IP网络存储技术研究论文

2022-04-26

SAN、虚拟存储技术以及FC、iSCSI协议。以下是小编精心整理的《IP网络存储技术研究论文(精选3篇)》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

IP网络存储技术研究论文 篇1:

网络存储技术浅析

[摘 要] 网络数据信息爆炸性的增长,使网络存储技术变得越来越重要,已成为Internet及其相关行业进一步发展的关键。本文详细介绍了常见的三种网络存储技术的优缺点及应用范围,并介绍了几种新的网络存储技术,使读者对网络存储技术有一个全面的了解。

[关键词] 网络存储 直接连接存储 网络附加存储 存储区域网络

一、引言

信息是一个企业可持续发展的核心动力之一,信息的可靠存储是一个企业得以正常运作和发展壮大的根本所在。随着越来越多的关键信息转化为数字形式并存储在可管理的介质中,用户对存储和管理信息的能力产生了新的需求。为更有效地使用和管理信息,用户对信息系统的搭建、数据中心的建设、数据的管理模式、数据的有效使用、信息存储介质的选择以及信息的安全存储等方面,提出多样化的要求,以达到数据的最佳利用。

网络存储设备提供网络信息系统的信息存取和共享服务,其主要特征体现在:超大存储容量、大数据传输率以及高可用性。要实现存储设备的性能特征,采用RAID作为存储实体是必然选择。传统的网络存储设备都是将RAID硬盘阵列直接连接到网络系统的服务器上,这种形式的网络存储结构称为(DAS Direct Attached Storage),目前,按照信息存储系统的构成,SAN(Storage Area Net- work)和NAS(Network Attached Storage)是最常见的两种选择。本文将详细介绍这三种存储技术的优缺点和应用范围,并将介绍几种新的网络存储技术。

二、传统网络存储技术

1.DAS存储

直接连接存储(DAS——Direct Attached Storage)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到服务器上的方式。这种连接方式主要应用于单机或两台主机的集群环境中,主要优点是存储容量扩展的实施简单,投入成本少、见效快。

DAS适用于以下几种情况:(1)服务器在地理分布上很分散,通过SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时;(2)存储系统必须被直接连接到应用服务器,如某些数据库使用的“原始分区”上时;(3)包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用,它们需要直接连接到存储器上。

当服务器在地理上比较分散很难通过远程连接进行互连时,或传输速率并不很高的网络系统,直接连接存储是比较好的解决方案,甚至可能是唯一的解决方案,但是由于DAS存储没有网络结构,存在许多缺点:一方面该技术不具备共享性,每种客户机类型都需要一个服务器,从而增加了存储管理和维护的难度;另一方面,当存储容量增加时,扩容变得十分困难,而且当服务器发生故障时,数据也难以获取。因此,难以满足现今的存储要求。

2.NAS存储

网络附加存储(NAS——Network Attached Storage)即将存储设备通过标准的网络拓扑结构例如(以太网),连接到一群计算机上,提供数据和文件服务。NAS服务器一般由存储硬件、操作系统以及其上的文件系统等几个部分组成。简单的说,NAS是通过与网络直接连接的磁盘阵列,它具备了磁盘阵列的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠。

NAS由于其较好的可扩展性、可访问性、低价位、安装简单、易于管理等优点,广泛应用于电子出版、CAD、图像、教育、银行、政府、法律环境等那些对数据量有较大需求的应用中。多媒体、Internet下载以及在线数据的增长,特别是那些要求存储器能随着公司文件大小规模而增长的企业、小型公司、大型组织的部门网络,更需要这样一个简单的可扩展的方案。

但在实际应用中,NAS也存在着以下不足:(1)在文件访问的速度方面。NAS采用的是File I/O方式,这带来巨大的网络协议开销。正是因为这个原因,NAS不适合在对访问速度要求高的应用场合,如数据库应用、在线事务处理。(2)在数据备份方面。需要占用LAN的带宽,浪费宝贵的网络资源,严重时甚至影响客户应用的顺利进行。(3)在资源的整合和NAS的管理方面。NAS只能对单个存储(单个NAS内部)设备之中的磁盘进行资源的整合,目前还无法跨越不同的NAS设备,难以将多个NAS设备整合成一个统一的存储池,因而难以对多个NAS设备进行统一的集中管理,只能进行单独管理。

3.SAN存储

存储区域网络(SAN--Storage Area Network)是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络。其中的服务器用SAN的接入点。SAN是一种特殊的高速网络,连接网络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库的存储设备,SAN置于LAN之下,而不涉及LAN。利用SAN,不仅可以提供大容量的存储数据,而且地域上可以分散,并缓解了大量数据传输对于局域网的影响。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,不管数据置放在哪里,服务器都可直接存取所需的数据。

SAN的应用主要可以归纳为下面集中应用:构造群集环境,利用存储局域网可以很方便地通过光纤通道把各种服务器、存储设备连接在一起构成一个具有高性能、较好的数据可用性、可扩展的群集环境。(1)数据保护,存储局域网可以做到无服务器的数据备份,数据也可以后台的方式在存储局域网上传递,大大减少了主要网络和服务器上的负载,所以存储局域网可以很方便地实现诸如磁盘冗余、关键数据备份、远程群集、远程镜像等许多防止数据丢失的数据保护技术;(2)数据迁移,可以方便地进行两个存储设备之间的数据移动;(3)灾难恢复,特别是远程的灾难恢复;(4)数据仓库,用来构建一个网络系统的存储仓库,使得整个存储系统可以很好地共享。

在实际应用中,SAN也存在着一些不足:(1)设备的互操作性较差。目前采用最早和最多的SAN互连技术还是FibreChannel,对于不同的制造商,光纤通道协议的具体实现是不同的,这在客观上造成不同厂商的产品之间难以互相操作。(2)构建和维护SAN需要有丰富经验的、并接受过专门训练的专业人员,这大大增加了构建和维护费用。(3)在异构环境下的文件共享方面,SAN中存储资源的共享一般指的是不同平台下的存储空间的共享,而非数据文件的共享。(4)连接距离限制在10km左右等。更为重要的是,目前的存储区域网采用的光纤通道的网络互连设备都非常昂贵。这些都阻碍了SAN技术的普及应用和推广。

三、新的网络存储技术

1.NAS网关技术

NAS网关与NAS专用设备不同,它不是直接与安装在专用设备中的存储相连接,而是经由外置的交换设备,连接到存储阵列上——无论是交换设备还是磁盘阵列,通常都是采用光纤通道接口——正因为如此,NAS网关可以访问SAN上连接的多个存储阵列中的存储资源。它使得IP连接的客户机可以以文件的方式访问SAN上的块级存储,并通过标准的文件共享协议(如NFS和CIFS)处理来自客户机的请求。当网关收到客户机请求后,便将该请求转换为向存储阵列发出的块数据请求。存储阵列处理这个请求,并将处理结果发回给网关。然后网关将这个块信息转换为文件数据,再将它发给客户机。对于终端用户而言,整个过程是无缝和透明的。NAS网关技术使得管理人员能够将分散的NAS filers整合在一起,增强了系统的灵活性与可伸缩性,为企业升级文件系统、管理后端的存储阵列提供了方便。

2.IP-SAN技术

网络存储的发展产生了一种新技术IP-SAN。IP-SAN是以IP为基础的SAN存储方案,是一种可共同使用SAN与NAS,并遵循各项标准的纯软件解决方案。IP-SAN可让用户同时使用Gigabit Ethernet SCSI与Fibre Channel,建立以IP为基础的网络存储基本架构,由于IP在局域网和广域网上的应用以及良好的技术支持,在IP网络中也可实现远距离的块级存储,以IP协议替代光纤通道协议,IP协议用于网络中实现用户和服务器连接,随着用于执行IP协议的计算机的速度的提高及G比特的以太网的出现,基于IP协议的存储网络实现方案成为SAN的更佳选择。IP-SAN不仅成本低,而且可以解决FC的传播距离有限、互操作性较差等问题。

四、结束语

数据的重要性越来越得到人们的广泛认同。未来网络的核心将是数据,网络化存储正是数据存储的一个发展方向。这里我们简要的介绍了几种当前比较流行的网络存储技术,当前网络存储技术还在不断的快速发展,SAN和NAS的融合、统一虚拟存储技术是未来发展的两个趋势。

参考文献:

[1]江小云:浅谈存储技术的发展历程[J].中国科技信息,2005,(15)

[2]周 可 黄永峰 张江陵:网络存储技术研究[J].电子计算机与外部设备,2005,24(2)

[3]范 涛:网络存储技术的研究与应用[J].福建电脑,2008,(6)

作者:雷 音 彭友霖

IP网络存储技术研究论文 篇2:

网络存储技术的研究现状和发展

SAN、虚拟存储技术以及FC、iSCSI协议。

关键词:网络存储;NAS;SAN;虚拟存储;iSCSI

The Status of Network Storage Technology and Development

XU Ming

(Shenyang Institute of Engineering Ministry of Computer-Based Teaching, Shenyang 110136, China)

Key words: network storage; NAS; SAN; storage virtaulization; iSCSI

伴随着计算机技术和互联网络的迅速发展,人们需要存储的数据信息和资源以呈现出高速增长的态势。传统的以服务器为中心的DAS(Direct Attached Storage 直接连接存储)存储技术已经不能适应人们日益增长的存储需求。因此,近年来以存储网络技术为中心的存储技术即网络存储技术(Network Storage Technologies)得到了快速的发展,并成为计算机网络技术和存储技术交叉融合的研究热点问题。

网络存储技术是一种基于计算机网络的存储技术。根据结构不同可分为三种:NAS(Network-Attached Storage 网络附加存储)、SAN(Storage Area Network 存储区域网络)、虚拟存储(Storage Virtualization)。

1 网络存储技术研究现状

1.1 网络附加存储NAS

NAS存储系统属于文件I/O级的存储方式,即在NAS网络上传递的是文件数据[1],其作用类似于一个专用的文件服务器。它允许异构客户端直接访问存储资源,并支持多种网络协议和操作系统。NAS将通用服务器中不必要的应用程序删减掉,使存储设备与服务器进行分离,对数据进行集中管理。NAS还针对文件I/O的存取功能进行最优化处理,不仅降低了存储设备的成本,还提高了文件存取的效率。

NAS是必须依附在网络上运行的存储设备,所有数据信息都集中存放在NAS存储设备上,利用网络传输协议与服务器或工作站进行连接,并将存储空间分配给网络上的服务器或使用者。

相比通用服务器而言,NAS服务器能在不增加复杂度和管理开销、不降低可靠性的基础上,使网络存储容量增加,具有良好的可扩展性。NAS可以通过集线器或交换机方便地接入到用户网络上,是一种即插即用的网络设备[2]。在NAS存储系统中,客户端无需参与存储数据的组织与维护,它具有易用性和高性能等特点。

NAS与DAS相比的优点:

1) 支持多种应用系统平台。

2) NAS设备可以直接连接到网络上并无需配置,便于设备的扩充和管理。

3) 服务器把消耗大量CPU时间的I/O操作交由NAS设备完成,服务器的性能得到提升。

4) NAS设备不依赖于某个特定的服务器。如果某一个服务器出现了故障,NAS设备所管理的数据仍可以通过其他服务器存取,从而提高了数据的可靠性。

在NAS系统中,客户端必须通过NAS才能访问存储设备,无法直接访问存储设备;NAS必须处理来自各个客户端的I/O请求,所以NAS可能成为I/O的瓶颈。

1.2 存储区域网络SAN

1.2.1 SAN简介

SAN是一种独立于服务器网络的专门网络,是基于光纤通道的、面向数据块的存储。SAN是由专用的交换机和网关建立起的与服务器和磁盘阵列之间直接连接的子网,此子网中的存储空间可由主网 (如Ethernet、ATM、FDDI) 中的每一个系统所共享。这种网络在连接上可以使用光纤,通过光纤通道协议来传输数据。光纤通道协议具有极高的可靠性、很好的性能、超长距离支持能力以及良好的扩展性,因而SAN作为专用于存储的子网,独立于网络服务器,不占用网络服务器运算处理的网络带宽[3]。

高性能的光纤通道交换机和光纤通道网络协议是SAN技术的关键。以光纤通道交换机为骨干的网络拓扑结构称为“SAN Fabric”。光纤通道协议是SAN的另一个本质特征。SAN正是利用光纤通道协议上加载SCSI协议来达到可靠的块级数据传输的。

SAN的优点:

1) 支持远距离通信。通过城域网(MAN),SAN可以实现远程灾难恢复。

2) 一些关键应用中,在传输块级数据时要求必须使用SAN——尤其是多个服务器共同向大型存储设备进行读取时。

3) SAN的管理集中、高效。用户可以在线添加、删除设备,动态调整存储网络以及将异构设备统一成存储池等。

4) 具有很好的容错能力、高可靠性和高可用性。

SAN的缺陷:

1) 一次性投入大,成本相对较高。

2) 不同方案提供商的产品之间难以通用。

3) 容易形成信息孤岛。

4) 只能提供存储空间共享而不能提供异构环境下的文件共享。

1.2.2 FC SAN和IP SAN

早期的SAN采用的是光纤通道(FC,Fiber Channel)技术,因此,以前的SAN多指采用光纤通道的存储区域网络,直到iSCSI协议出现后,把SAN分为FC SAN和IP SAN两种。

FC(Fiber Channel)和ISCSI(Internet SCSI)是目前搭建SAN的两个主流协议,二者本质上都是在网络报文中传输SCSI指令和业务数据来实现数据传输的功能,只是传输方式和介质不一样[4]。FC是在SCSI-II基础上发展起来的一个传输协议。ISCSI是IETF制订的一项标准,用于将SCSI数据块映射成以太网数据包。ISCSI协议是一种跨过IP网络来传输潜伏时间短的SCSI数据块的方法。对于局域网来说,FC是比ISCSI更好的网络互连协议。存储网络需要跨越远距离时,ISCSI比FC更合适。IP SAN采用的是ISCSI协议,更有利于在广域网中用较低成本来消除SAN的信息孤岛。

1.3 虚拟存储技术

虚拟存储(Storage Virtualization)就是将多个存储介质模块(如硬盘、RAID)通过一定的手段集中管理起来,所有的存储模块在一个存储池(Storage Pool)中得到统一管理,从主机和工作站的角度,看到就不是多个硬盘,而是一个分区或者卷,就好像是一个超大容量的硬盘。虚拟存储的实现方法有三种:基于主机的虚拟存储、基于存储设备的虚拟存储、基于网络的虚拟存储[5]。

虚拟存储相对于其他网络存储技术而言有其自身的特点:

1) 虚拟存储在存储资源管理上更加灵活,能把不同类型的存储设备集中管理使用,避免用户以前购买的存储设备的浪费。

2) 虚拟存储可以使用管理软件,为网络系统提供一系列功能(例如无需服务器的远程镜像、数据快照等)。

3) 虚拟存储为用户提供了一个对大容量存储系统进行集中管理的手段。利用网络中的一个节点(如服务器)进行统一管理,这样可以避免存储设备扩充带来的管理方面的麻烦。

4) 虚拟存储可以提高存储系统整体访问带宽。虚拟存储系统可以很好地平衡负载,通过将数据访问所需的带宽合理地分配给各存储模块来实现。

2 网络存储技术的发展方向

网络存储技术经过不断的发展,已经形成了几种成熟的应用结构,它们各有各的特点和应用范围。目前公认的最为成熟的网络存储技术是SAN、FC SAN、IP SAN。

对于未来网络技术和存储技术的发展来说,网络存储技术将沿着一个综合各项技术之长的方向发展,现在已经有了一些这方面的研究,例如将NAS和SAN结合,将FC SAN和IP SAN结合等。虚拟存储技术也将继续得到发展。当然也不排除有更多的、新的、更好的存储技术出现,这是我们所期望的。

参考文献:

[1] 田丰.网络存储系统的研究与比较[J].中国现代教育装备,2006(6).

[2] 徐国栋.网络存储安全研究与实现[D].上海:上海交通大学,2006.

[3] 马锡坤,徐旭东,陈岳天,等.基于SAN的网络存储系统的研究[J].中国医疗设备,2008(1).

[4] 张建中,陈松乔,方正,等.一种基于SAN架构的存储网络系统的设计与实现[J].中南大学学报(自然科学版),2008(2).

[5] 顿利宇.虚拟存储技术及其在企业信息化建设中的应用[J].软件导刊,2009,8(1).

作者:徐明

IP网络存储技术研究论文 篇3:

基于IP 网络的舞台视频监督与调度系统研究

摘 要:针对目前国内舞台数字视频监控系统数据存储调用不灵活、可靠性差以及难以与其他系统兼容等问题,提出了以网络摄像机、流媒体服务器和IP存储区域网络(IP SAN)为基础的网络化的舞台视频监督与调度系统,并对系统进行了结构设计。分析了系统的主要功能以及各主要单元的性能,结果表明,基于IP网络的舞台视频监督与调度系统能够满足现代舞台演出效果呈现与监控的要求,可显著提高整个舞台监督调度的效率。

关键词:IP 网络;舞台;视频监督;调度系统

目前,我国各类演出场馆视频监督调度系统大部分采用的是基于PC(personal computer)的简单数字视频监控系统,其视频信号处理较为复杂且可靠性不高,难以与其他系统集成,而且整个系统的成本较高。网络摄像机内部具有的视频编码器,使得视频信号采集变得极为便捷。而作为系统核心服务器的流媒体服务器,在视频监督系统中充当了良好的介质,不仅使系统各部分更好地结合,还让整个系统更易于与其他系统(有线内部通讯、无线内部通讯、灯光提示、呼叫等系统)高度集成,采用的IP SAN存储系统使数据存储和调用更加灵活。采用基于IP网络的多媒体调度系统以及WiFi网络部署调度平台,通过多媒体调度系统实现舞台总监、舞美、导演、音响师、灯光师、演员以及相关业务岗位等之间的点对点、一点对多点以及多点对多点的实时音频和视频通讯,通过先进的数字化及计算机网络技术、视频技术、多媒体技术,建立起网络化的视频监督与调度系统,为舞台视频监督监控、安全保障、预案实施提供更加简便、专业、智能和人性化的集成方案。

1 系统的组成

系统由网络摄像机、流媒体服务器和存储系统三大部分组成,可以实现视频高清晰度、高分辨率显示,能方便快捷地存储和调用视频数据,三大系统通过局域网连接,为舞台调度提供良好的技术保障。

1.1 前端摄像机

前端摄像机处于系统的最前端,是系统的初始成像设备(包括云台和摄像机)。在本系统中采用的是网络摄像机[1](IP camera),网络摄像机是基于网络传输的数字化设备,作为摄像机家族中的新成员,除了具有视频信号输出接口外,它还具有网络输出接口,摄像机可通过此接口直接接入本地局域网。其最主要功能就是模拟视频信号的转换:IP摄像机内部存在的芯片(如DSP芯片)可将模拟视频数字化处理,然后再把数字化的视频信号转换为符合网络传输协议(如TCP/IP协议)的数据流,传输到网上,访问者即可通过浏览器进行实时地查看影像。从结构上,网络摄像机主要由CCD/CMOS摄像头、图像获取编码模块、网络处理模块和控制监控终端四个模块构成(见图1)。内部自带数字处理芯片能够对视频数据进行压缩编码,高清视频压缩编码采用H.264[2]或者MPEG-4。

1. 2 流媒体服务器

流媒体服务器[3-4]有三个组件:播放器(Player)—播放流媒体的软件;服务器(Server)—向用户发送流媒体的软件;编码器(Encoder)—将原始的音频、视频转化为流媒体格式的软件。这些组件在流媒体系统的各个不同层面上互相通信。

在系统中,流媒体服务器是提供视频流分发和协议网关的模块。作为系统中的核心服务器,在实际应用中提供流数据的存储和转发功能:以流式协议(RTP/RTSP[5]、MMS、RTMP等)将视频文件传输到客户端,供用户在线观看;也可从视频采集、压缩软件接收实时视频流,再以流式协议直播给客户端。从前端节点设备获取视频流,然后分发给不同的用户,这样无论多少用户同时访问该节点视频源,都只占用前端设备一路视频流的带宽,同时还提供不同协议的节点设备(云台等)的控制协议解析转换功能。流媒体服务器的核心作用如图2所示。

1.3 存储服务器

存储服务器是系统中用于记录视频数据的设备,采用的存储服务器(IP SAN)具有标准的网络接口,可以直接接入网络从而存储到硬盘中。

作为连接存储外围设备和服务器的网络—SAN(Storage Area Network,存储区域网络),它通常由服务器、 外部存储设备、 服务器适配器、 集线器以及网络存储管理工具等组成。 根据传输介质的不同, 可把SAN分为FC SAN(采用光纤传输)、IP SAN(采用以太网传输)。

由于光纤网络昂贵的价格加上人员培训技术较高等因素,本系统选择采用架构于IP网络上的存储网络IP SAN,它采用iSCSI[6](internet Small Computer Systems Interface)协议,利用IP协议封装SCSI命令,从而实现在IP网络上传输SCSI命令和数据(见图3)。作为一种独立的存储系统,采用集中存储技术,有效的提升了系统资源的使用效率,并且合理平衡工作量。IP SAN不仅综合了网络的灵活性、可管理性及可扩展性,同时提高了网络的带宽和存储I/O的可靠性。另外,作为基于吉比特以太网络构成的区域存储网络,能够实现快速的数据分享,再加上低速SATA硬盘和普通控制器,使得整个存储系统成本较低[7]。

2 系统的功能

视频监督与调度系统由剧场演出实时监控和存储系统组成。实时监控用于舞台调度技术人员指挥控制演出,而存储系统用来后期视频制作和其他后期辅助工作。

2.1 剧场演出监控

实时监控流程:IP网络摄像机通过交换机接入到以太网,为了保证通信过程中视频质量,尽量采用有线连接,如果摄像机距离交换机太远,可以布置无线路由器使其接入舞台局域网。这样,可以使所有视频信号接入到舞台局域网。舞台监督调度的指挥人员就可以通过计算机访问监督系统,如果不方便使用计算机也可以使用智能手机登陆监督系统查看演出现场视频。

指挥人员登录系统根据需要,通过流媒体服务器传达命令。将不同指定摄像机视频图像信号分配到舞台调度台大屏幕上,这样现场总负责人可以根据现场情况控制演出场面。而其他视频点的视频信号,需通过显示设备配备的视频解码器,然后把视频流解码后输送化妆间、候场区等位置。每个解码器可以解码多个视频服务器的图像,可以设置成单路或者四路模拟轮询切换显示。同时某些位置也需要布置监视器,供看不到指挥的演员演出时查看使用。另外,整个系统可以连接到互联网,舞台指挥人员就可以在异地登陆舞台监督系统,随时随地的发起实时监视请求,实现对舞台现场进行远程监控。现场监控的拓展如图4所示。

2.2 存储系统

存储系统包括视频存储流程和视频查询播放流程。

1) 视频的存储。管理员将自己的存储计划输入到视频数据管理服务器,数据库管理系统会定制相应终端存储计划,视频数据管理服务器然后再将计划传达给IP存储设备和视频管理服务器,视频管理服务器再向每一个视频终端压缩编码器发送iSCSI存储指令,编码器得知这一指令后直接将压缩视频流通过IP封装的iSCSI数据存储到IP存储上而不经过其他的任何设备,同时生成相应新索引。

2) 视频查询播放流程。当需要检索视频或查看历史视频片段时,PC客户端用户在操作界面上发出检索请求,视频管理服务器将这个操作指令发给数据库管理系统,数据库管理系统在IP存储设备上进行检索并找到相应的视频检索内容后,IP存储就会直接将检索到的视频检索数据发送给PC客户端,然后解码播放。存储系统的运行原理如图5所示。

3 系统技术性能分析

基于IP网络的舞台视频监督与调度系统充分整合了IP网络、视频、存储、信令等领域的先进技术,采用开放的架构,将信令控制与媒体流交换分离的先进理念引入视频监控系统。系统管理服务器只处理信令流,视频流通过流媒体服务器的处理交换以分布式的形式分发出去,避免了由于视频流处理的性能压力而造成的核心管理服务器瓶颈问题,从而使视频监控规模扩展成为可能。

根据网络监控中对实时流和存储流的需求差异,系统采用了实时流和存储流分别输出的双流设计,其中实时流支持单播和组播,存储流支持IP存储网络标准的TCP单播流。IP存储网络标准技术的支持,既满足实时流低延时、大收敛比的访问需求,又满足了存储流高可靠性、海量和分布式存储的需求,避免了传统方案流媒体服务器转发存储流的瓶颈问题,优化了系统的整体并发处理性能。另外,系统采用最新的专业图像技术,可提供完全高清晰图像分辨率,支持MPEG2、MPEG4、H.264编码格式,编码带宽最高可达4M(H.264)。在舞台演出过程中,完全可以为客户端提供高清图像质量。同时专网方案下通过组播优化等网络技术,使得系统具备低于300 ms的实时性能,满足舞台监督与调度要求。系统支持网络存储模式,网络存储模式下采用了IP封装存储流的模式作为监控数据存储设备,可以在分布式部署的同时实现集中管理、跨域共享、平滑扩容、兼容互通等,同时支持远程IP网络备份。系统采用的是H.264标准,其监控控制信号符合国际标准,H.264具备较强的支持能力,已经成为运营商推荐的控制信令标准,可以方便地和其它多媒体系统互通。图像编码也符合国际标准,包括H.264 Baseline profile和 H.264 Main profile,这些标准完全符合设备的兼容性[8-10]。

4 结束语

网络摄像机具有图像获取清晰,处理控制流畅的特点,流媒体服务器能保证视频流数据大量存储和转发,IP SAN具有网络的灵活性和扩展性;它们有机地结合能满足现代舞台调度和集成的要求,显著提高整个舞台监督调度的效率。

随着互联网和网络视频监控行业的发展,网络化视频监控必将获得广泛的应用,网络化舞台视频监督系统具有工作稳定可靠、调用灵活等特点,在各类舞台调度系统中有着广阔的应用前景。

参考文献:

[1] 梁笃国,张艳霞,郑泽民,等. 网络视频监控技术及应用[M]. 北京:人民邮电出版社,2009:83-84.

[2] 宋洪涛. H.264多路高清实时编转码帧间预测关键算法设计与实现[D].上海:上海交通大学,2013:28-29.

[3] 谢文. 基于流媒体的校园视频监控系统的设计与实现[D].长沙:中南大学,2010:8-14.

[4] 宋宇. 视频监控流媒体服务器的设计与实现[D].广州:华南理工大学,2010:23-36.

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[7] 张杰. 光网络新业务与支撑技术[M]. 北京:北京邮电大学出版社,2010:139-157.

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[9] 国家大剧院舞台技术部音响组. 国家大剧院舞台监督系统[J]. 艺术科技,2008(1):45-49.

[10] 刘涛,吴谨. 基于IP的数字化网络视频监控系统设计与实现[J]. 网络安全技术与应用,2010,10 (3):53-55.

(责任编辑:何学华 范君)

作者:李毅华 张晓栋 栾振辉

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