監控業務與網絡的融合

任俊峰

從1996 年首臺網絡攝像機問世到目前為止，已經快20 年了，這期間IP 監控發展非常迅速，已經基本取代傳統的模擬監控。IP 網絡就像汪洋大海，而監控業務僅是其中的一葉扁舟，如何在狂風巨浪中持續前行，需要我們徹底的了解大海的習性，將監控業務與網絡融合起來，讓網絡更好的為監控業務服務。

知己知彼方能做到百戰不殆，要想利用網絡必須先了解網絡的相關知識，因此讓我們先看看網絡的現況及發展趨勢。現有的網絡主要由交換機、路由器、防火墻、網閘等組成，不同的設備承擔著不同的角色，前面兩者相當于運輸機，負責將數據轉發至目的地，而后兩者相當于戰斗機，為運輸工作保駕護航，大家角色分明。這些設備都是基于報文或者數據流的，會根據用戶已經預先制定好的規則對數據進行轉發或者丟棄。

在現有的網絡架構下，我們可以利用組播的分發特性來進行實時媒體流的分發，釋放媒體流轉發服務器，為客戶節約花銷的同時避免了單點故障和流量熱點的問題。同樣我們也可以將不同的監控業務報文打上不同的QOS（Quality of Service，服務質量）優先級，配合網絡設備的QOS 功能，達到重要數據優先轉發的效果，甚至還可以根據告警信息對特定監控點的QOS 優先級進行臨時的提高。監控服務器還可以根據網絡狀態，進行碼流帶寬的調整，當網絡中出現丟包的時候，通知前端設備降低自己的碼率，當網絡恢復后，再逐漸的提高自己的碼率。上述的這些方法都是監控系統通過自身的改變，來適應現有的網絡，而無法去改變網絡。

未來網絡發展的主要技術趨勢包括虛擬化、自動化、SDN（Software Defined Network，軟件定義網絡）等。虛擬化、自動化兩者通常是組合在一起使用（如下圖所示）。基于虛擬設備、虛擬通道、虛擬服務三個層面的虛擬化技術，將網絡資源“池化”，變物理的網絡設備為虛擬的網絡資源池。虛擬化只是實現了資源的邏輯化，要提供網絡云服務，自動化技術是必不可少的。基于虛擬化的網絡資源，通過自動化編排技術，實現網絡業務快速部署和變更，通過自動化管理技術，實現大型網絡的高效管理。當我們在進行監控業務服務器虛擬化時，也必然要考慮到網絡設備的虛擬化，譬如異地的服務器集群備份、監控數據的災備等。

SDN 的原理理解起來非常簡單，作為一種新興的網絡架構，SDN 軟件定義網絡強調兩方面的能力：

控制轉發分離：傳統網絡設備緊耦合的網絡架構，被分拆成控制和轉發兩個平面。同時，在控制平面，增加集中控制器進行整體調度，將命令和邏輯發送回硬件(路由器或交換機) 的數據轉發平面。

開放API 及軟件定義：即通過基于SDN 技術的對外開放的API 進行軟件編程，實現整個網絡集中的管理能力，而不需要在每個路由器或交換機上分別以設備為中心進行管理。

Controller/Agent 架構模式是目前業界最為主流的，也是大家所熟知的，將傳統設備控制的機制上推出一個SDN 的控制器，底層設備只要負責流量轉發即可，這其中有個具有價值性的接口協議——OpenFlow。OpenFlow 標準化接口協議的誕生，代表著SDN 網絡的慢慢成熟。控制器也可提供標準的API 接口，供應用服務器進行調用。

不管是虛擬化、自動化或者SDN，都是面向應用的網絡，可以根據用戶的上層業務需求對網絡進行實時的調整和控制，與監控業務的契合度很高。假如將視頻服務器作為SDN的控制器或者作為上層業務服務器去調用SDN控制器，根據實時監控業務向SDN交換機下發流表，不僅在監控業務層面對用戶身份進行認證，在網絡方面也可以同時進行控制，這樣非流量業務請求者將再也無法竊聽到其他用戶的流量，非法的用戶和終端將無法再接入到監控網絡中。將來完全可以虛擬出一個網絡用于監控業務的轉發，由監控服務器進行直接或者間接的控制，讓網絡為監控業務服務。IP監控對網絡的基本要求：可配置、可維護、可檢測。宇視科技作為業內領先的安防廠商，為客戶提供可靠的視頻監控解決方案的同時，為了實現“易安防”的理念，讓監控運維系統更好用更易用。投入大量精力，潛心研發切合監控業務的智能運維系統，集視頻診斷、錄像巡檢、批量管理、統一網管、拓撲管理等諸多功能于一身。

其中網絡管理部分
■支持全網拓撲自動生成
■支持拓撲顯示子網信息
■支持拓撲圖鏈路負載的顯示
■支持拓撲圖鏈路數據流量的顯示
■支持拓撲圖鏈路顏色變化顯示負載、丟包率等
■支持拓撲圖上的告警顯示

從下圖可以清晰的看到組網中的監控設備和網絡設備的運行狀況。

為了讓監控業務在IP網絡上流暢的運行，宇視公司研發內部根據市場、客戶維護人員的需求，基于監控業務，開發了多媒體網絡維護工具集。這套工具集能讓用戶方便的進行網絡單播、組播連通性檢測。當發現視頻圖像存在卡頓時，能對收到的媒體流報文進行分析，得到用戶的網絡狀況。當用戶網絡是一個新建的網絡時，還可以使用我們提供的配置工具進行一鍵式的QOS、組播配置下發，極大的降低了用戶的工作量。

隨著平安城市的發展，IP監控的規模越來越大，而承載網絡技術也在快速的發展，了解網絡，融合網絡，是監控廠家不得不面對的問題。宇視公司根據監控特性以及網絡技術，前后推出了云監控、四芯網線、廣域監控聯網、4G、EPON、長距離POE、NAT引流、雙IP、UNP、RRPP等等網絡相關的解決方案，為各行業客戶解決監控業務與網絡的融合問題。