多級(jí)視頻監(jiān)控平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)配置管理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、多級(jí)視頻監(jiān)控平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)配置管理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)以前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常僅有幾十論文聯(lián)盟個(gè)點(diǎn)或者 幾百個(gè)點(diǎn)，而目前行業(yè)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)模越來(lái)越大， 動(dòng)輒有覆蓋一個(gè)城市、甚至覆蓋全國(guó)的需求。面對(duì)如此多的 平臺(tái)節(jié)點(diǎn)，而每一個(gè)平臺(tái)節(jié)點(diǎn)下又連接了很多的資源，這些 資源都以數(shù)據(jù)的形式保存在本地平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)或上級(jí)平臺(tái) 的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，那么，怎樣能快速有效地對(duì)如此多的數(shù) 據(jù)進(jìn)行配置管理，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程人員亟待解決的問(wèn)題隨著企業(yè)信息化的進(jìn)程與企業(yè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的擴(kuò)展不斷推 進(jìn)，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的日趨廣泛，進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù) 同步技術(shù)的研究具有重要的意義。數(shù)據(jù)同步通過(guò)對(duì)處于分布 式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中各個(gè)站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行同

2、步來(lái)迗到對(duì)數(shù)據(jù) 分散存放的目的，這種存放可以使用戶透明地處理和使用數(shù) 據(jù)，大大增加了站點(diǎn)的自治性，且這些副本大大減少了由于 自然或其他原因?qū)е碌臄?shù)據(jù)丟失等重大故障。1網(wǎng)絡(luò)配置與管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多級(jí)平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)視頻監(jiān)控平臺(tái)采用三層架構(gòu)的方式，域管理服務(wù)器ds 為頂級(jí)平臺(tái)，子域管理服務(wù)器sds為二級(jí)平臺(tái)，網(wǎng)管控制器 mu為最底層的平臺(tái)，如圖1所示。mu可以簡(jiǎn)單的理解為一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，即可以兼容各種矩陣的控制協(xié)議，使其現(xiàn)實(shí)與外界互通。mu軟件平臺(tái)為嵌入 式linux操作系統(tǒng)。通過(guò)即控制模擬矩陣，從而實(shí)現(xiàn)將模 擬矩陣監(jiān)控系統(tǒng)納入ip網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的監(jiān)控管理。 mu以嵌入型數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)環(huán)境為：一

3、個(gè)中心，兩個(gè)分中心。中心設(shè)一個(gè)域服 務(wù)器，兩個(gè)分中心各一臺(tái)子域服務(wù)器，各有若干臺(tái)mu，在同 一個(gè)ip網(wǎng)上。每個(gè)中心各一臺(tái)max矩陣，用于連接監(jiān)視器、攝像頭、 編解碼器等設(shè)備。三臺(tái)max矩陣通過(guò)視頻干線相連，中心4 臺(tái)監(jiān)視器，分中心各2臺(tái)監(jiān)視器。每臺(tái)矩陣配置4路視頻輸 入。三臺(tái)mu分別通過(guò)串口與max矩陣相連，用于管理本地 用戶和資源。域服務(wù)器上存儲(chǔ)所有的用戶與資源。每個(gè)mu 上接至少一個(gè)鍵盤，可以從鍵盤上登錄。從矩陣輸出4路至編碼器，編碼器數(shù)字化后經(jīng)存儲(chǔ)服務(wù) 器存儲(chǔ)。4路視頻到?？礵vr進(jìn)行存儲(chǔ)，通過(guò)客戶端可以查 詢存儲(chǔ)服務(wù)器上的錄像、同時(shí)也能訪問(wèn)?？礵vr上存儲(chǔ)的錄 像，如圖2。對(duì)于這么多資

4、源類型，如何唯一有序的區(qū)別每一個(gè)資源， 我們采用資源全局唯一編號(hào)的方式.所有的資源有一個(gè)內(nèi)部編號(hào)，這個(gè)內(nèi)部編號(hào)是全局唯一 確定的4個(gè)字節(jié)的數(shù)值，給節(jié)點(diǎn)劃分區(qū)間，4個(gè)字節(jié)的前14 位表示節(jié)點(diǎn)編號(hào)，后18位表示資源編號(hào)。節(jié)點(diǎn)數(shù)量可以達(dá)到 16384，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的資源數(shù)量可以迖到262144?！居?jì)算方法】編號(hào)起始值=x262144+ x2048根據(jù)公式可算出每個(gè)資源類型的起始值，每次新增一個(gè) 資源在上依次的最大值上遞增。資源類型起始序號(hào)從資源類 型定義表中獲得。資源除了全局編號(hào)，還有一個(gè)本地編號(hào)， 如：攝像機(jī)編號(hào)、監(jiān)視器編號(hào)、矩陣的節(jié)點(diǎn)號(hào)等。資源配置 模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)配置與管理系統(tǒng)采用圖形用

5、戶界面操作 方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的配置和傳輸操作管理?？梢詫⑵錇榉謨纱竽?塊：一是同絡(luò)設(shè)備資源數(shù)據(jù)配置，二是通過(guò)數(shù)據(jù)同步將頂級(jí) 節(jié)點(diǎn)配置的資源數(shù)據(jù)完全同步到下級(jí)節(jié)點(diǎn)或底級(jí)節(jié)點(diǎn).其中 資源數(shù)據(jù)配置是通過(guò)界面操作將數(shù)據(jù)發(fā)送給orac le數(shù)據(jù)庫(kù) 進(jìn)行保存，和通常的mis系統(tǒng)一樣。而數(shù)據(jù)的同步需要采用 數(shù)據(jù)同步技術(shù)通過(guò)一定條件得到實(shí)現(xiàn)。針對(duì)“資源配置”這項(xiàng)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)核心，采用樹型 分類的方式進(jìn)行配置，且數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)也是照節(jié)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行資 源的劃分。所以最終采用節(jié)點(diǎn)為對(duì)象來(lái)進(jìn)行用戶信息、用戶 組信息、服務(wù)器信息、矩陣信息、攝像機(jī)信息、編解碼器信 息、監(jiān)視器信息、編解碼器信息、干線信息、dvr信息、設(shè) 備組信息

6、以及攝像機(jī)監(jiān)視器的資源映射的配置。如圖3所示。3配置界面設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)同步模塊實(shí)現(xiàn)當(dāng)多級(jí)平臺(tái)狀態(tài)下，包括mu、sds、ds的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)數(shù) 眾多，不可能針對(duì)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行配置，所以我們需要按照 自頂向下的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，只要在最頂級(jí)節(jié)點(diǎn)將所有的 資源數(shù)據(jù)等配置完畢，就可以按照完全數(shù)據(jù)同步的策略將其 同步到指定節(jié)點(diǎn)，其同步架構(gòu)示意圖如圖1。影響分布式數(shù)據(jù)庫(kù)同步性能的因素?cái)?shù)據(jù)同步的服務(wù)器分布在不同的站點(diǎn)，如何有效、高效 率地并且保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無(wú)誤是數(shù)據(jù)同步研究的關(guān)鍵?？疾煲粋€(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)同步性能的重要因素就是完成一次數(shù) 據(jù)的同步需要的時(shí)間tm ax,下面以最極端的情況來(lái)分析哪 些因素對(duì)tmax有關(guān)，認(rèn)為參與

7、同步的服務(wù)器間互相間都可 以進(jìn)行同步來(lái)考慮。參與同步的服務(wù)器以vi、v2、v3 n來(lái)標(biāo)示，服務(wù)器間的鏈路圖如圖4所示。wij代表服務(wù)器 vi到vj的網(wǎng)絡(luò)帶寬，如圖5所示為服務(wù)器間的網(wǎng)絡(luò)帶寬矩 陣.kij表示從vi服務(wù)器一次同步到vi服務(wù)器的數(shù)據(jù)大小 （單位bit），如圖6所示為服務(wù)器間數(shù)據(jù)同步率矩陣。那么我們可以得出服務(wù)器vi到vj進(jìn)行一次數(shù)據(jù)同步所 需要的時(shí)間為tij=kij/wij那么進(jìn)行一次數(shù)據(jù)同步所需的最大時(shí)間為tmax= （til、tl2tln，t21、2n,，tnl、tn2tnn)tmax表示所有tij中的最大值，為了對(duì)traax進(jìn)行分析從定性的角度，分析滿足一定的條件下，影響tm

8、ax的因素.8t與n的關(guān)系 根據(jù)以上的分析，可以看出主要有3個(gè)方面影響數(shù)據(jù)同步的性能：需要同步的服務(wù)器的個(gè)數(shù)、衡量網(wǎng)絡(luò)性能的網(wǎng)絡(luò) 帶寬b以及每次同步的數(shù)據(jù)量kij，在正常狀態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)的 性能認(rèn)為是穩(wěn)定的，那么主要從另兩個(gè)方面入手來(lái)提高性能 由上面的公式（3）可以看出：第一，可以通過(guò)控制服務(wù)器 的數(shù)目來(lái)提高性能，前提是服務(wù)器數(shù)目在允許的范圍之內(nèi)； 第二，減小數(shù)據(jù)同步率kij，但是不能太小，太小則需要耗費(fèi) 服務(wù)器處理數(shù)據(jù)的時(shí)間，所以應(yīng)在服務(wù)器處理能力允許范e 內(nèi)來(lái)調(diào)整kij。并且后者是影響性能的主要因素。實(shí)現(xiàn)過(guò)程mu的數(shù)據(jù)同步，從sds或ds獲得完整的數(shù)據(jù)庫(kù)文件， 更新本地的數(shù)據(jù)庫(kù)。同步采用ftp

9、服務(wù)完成，即在ds、sds 或者網(wǎng)管服務(wù)器上開(kāi)通ftpse rver，mu作為ftpclient，從 上級(jí)獲取完整的數(shù)據(jù)庫(kù)文件。單獨(dú)實(shí)現(xiàn)一個(gè)用于將數(shù)據(jù)導(dǎo)出的工具，在上級(jí)服務(wù)器上 預(yù)先準(zhǔn)備一個(gè)空的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，然后導(dǎo)出所需節(jié)點(diǎn)的具體數(shù) 據(jù)，插入到這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，比如準(zhǔn)備一個(gè)mudb的空數(shù)據(jù)庫(kù)， 再插入某個(gè)mu的數(shù)據(jù)，生成這個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)文件。在上級(jí)的ftp服務(wù)上，建立各節(jié)點(diǎn)的目錄，不同節(jié)點(diǎn)的 數(shù)據(jù)庫(kù)文件放在不同的目錄下，下級(jí)獲取文件時(shí)，需要指定 節(jié)點(diǎn)和文件。完整的同步策略還需要建立同步的日志，記錄各節(jié)點(diǎn)同 步的時(shí)間、同步的結(jié)果。在mu這一級(jí)，可以增加主動(dòng)同步 的接口，通過(guò)客戶端或網(wǎng)管來(lái)控制，發(fā)送消息

10、給mu，通知 mu從上級(jí)服務(wù)器那里下載數(shù)據(jù)。mu同步下載完數(shù)據(jù)后，發(fā) 送確認(rèn)結(jié)果給上級(jí)服務(wù)器，上級(jí)服務(wù)器確認(rèn)后，記錄日志。執(zhí)行方式采用系統(tǒng)內(nèi)部執(zhí)行同步操作：用戶在ds上配 置完數(shù)據(jù)后，可以通過(guò)客戶端或網(wǎng)管工具通知ds開(kāi)始本地 創(chuàng)建同步數(shù)據(jù)庫(kù)文件。當(dāng)創(chuàng)建完成之后，ds會(huì)將同步時(shí)間、 同步信息寫入同步表中，并將同步標(biāo)志設(shè)置成1，腿或sds 采用每隔一段時(shí)間去獲取標(biāo)志，當(dāng)獲取標(biāo)志1后，內(nèi)部調(diào)用 syntool工具，執(zhí)行同步，完成后，通知ds，ds更新同步表， 將同步標(biāo)志設(shè)置成0。創(chuàng)建同步數(shù)據(jù)文件過(guò)程:ds端啟動(dòng)數(shù)據(jù)同步工具，執(zhí)行 syntool-c-nloo-d chao/chao - tl參數(shù)描述

11、：c表示創(chuàng)建同步數(shù)據(jù)文件。 n表示創(chuàng)建指定節(jié)點(diǎn)的同步數(shù)據(jù)文件。d表示連接的數(shù)據(jù)用戶名和密碼。 t表示要?jiǎng)?chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)文件的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的類型，1 :mu2:sds o注：每個(gè)參數(shù)之間不需要遵循任何順序。如果不加_n參 數(shù)表示創(chuàng)建當(dāng)前庫(kù)里所有節(jié)點(diǎn)的同步數(shù)據(jù)文件。如果不加-1 參數(shù)，表示syntool所在的當(dāng)前目錄下生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件。在 執(zhí)行數(shù)據(jù)同步之前，同步數(shù)據(jù)工具目錄下應(yīng)該具有oracle 和sliqte最原始的建庫(kù)腳本和數(shù)據(jù)庫(kù)文件，同步是在表結(jié) 構(gòu)沒(méi)有改變的前提下。生成同步文件：數(shù)據(jù)同步工具首先根據(jù)節(jié)點(diǎn)編號(hào)，在路 徑建立目錄，然后通過(guò)oracl數(shù)據(jù)庫(kù)篩選出對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)需要的 數(shù)據(jù)，然后在對(duì)應(yīng)目錄下

12、（目錄名稱以節(jié)點(diǎn)名稱命名）創(chuàng)建文 件，將所需要數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成inse rt語(yǔ)句放入腳本中，同時(shí)在 sqlit e中執(zhí)行這些插入語(yǔ)句，生成新的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，如果 之前已有同步文件，將文件改名。正式執(zhí)行同步數(shù)據(jù)：執(zhí)行synt ool-s - i - uoracle - po racle-fmudb800 - tl - dtest/test - n800參數(shù)描述：s表示同步ds數(shù)據(jù)。 iftp的ip地址。 f需要獲取的文件名。 u連接ftp的用戶名。p連接ftp的密碼。t表示要?jiǎng)?chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)文件的當(dāng)前節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的類型，1:職 sds。d表示連接的數(shù)據(jù)庫(kù)用戶名和密碼。注：_d參數(shù)表示連接的當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)用戶名和密

13、碼，當(dāng)-t 參數(shù)為2時(shí)，同步工具將通過(guò)ftp獲取腳本，然后通過(guò) sql?plus執(zhí)行腳本，與參數(shù)為1時(shí)的直接獲取數(shù)據(jù)庫(kù)文 件是有區(qū)別的。同步ds數(shù)據(jù)：用戶在sds或mu上手動(dòng)執(zhí)行syntool, mu 或sds根據(jù)自己的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，獲取ftp目錄和同步文件名， 通過(guò)shell腳本，建立ftp連接，獲取指定的文件，改名備 份之前已有的數(shù)據(jù)文件，文件和路徑命名規(guī)則：創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)文件的路徑，所有 創(chuàng)建的文件都放置在ftp: db下，并且根據(jù)節(jié)點(diǎn)編號(hào)創(chuàng)建目 錄，將文件放置在ftp:dbnodeid。創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫(kù)文件以節(jié)點(diǎn)編號(hào)命名，eg:當(dāng)生成新的同步文件后，將原有的改名備份，改名規(guī)則 為nodeid_年月曰時(shí)分秒.db，eg: 800_。mu或sds獲取到文件后，將以前的文件改名備份，改 名規(guī)則為數(shù)據(jù)文件名_年月 日時(shí)分秒，eg: mudb_xx061 4121212。shell腳本:mu或sds通過(guò)執(zhí)行shell腳本從ftp服務(wù)器上獲取指定同步文件。如圖9所示。2總結(jié)本