山东省警务云计算平台视频资源整合规划方案意见修改稿

山东省警务云计算平台视频资源整合规划方案意见修改稿内容摘要：

的深入分析，本方案利用 cStor 云存储和 JobKeeper 云 调度 技 术构建统一的 cVideo 云视频监控管理平台软件，部署在标准 X86 服务器集群上， 通过对已有监控资源的整合， 实现海量高清视频监控的 数据存储和智能 处理。 网络架构 网络拓扑 针对山东省的实际情况， 多级 cVideo 云视频监控系统采用分布式架构，分级管理和部署。 以街道派出所为单位，初期拟定每个所部署一台“ minicloud”（“ minicloud”迷你云微型数据仓库将在下面的章节中进行详细描述），用于视频数据的保存，从区级到 市级 再到省 级分别部署 cVideo 系统 ， cVideo 系统的架构会在 中进 行具体描述。 整个“平台”构建于 公安 网之上，其中，省级中心处于核心地位，部署元数据服务器， 用 以统一管理元数据信息，各派出所则使用“ minicloud”中的三个互为冗余的节点担当存储节点的角色。 “平台”遵循“就近接入、本地存储、中心统筹、权限管理”的方针，随着存储容量需求的增加，只需在容量不足的派出所增加存储节点（服务器）即可，十分方便。 而区 县 级 和市级 主要负责对区域视频的汇聚和处理，部署 cVideo 系统 ，并将处理后得到的信息提供给各 上层 应用服务。 cVideo 云视频监控平台针对省级的建设方案采用多级部署的方 式 ， 大致 拓扑如下图所示： 山东省警务云计算平台视频资源整合方案 9 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 图 21 cVideo 多级部署概要图 初步预计每个派出所 需要存储 的监控摄像机 按 100 路左右，平均码流按2Mbps 计算，则存放半个月需要的存储容量约为： 2 / 8 * 3600 * 24 * 15 *100 = “ minicloud”是由三台服务器所组成的小型云平台，能够存储的总容量为： 9 * 3 * 3 = 81TB 为了保证数据的可靠性，对数据进行 1： 1 备份后，可用容量为： ，可以满足初期的需求。 随着使用和前端设备的增设，容量需求会愈发增加，这时我 们同样提供了机架式的扩展方案，当存储容量不足时，只需在“ minicloud”下新增存储节点（服务器），系统容量会自动增加，实现扩容十分方便。 山东省警务云计算平台视频资源整合方案 10 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 前端监控设备所采集到的视频数据 保存在所属的“ minicloud”中，或经过接入服务器，接 入所属区级的 cVideo 监控平台中进行管理和处理， 各级客户端访问相应中心服务器，按需操作和调控。 云处理服务器提供空前的数据处理能力，提供诸如视频转码、内容识别等海量数据的处理支持。 查看历史视频时，接入云存储遵守分区接入、分局接入和就近接入原则，考虑到突发事件会致使查看视频记录的人员 增多，分布式部署可以很好地缓解接入压力。 社会资源接入的安全机制 考虑到 今后肯定要逐步将全省 110 万路摄像机都接入到“平台”进行统一的调度管理，这就必须要考虑 公安网 和 社会公网之间安全性和保密性的问题，cVideo 监控平台在实际布设过程中，建议 遵循跨网络必须经过网闸 和 缓冲资源池的规则，示意图如下： 图 22 cVideo 网络隔离概要图 本次建设的 “ 平台 ”将作为二期平台，构建 于 公安网之上 ， 在与一期平台平稳过度对接的同时，确保高度的安全性 及视频的实时性。 对于 今后 社会 资源 公网中的监控前端设备，纳入 “ 平台 ” 管理 ，需要考虑到安全因素和流量等多方面的问题，不建议通过网闸直接将社会资源接入公安网，最主要的原因有两个：一是只经过了一层网闸，虽然在一定程度上保证了安全性，但是级别不是很充分；二是社会资源摄像头的数量惊人，而网闸在保证安全性的同时却牺牲了性能，通过网闸的带宽受到了严重限制 ，无法实现利用网闸将社会资源全部纳入公安网中。 因此，我们提出了缓冲资源池的建议，对安全性和传输山东省警务云计算平台视频资源整合方案 11 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 带宽进行了双重保障，其大致架构如下图所示： 图 23 社会资源接入建议架构图 假设途中 网段为社会资源网， 网段为公安网，在中间加入缓冲资源池（ 网段），该部分可租用电信运营商的机房和带宽，作为过渡层，一方面对社会资源进行收集汇总、存储分析，另一方面利用软件防火墙和运营商的安全机制进行了第一次的安全保障。 之后再通过交换机和网闸转接如公安网，期间网闸提供了第二次安全保障。 其次，对于公安网用户来说，社会资源的接入完全是按需的，只有当有需求时，才会通过网闸将社会资源中的实时视频流或者 历史存储资料调取到公安网中，而在绝大多数情况下，数据仅仅是停留在了缓冲资源池中，不会对网闸造成很大的压力。 但 另 一方面，一旦 进行 了 网闸设置 ， 势必会对带宽有所限制，因此为了保证网络互联互通的同时，保证系统的安全性需对视频数据进行云转码传输。 由于视频转码计算量很大，单一的计算机不可能实现整个监控系统内的摄像头实时视频数据的转码。 cVideo 研发了云端转码技术，将视频转码计算放 到 云端 （即缓冲资源池） ，实现整个系统内的实时视频转码，以满足用户对不同分辨率，不同码流，不同终端的使用需求。 山东省警务云计算平台视频资源整合方案 12 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 图 24 转码前 后视频对比 视频接入模块首先将不同厂家的前端设备接入进来，对于支持 RTSP 的采集设备，我们利用标准的流媒体协议接口实 现视频和音频数据的传输。 对于不支持RTSP 的采集设备，我们利用设备厂商提供的 SDK 进行接入。 然后在 cProc 云计算平台上利用高效的转码技术，将采集到的高清视频信号解码后再重新编码，在满足用户需求的同时降低对网络带宽的消耗。 同时将转码后的视频流推送给流媒体服务器分发出去。 图 25 云转码流程 软件架构 平台架构图 如下图所示， cVideo 云视频监控平台是部署于标准 X86 服务器上的软件平台， 主要由七个 子系统 组成：前端设备、接入 系统 、处理 系统 、存储 系统 、流媒体服务器、中心 调度系统 和客户端。 这七个模块既相互独立，又协调统一，共同对外提供服务。 山东省警务云计算平台视频资源整合方案 13 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 图 26 cVideo 平台模块 架构 图 前端设备 前端设备在中心服务器的调度下进行信息采集，以 RTSP 的形式传输给存储 /处理服务器集群 ，或者以 SDK 的形式传输给接入服务器。 (前端设备包括：模拟摄像机、网络摄像机、卡口设备、第三方平台等 ) 接入服务器 整合各种前端设备，将不同厂家不同平台的前端设备通过 RTSP 标准流媒体协议 或者 SDK 私有协议 的方式接入本 系统 ，以实现 对 多种前端摄像机 和 已有平台的统一接入，供本平台内其他模块统一调用 ， 并以轮询的方式监听前端设备，如有异常则产生报警信号。 山东省警务云计算平台视频资源整合方案 14 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 中心服务器 平台的核心控制部分，实现了与客户端的信令交互、通过 JobKeeper 云调度系统来 调度云集群节点处理各项任务、 并实现 对整个平台的统一管理和监控。 a） 用户管理功能：根据用户信息表，管理用户登录、用户的权限，可以管理用户信息、增删用户等。 b） 前端信息采集设备管理功能：根据摄像机和用户的权限，管理当前用户所能涉及的前端设备状态、节点运行状态，并进行实时的更新。 c） 与用户和前端设备的信息交互功能：更新前端信息，并根据客户需求进行对前端 设备调度，以及对 JobKeeper 的任务分发。 同时，进行信息数据的处理，以完成整个平台的调度工作。 d） 对服务器集群进行统一的调度管理，获取每台机器的运行状态。 根据机器的运行状态进行自动调度和部署，负载均衡，提高机器的使用率，进而提高服务器的梳理效率。 e） 解决服务器集群信息处理的冗余状态，查错排错，保证系统的无人值守、自动生长的高效性。 存储服务器集群 使用 cStor 云存储系统，提供统一的存储资源池，用以存储关键数据，提供历史视频的回看以及相关数据的下载服务。 同时，支持网络挂载盘符的模式，以满 足整个平台中其他模块的存储需求。 处理服务器集群 大致可以分为接入分析、数据处理和结果分发三个子模块，主要负责对完成对接入视频的各项处理任务，诸如：内容识别、实时转码、 录像存储 等，再将处理好的结果发送至流媒体服务器 和存储服务器。 山东省警务云计算平台视频资源整合方案 15 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 流媒体服务器 以流媒体服务器的形式对外提供标准的 RTSP 流媒体服务，用户根据相应的流媒体 RTSP 地址，即可实时地获取系统处理完后的实时视频数据，以供监控和远程访问。 采用虚拟 IP 技术，备份冗余机制，针对公网和内网不同的访问需求提供不同的码流推送。 客户端 支持 Windows、 Linux、 iOS、 Android 等主流操作系统，提供 B/S 和 C/S 架构客户端，控制视频解码上墙等，实现与用户的直接交互。 平台联动调度 按 节中所说的架构，在实际应用中，经常会出现跨级的联动调度问题，下图展示了 cVideo 云视频监控平台多级联动调度的流程。  上级中心总平台的接入服务器和下级子平台的中心服务器信令交互，上级平台的接入服务器相当于下级平台的一个超级管理员用户。 总平台通过接入服务器登陆到子平台，从而进行获取设备列表、获取设备信息、云台控制、获取流地址等操作。  上下级平台的设备管理、用户管理、日志管理等功能相互独立，下级平台和第三方平台对“平台”的用户不可见，用户可以透明地访问各平台的前端监控设备资源（可以知道设备是属于哪个平台、哪个部门的，但不能直接登陆到下级平台或第三方平台）。 在“平台”用户视角，相当于所有下级平台和第三方平台的设备都是直接部署在此综合的云平台之上。 山东省警务云计算平台视频资源整合方案 16 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 图 27 多级部署上级视频数据流对接 如上图所示，如果是上级中心总平台用户想查看某前端摄像机的实时视频，那么，该用户首先通过客户端或浏览器登陆平台，随后发出对某路视频的监控请求，中心调度系 统会根据数据库里的摄像机设备信息将任务经由接入服务器发送给政务专网的中心调度系统，由其调度相应接入、处理服务器进行进入和转发处理。 该视频流经过子平台流媒体服务器转发至总平台，客户端得到该地址即可播放出实时视频流。 如果此时子平台的用户也想监控上述该路的实时视频，在请求该路监控时，子平台的中心服务器会自动发现该监控任务已由总平台用户发起过，只要经过总平台中心控制的许可，便可立即将流媒体服务器推送地址反馈给客户端，子平台用户的客户端则直接可以播放出该路实时视频流。 如下图所示： 山东省警务云计算平台视频资源整合方案 17 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 图 28 多级部署下级视频数据 流对接 平台 部署策略 针对 山东省的实际情况，在之前的规划和管理过程中，部分区域已经实现了按区县为单位对现有视频做了集中管理和存储，而另一些则是完完全全的“信息孤岛”状态。 在“平台”的实施部署过程中，需要充分考虑到这些因素，以“不重建、多复用”为主旨，充分利用已有的平台和系统，实现对异构的监控体系的统一管理。 区县未集中处理的视频 对于区县没有集中处理的视频，“平台”会按照 章节中的部署规则，给每个派出所部署一套 minicloud，用其本地化保存视频数据，并接受省厅中心的直接管理，同时 提供给上层应用和服务的支撑。 山东省警务云计算平台视频资源整合方案 18 / 99 南京云创存储科技有限公司 2020/12/3 区县已集中管理的视频 对于区县已经集中管理过的视频，“平台”则不会对该区域及其下属派出所新建设备，而是与该系统交互，通过其 SDK 进行对接和信息交互，获取需要的管理信息及视频流。 从用户的角度而言，呈现在面前的只是单纯的一个个独立的摄像机，用户不必关心前端的摄像机具体是从我们部署的 minicloud 中传输过来的，亦或是从已有区县系统中传输过来的，“平台”已经将中间过程透明化，以更贴近用户的使用习惯。 与科达一期平台的关系 根据架构的描述，可以。