǒng)的資源進(jìn)行處理，最后將處理結(jié)果返回給用戶顯示查看，同時(shí)它還提供了豐富的接口服務(wù)，大大提高了擴(kuò)展性、伸縮性，更加方便其他平臺(tái)對(duì)接。例如：用戶使用實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，前臺(tái)操作后，后臺(tái)通過調(diào)用JK任務(wù)調(diào)度服務(wù)器去執(zhí)行視頻轉(zhuǎn)碼任務(wù)，任務(wù)結(jié)束后中心服務(wù)器把得到的視頻流的地址返回給前端播放器，播放器播放對(duì)應(yīng)的視頻。根據(jù)圖329系統(tǒng)架構(gòu)圖所示，中心調(diào)度管理系統(tǒng)是系統(tǒng)的一個(gè)重要的部分，它是系統(tǒng)的樞紐，用來聯(lián)系系統(tǒng)的其他不同模塊，把他們有機(jī)的聯(lián)接在一起。中心調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)備主要包括：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群、Web服務(wù)器集群、JobKeeper處理服務(wù)器。216。 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群為了保證服務(wù)的高可用和高性能以及處理大數(shù)據(jù)量的能力。應(yīng)用層訪問數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)的時(shí)候能夠讀寫分離，并排除讀和寫服務(wù)器的單點(diǎn)故障，平臺(tái)采用數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群。圖329 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器集群如上圖所示：1)SQL結(jié)點(diǎn)(SQL node):分布式數(shù)據(jù)庫(kù)。包括自身數(shù)據(jù)和查詢中心結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。2)數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)(Data node ndbd):集群共享數(shù)據(jù)(內(nèi)存中)。3)管理服務(wù)器(Management Server – ndb_mgmd):集群管理SQL node,Data node。本集群的結(jié)構(gòu)為一個(gè)主服務(wù)器(Master)服務(wù)器與另一個(gè)或多個(gè)從屬服務(wù)器(Slave)建立復(fù)制(replication)連接，主服務(wù)器與從屬服務(wù)器實(shí)現(xiàn)一定程度上的數(shù)據(jù)同步，多個(gè)從屬服務(wù)器存儲(chǔ)相同的數(shù)據(jù)副本，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)冗余，提供容錯(cuò)功能。部署開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作代碼進(jìn)行優(yōu)化，將寫操作(如UPDATE、INSERT)定向到主服務(wù)器，把大量的查詢操作(SELECT)定向到從屬服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)集群的負(fù)載均衡功能。如果主服務(wù)器發(fā)生故障，從屬服務(wù)器將轉(zhuǎn)換角色成為主服務(wù)器，使應(yīng)用系統(tǒng)為終端用戶提供不間斷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。主服務(wù)器恢復(fù)運(yùn)行后，將其轉(zhuǎn)換為從屬服務(wù)器，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)副本，繼續(xù)對(duì)終端用戶提供數(shù)據(jù)查詢檢索服務(wù)。216。 Web服務(wù)器集群Web服務(wù)器集群主要分成三大類：高可用集群(High Availability Cluster/HA)， 負(fù)載均衡集群(Load Balance Cluster)，高性能計(jì)算集群(High Performance Computing Cluster/HPC)（1）高可用集群(High Availability Cluster/HA)：一般是指當(dāng)集群中有某個(gè)節(jié)點(diǎn)失效的情況下，其上的任務(wù)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到其他正常的節(jié)點(diǎn)上。還指可以將集群中的某節(jié)點(diǎn)進(jìn)行離線維護(hù)再上線，該過程并不影響整個(gè)集群的運(yùn)行。常見的就是2個(gè)節(jié)點(diǎn)做 成的HA集群，有很多通俗的不科學(xué)的名稱，比如雙機(jī)熱備, 雙機(jī)互備, 雙機(jī)，高可用集群解決的是保障用戶的應(yīng)用程序持續(xù)對(duì)外提供服 務(wù)的能力。（2）負(fù)載均衡集群(Load Balance Cluster)：負(fù)載均衡集群運(yùn)行時(shí)一般通過一個(gè)或者多個(gè)前端負(fù)載均衡器將工作負(fù)載分發(fā)到后端的一組服務(wù)器上，從而達(dá)到將工作負(fù)載分發(fā)。這樣的計(jì)算機(jī)集群有時(shí)也被稱為服務(wù)器群（Server Farm）。一般web服務(wù)器集群、數(shù)據(jù)庫(kù)集群 和應(yīng)用服務(wù)器集群都屬于這種類型。這種集群可以在接到請(qǐng)求時(shí)，檢查接受請(qǐng)求較少，不繁忙的服務(wù)器，并把請(qǐng)求轉(zhuǎn)到這些服務(wù)器 上。從檢查其他服務(wù)器狀態(tài)這一點(diǎn)上 看，負(fù)載均衡和容錯(cuò)集群很接近，不同之處是數(shù)量上更多。（3）高性能計(jì)算集群(High Performance Computing Cluster/HPC)：高性能計(jì)算集群采用將計(jì)算任務(wù)分配到集群的不同計(jì)算節(jié)點(diǎn)而提高計(jì)算能力，因而主要應(yīng)用在科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域。這類集群致力于提供單個(gè)計(jì)算機(jī)所不能提供的強(qiáng)大的計(jì)算能力。216。 Tomcat集群通常Tomcat集群有三種方式：使用DNS輪詢，使用apache rproxy代理方式，使用apache mod_jk方式。（1）DNS輪詢的缺點(diǎn)：當(dāng)集群中某臺(tái)服務(wù)器停止之后，用戶由于DNS緩存的緣故，便無法訪問服務(wù)，必須等到DNS解析更新，或者這臺(tái)服務(wù)器重新啟動(dòng)。還有就是必須把集群中的所有服務(wù)端口暴露給外界，沒有用apache做前置代理的方式安全，并 且占用大量公網(wǎng)IP地址，而且tomcat還要負(fù)責(zé)處理靜態(tài)網(wǎng)頁資源，影響效率。優(yōu)點(diǎn)是集群配置最簡(jiǎn)單，DNS設(shè)置也非常簡(jiǎn)單。（2）Rproxy的缺點(diǎn)：當(dāng)其中一臺(tái)tomcat停止運(yùn)行的時(shí)候，apache仍然會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求過去，導(dǎo)致502網(wǎng)關(guān)錯(cuò)誤。但是只要服務(wù)器再啟動(dòng)就不存 在這個(gè)問題。（3）mod_jk方式的優(yōu)點(diǎn)：Apache 會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到停止掉的tomcat，然后不再發(fā)請(qǐng)求過去。缺點(diǎn)就是，當(dāng)停 止掉的tomcat服務(wù)器再次啟動(dòng)的時(shí)候，Apache檢測(cè)不到，仍然不會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求過去。 ，節(jié)省公網(wǎng)IP地址資源?？梢酝ㄟ^設(shè)置來實(shí)現(xiàn)Apache專門負(fù)責(zé)處理靜態(tài)網(wǎng)頁，讓Tomcat專門負(fù)責(zé)處理jsp和 servlet等動(dòng)態(tài)請(qǐng)求。共同缺點(diǎn)是：如果前置Apache代理服務(wù)器停止運(yùn)行，所有集群服務(wù)將無法對(duì)外提供。Rproxy和 mod_jk對(duì)靜態(tài)頁面請(qǐng)求的處理，都可以通設(shè)置來選取一個(gè)盡可能優(yōu)化的效果。這三種方式對(duì)實(shí)現(xiàn)最佳負(fù)載均衡都有一定不足，mod_jk相對(duì)好些，可以通過設(shè)置lbfactor參數(shù)來分配請(qǐng)求任務(wù)。