视频监控系统“公有云存储”的解决方案探讨

摘  要：随着平安城市建设的升级，以及智慧机场建设的兴起，视频监控高清化开始普及，视频图像信息的深度应用成为行业的趋势，针对浦东机场视频数据量大的特点，如何有效存储和使用海量监控数据成为新的课题。本文探讨了利用“共有云存储”视频资源的解决方案，并依托“公有云存储”在容量、空间可扩展性、服务可用性、数据安全性、兼容性等多个维度的优势，提升浦东机场监控存储的质量、效能。通过“公有云存储”的应用，能够有效提升视频资源的可用性，通过兼容浦东机场原有的各类存储方式与业务共享，为今后更大容量的存储、更多平台的接入、结构化数据的存储奠定基础。

关键词：公有云存储;视频对接;视频云存储

中圖分类号：TP333     文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）14-0076-03

Solution of “Public Cloud Storage” in Video Monitoring System

——Take Pudong Airport as an Example

XIAO Jiang

（Mechanical and Electrical Information Support Department of Shanghai International Airport Co.，Ltd.，Shanghai  200237，China）

Abstract：With the upgrade of safe city construction and the rise of intelligent airport construction，high-definition video surveillance has become popular，and the deep application of video image information has become the trend of the industry. In view of the characteristics of a large number of video data in Pudong Airport，how to effectively store and use massive monitoring data has become a new topic. This paper discusses the solution of utilizing “public cloud storage” video resources，and relies on the advantages of “public cloud storage” in capacity，spatial scalability，service availability，data security，compatibility and other dimensions to improve the quality and efficiency of monitoring storage in Pudong Airport. Through the application of “shared cloud storage”，the availability of video resources can be effectively improved. By compatible with all kinds of storage methods and business sharing of Pudong Airport，it lays the foundation for larger storage capacity，more platform access and structured data storage in the future.

Keywords：public cloud storage;video docking;video cloud storage

0  引  言

浦东国际机场是视频监控系统，目前由T1、T2航站楼楼及飞行区三个部分组成，两个航站楼目前使用的是Qognify的NICE FAST和NICE VISION视频管理系统，飞行区使用的是华为的视频管理系统。由于反恐法的执行，需要在公共区域、重点区域的视频图像存储至少90天，因此对于录像的存储显得尤为重要。

本文浅谈通过“云存储”的方式，将T1、T2航站楼原有Qognify的NICE FAST和NICE VISION视频管理系统以及飞行区的华为视频管理平台接入到“云存储”系统内，实现大容量存储空间的使用，以满足重点区域存储时间至少90天的要求。

1  机场原有视频的存储方式

1.1  T1航站楼视频监控存储

T1航站楼视频存储系统由Qognify公司的NICE VISION网络视频录像服务器（NVR）和磁盘阵列两部分组成。

存储结构采用集中的存储阵列方式，即前端高清数字摄像机的数字视频流将通过分布的IP网络和SAN光纤网络，保存在T1航站楼TOC集中设置的由Qognify公司的视频录像服务器NVR与其相联的磁盘阵列组成的数字视频存储系统中。

1.2  T2航站楼视频监控存储

T2航站楼视频存储系统由Qognify公司的NICE FAST网络视频录像服务器（NVR）和磁盘阵列两部分组成。

存储结构采用集中的存储阵列方式，即各监控前端视频编码器产生的数字视频流将通过分布的IP网络和SAN光纤网络，保存在T2航站楼TOC集中设置的由Qognify公司的视频录像服务器NVR与其相联的磁盘阵列组成的数字视频存储系统中。

1.3  飞行区视频监控存储

飞行区视频存储系统由华为公司的视频管理服务器和存储节点两部分组成。

存储结构采用分布式集中的方式，即各前端高清数字摄像机的数字视频流将通过分布的IP网络保存在T1航站楼TOC集中设置的由若干华为公司的存储节点组成的数字视频存储系统中。

2  云存储概念

云存储是在云计算（Cloud Computing）的基础上，利用存储技术的革新和发展引申出来的一个新的概念，是一种全新的网络分布式存储技术。“云存储”主要是指通过集群技术、网络基础以及分布式架构等数字技术，将应用系统中大量且各种不同类型的存储设备，通过应用软件统一配置资源并协同工作，共同对外部数据提供数据存储以及对外部需求提供业务访问功能的一个系统。若云计算系统进行运算和处理的核心是大量的数据，云计算系统就需要为数据配置大量的存储空间，那么云计算系统就等同于或等价于一个云存储系统，所以一般而言云存储是以业务数据存储和管理为主要内容的云计算系统。

在安防领域，面临着视频大数据存储业务，因为行业特殊性，云存储系统也需要结合行业特征重新定义：云存储系统采用主流的对象存储架构、先进的容错算法、智能化资源调度等技术，提供基于分布式文件系统的数据存储能力，具备大容量、高可靠、高性能、使用简单、自动化管理等特点，保障数据的电信级安全可靠，支持集群横向扩展，满足海量大数据、云计算业务的庞大需求。

3  云技术特点

公有云通常指第三方服务商提供的一些公共服务，也即企业通过自己的基础设施直接向外部提供服务。用户基于公网访问这些服务，但并不拥有这些云计算资源。

3.1  安全性

“云存储”提供了可靠、安全的数据存储平台，用户、应用都不需要再担心数据的丢失、病毒的入侵、存储介质的损坏等问题。

3.2  海量性

云存储采用的分布式文件系统能够提供海量数据的存储能力。一个设计完善的云存储系统，能够合理规划数据的存储和业务访问等数据业务流以及系统配置管理、数据配置管理等相关的控制管理流分离。云存储系统包括数据存储节点和元数据节点。数据存储节点负责管理存储空间和数据流，使得存储空间容量的增长和数据管理能力增长相适应，为实现海量存储提供存储空间保障。而元数据管理节点负责控制流的管理和索引服务。由于控制流的大小和流量相对有限，元数据节点所能提供的存储空间，仅受限于节点硬件的内存容量。

3.3  可靠性

在云存储的实际应用中，互联网企业往往通过副本技术来提供所存储数据的可靠性，如Hadoop分布式文件系统一般默认配置的副本因子为3。副本因子为3的情况下，表示存储利用率为1/3，即有2个副本存在。1份数据不在本地的2个副本能够有效保障数据的可靠性。针对海量低价值密度的视频监控存储系统而言，视实际情况配置相应的副本因子，保障数据的可靠性。

3.4  易扩展性

易扩展性，是指云存储支持业务在线的情况下，动态地增加或减少云存储系统的容量，即能够在不影响业务运行的情况下增加或删除存储节点。通过云存储系统的分布式文件系统结合数字集群管理技术、数据备份与恢复等机制，实现了在线动态增加或删除存储节点，对业务系统的显性仅为可用存储容量的扩容或减少。

4  浦东机场视频“云存储”实现方式

4.1  网关存储-非标系统接入

云存储网关是在客户系统不支持视频传输国标协议GB/T28181，没有定义相关传输、控制、取流接口的情况下，为用户存储数据提供的协议转换工具，将对象存储转换为本地NAS（CIFS、NFS、FTP协议），无须用户进行云端接口复杂开发，即可快速便捷地存储和调阅企业存储在云端的文档。适用于浦东机场航站楼目前使用的Qognify的NICE FAST和NICE VISION视频管理系统。

4.1.1  方案拓扑

整个方案主要包括三个部分，一个是用户侧网络接入，一个是云存储转换，一个是云对象存储池。

4.1.2  存储流程

虚拟服务器+存储网关软件实现云对象存储S3接口与用户侧存储的协议转换，为用户提供虚拟的网络磁盘。

虚拟主机的部署位置为云端接入节点机房，在云主机上部署存储网关软件。每套存储网关软件可虚拟出若干逻辑磁盘，供监控录像服务器存储使用，存储对应关系由监控录像服务器设置指定。

4.1.3  优缺点分析

（1）优点：适用性强，能够适用于任何的前端视频监控系统。

（2）缺点：视频码流从转发服务器→网关服务器→存储单元，二次转发降低效率;点播流从存储单元→网关服务器→转发服务器→点播客户端，二次提取降低效率;使用云对象存储协议与用户侧存储的协议转换。

4.2  平台存储——国标系统接入

当云存储的平台用于存储的视频管理平台能够支持国标系统时，可以通过GB/T28181国标协议（以下简称“国标”）实现对接，将本地视频管理平台的视频流直接推送到远端的云平台内，直接通过云平台进行存储。

根据国标联网的相关标准，通过本地视频管理平台与云管理平台的国标网关对接，实现信令的传输、交换、控制，并通过上下级的關系推送视频流到云平台的处理服务器进行存储和管理。

4.2.1  存储流程

在公有云平台上能收到本地视频管理平台发送的注册信令，并且能成功注册，能在公有云平台上获取用户端的内摄像机通道组织结构数、通道。

在用户端的视频平台客户端上，通过视频管理平台程序，远程点播存储在云端的视频录像流，实现录像的回放功能。

4.2.2  优缺点分析

（1）优点：视频码流从转发服务器→存储单元，一次转发提高效率;点播流从存储单元→转发服务器→点播客户端，一次提取提高效率;使用国标协议对接控制流和视频流，中间无转发和协议转换。

（2）缺点：本地与云端平台必须要支持GB/T28181联网平台协议，仅适用飞行区监控系统。

4.3  融合接入方式（实际使用）

为了能够实现T1、T2以及飞行区所有视频的云端存储，可以利用原有的视频监控集成管理平台，原有的平台已经实现了T1航站楼监控、T2航站楼监控以及飞行区监控的视频接入。只需要将视频监控集成管理平台与云管理平台通过国标或非标方式对接，就能够完成所需要摄像机的 “云存储”功能。

通过项目能够看到，T1、T2、飞行区以及新建的辅助视频系统，全部接入到视频监控集成管理平台内，并通过平台的国标接口，通过GB/T28181方式与云端进行对接，从而实现视频码流的存储和回放调用。目前视频监控集成管理平台与T1、T2的对接采用的是SDK方式，与飞行区对接采用的是国标方式。

為了实现视频监控集成管理平台与“云”通过国标对接的问题，必须在视频监控集成管理平台上新开发国标对接模块，通过国标对接模块转码流和对接协议，完成与“云”端的互联互通。

但是由于T1、T2使用的视频管理平台不支持国标对接协议，因此在接入上需要采用非标的方式进行接入，而飞行区的视频管理平台由于采用的是国产的平台，能够支持国标协议，因此只需要在云端进行国标对接就能够实现云存储的要求。

5  结  论

通过浦东机场视频监控系统的存储升级到“共有云存储”的方式，不但整合了浦东机场T1、T2航站楼楼内及飞行区三个区域的视频监控点位，并且集成了Qognify和华为的二套视频存储系统。通过非标系统（SDK）和国标系统（GB/T28181）的融合方式接入到“共有云存储”。“共有云存储”的应用，有效地解决了浦东机场视频存储容量的瓶颈，进一步提升了数据的安全性和可靠性。融合方式接入的开创和应用，除了能够接入浦东机场目前的T1、T2航站楼楼内及飞行区外，也为今后卫星厅的视频监控存储接入提供了技术基础。“共有云存储”方式的深入应用，为浦东机场的“云计算”“视频结构化”“大型数据挖掘系统”等数据分析业务的应用进行了有效的探索和尝试。

参考文献：

[1] 李文秀，刘文杰.云存储在视频监控到数据治理转型的新使命 [J].中国安防，2018（12）：82-87.

[2] 许萌，鲍安平，吕湛山.改进的ABE在公有云存储访问控制中的研究 [J].计算机科学与探索，2019，13（3）：437-445.

[3] 梁啟成.面向公有云存储的高并发关键技术研究及系统实现 [D].广州：华南理工大学，2013.

作者简介：肖将（1977.10-），男，汉族，江苏建湖人，工程师，硕士研究生，研究方向：弱电系统建设及规划。