圖1 MAS網(wǎng)絡(luò)化訪問模型

2.   多重可靠性設(shè)計(jì) — "穩(wěn)定壓倒一切"

MAS的設(shè)計(jì)目標(biāo)是提供7×24小時(shí)服務(wù)，因此穩(wěn)定和健壯是關(guān)鍵指標(biāo)，MAS在多個(gè)層次采用多種手段提升系統(tǒng)的穩(wěn)定和健壯：

l  底層使用Raid冗余技術(shù)

底層使用Raid5技術(shù)，保證存儲(chǔ)空間的冗余保護(hù)。在發(fā)生單個(gè)磁盤損壞時(shí)可利用Raid5技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，避免MAS的元數(shù)據(jù)和多媒體數(shù)據(jù)遭到損壞。

l  數(shù)據(jù)區(qū)和元數(shù)據(jù)區(qū)操作分離

在視頻監(jiān)控?cái)z像頭產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)面前，普通的桌面級(jí)文件系統(tǒng)無論在穩(wěn)定性還是性能上都將面臨極大的問題，頻繁、異徑且大量并發(fā)的文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)區(qū)的訪問將會(huì)導(dǎo)致其難以承受。MAS系統(tǒng)對多媒體數(shù)據(jù)的訪問和元數(shù)據(jù)的訪問作出了嚴(yán)格的控制，元數(shù)據(jù)只能由MAS的管理者–MAS Manager Server操作，多媒體數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者和使用者被嚴(yán)格禁止操作元數(shù)據(jù)。多媒體數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)區(qū)的操作分離可以保證MAS Manager Server萬一發(fā)生故障或宕機(jī)，不會(huì)影響多媒體數(shù)據(jù)的正常訪問，媒體數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者還可以繼續(xù)存入數(shù)據(jù)，媒體數(shù)據(jù)的訪問者還可以繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)。

l  對元數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行冗余保護(hù)

MAS同時(shí)對元數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行了冗余設(shè)計(jì)，當(dāng)發(fā)生不可預(yù)料的異常時(shí)，系統(tǒng)可根據(jù)MAS元數(shù)據(jù)區(qū)的冗余信息找到正確的元數(shù)據(jù)。例如，由于某種原因MAS Manager Server發(fā)生了掉電，其對元數(shù)據(jù)區(qū)的操作可能只是部分完成，此時(shí)元數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，MAS Manager Server重新上電后會(huì)自動(dòng)根據(jù)冗余信息找出正確的狀態(tài)，保證MAS系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.   共享塊存儲(chǔ) — 揚(yáng)長避短

MAS對H3C原有塊存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行了擴(kuò)展設(shè)計(jì)，使得一個(gè)MAS卷可同時(shí)為多個(gè)媒體資源的生產(chǎn)者使用，空間共享并可按需要擴(kuò)展或縮小。為了減少對元數(shù)據(jù)的訪問，MAS將基本存儲(chǔ)塊擴(kuò)展到適合視頻數(shù)據(jù)的256M Bytes（文件系統(tǒng)通常為幾十K~幾M），256M的基本存儲(chǔ)塊可進(jìn)一步細(xì)分為適合圖片數(shù)據(jù)的16M Bytes。媒體數(shù)據(jù)的生產(chǎn)者和使用者在數(shù)據(jù)操作時(shí)無需訪問元數(shù)據(jù)區(qū)，只在存儲(chǔ)空間需要擴(kuò)大或縮小的時(shí)候通過MAS Manager Server訪問元數(shù)據(jù)區(qū)，極大的降低了對元數(shù)據(jù)區(qū)的訪問。

4.   數(shù)據(jù)關(guān)系矩陣 — 智能應(yīng)用整合

數(shù)據(jù)關(guān)系矩陣解決的核心問題是多媒體數(shù)據(jù)本身與其他系統(tǒng)產(chǎn)生的針對多媒體數(shù)據(jù)的表述信息建立對映關(guān)系。比如基于IMOS的監(jiān)控系統(tǒng)所產(chǎn)生的關(guān)于車流的視頻和車牌識(shí)別系統(tǒng)識(shí)別的車牌號(hào)。MAS系統(tǒng)中這種對映關(guān)系可精確到幀組級(jí)別，后續(xù)可根據(jù)表述信息快速定位到多媒體數(shù)據(jù)的具體位置，也可以根據(jù)多媒體數(shù)據(jù)快速獲取相應(yīng)的表述信息。

圖2 MAS應(yīng)用整合模型

l  應(yīng)用舉例1 — 視頻標(biāo)簽：

城市重要道路的視頻監(jiān)控中，對于重要路口通常會(huì)有民警實(shí)時(shí)查看，民警可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)控界面隨時(shí)為視頻添加標(biāo)簽，例如：民警可以描述此路口的交通實(shí)時(shí)擁堵情況，紅綠燈放行情況。事后民警可根據(jù)標(biāo)簽信息調(diào)取相應(yīng)視頻進(jìn)行分析，優(yōu)化車道設(shè)置、紅綠燈放行時(shí)間設(shè)置以達(dá)到優(yōu)化交通的目的。

l  應(yīng)用舉例2 — 智能整合應(yīng)用：

目前視頻智能分析工具雖然很多，但是這些工具基本都是針對某種場景，通過MAS可以將多種智能分析工具整合起來。比如：智能分析工具A為車牌識(shí)別系統(tǒng)，智能分析工具B為周界檢測系統(tǒng)，如果要在一段視頻中找出紅色小汽車進(jìn)入某個(gè)周界的視頻，目前的智能分析工具是相互獨(dú)立的，對此無能為力。如果使用MAS系統(tǒng)，可先使用智能分析工具A 分析視頻中包含紅色小汽車的視頻，然后使用智能分析工具B分析包含紅色小汽車的視頻，從而得到準(zhǔn)確符合用戶需求的視頻。MAS也可以在已經(jīng)經(jīng)過多種智能分析工具分析的視頻中用組合邏輯查找相應(yīng)的視頻信息，例如：可以查找汽車進(jìn)入某個(gè)周界或/且有紅色小汽車的視頻。

二、MAS架構(gòu)

MAS設(shè)計(jì)秉承IMOS的抽象、開放、分層的設(shè)計(jì)原則。

抽象：MAS抽象出各種物理存儲(chǔ)資源（如：磁盤、CF卡）的共性特征，并將其封裝為統(tǒng)一的讀、寫、查接口。例如：資源的使用者（如：編碼器）無需感知物理存儲(chǔ)資源，也無需感知是本地還是遠(yuǎn)程物理存儲(chǔ)設(shè)備，使用統(tǒng)一的接口即能訪問所有類型的物理存儲(chǔ)資源。

開放：MAS無論對系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)元還是系統(tǒng)外網(wǎng)元都提供標(biāo)準(zhǔn)的訪問方式，對內(nèi)為讀、寫、查接口，對外為標(biāo)準(zhǔn)的RTSP/RTP等訪問接口?？梢院苋菀椎耐ㄟ^開放接口開發(fā)IMOS應(yīng)用以及和外系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)擴(kuò)展。

分層：MAS內(nèi)部架構(gòu)的分層設(shè)計(jì)降低了內(nèi)部模塊之間耦合度，提升了MAS系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及可移植性。基于這些分層的設(shè)計(jì)可以便捷的開發(fā)基于MAS的應(yīng)用，以及擴(kuò)展MAS內(nèi)部的功能。

MAS架構(gòu)如下圖所示：

圖3 MAS架構(gòu)

l  流媒體應(yīng)用層

實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)流媒體協(xié)議，如：RTSP/ RTP等，對外展現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)流媒體接口。提供標(biāo)準(zhǔn)流媒體服務(wù)，外部系統(tǒng)可通過標(biāo)準(zhǔn)流媒體方式訪問MAS系統(tǒng)內(nèi)的多媒體數(shù)據(jù)。

l  生命周期管理

MAS統(tǒng)一管理系統(tǒng)中的所有多媒體數(shù)據(jù)，可根據(jù)用戶靈活配置的策略進(jìn)行生命周期管理，如：留存期管理、抽幀備份、歸檔等。通過對多媒體數(shù)據(jù)的生命周期管理，最大限度的利用存儲(chǔ)空間以及保留重要信息，為用戶有效降低對存儲(chǔ)空間的投資。

l  媒體數(shù)據(jù)直接訪問接口層

MAS系統(tǒng)提供多媒體數(shù)據(jù)的直接訪問接口，主要是在多媒體系統(tǒng)中其他網(wǎng)元訪問存儲(chǔ)資源時(shí)使用，多媒體數(shù)據(jù)對應(yīng)的特征數(shù)據(jù)都在此接口進(jìn)行封裝。接口對存儲(chǔ)資源的使用者抽象成讀、寫、查三類接口，簡單易用。使用者無需關(guān)心存儲(chǔ)資源的類型、訪問差異及數(shù)據(jù)組織方式。

l  數(shù)據(jù)組織層

數(shù)據(jù)組織層負(fù)責(zé)多媒體存儲(chǔ)格式、維護(hù)多媒體數(shù)據(jù)和智能特征數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。關(guān)系組織結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖4 數(shù)據(jù)組織關(guān)系模型

為適應(yīng)圖4所示的數(shù)據(jù)關(guān)系矩陣，MAS對多媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式進(jìn)行了針對性設(shè)計(jì)，多媒體數(shù)據(jù)區(qū)可動(dòng)態(tài)建立擴(kuò)展索引關(guān)系，利用擴(kuò)展索引可關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的多媒體特征或相關(guān)表述信息。MAS中設(shè)計(jì)的擴(kuò)展索引非常靈活，通過擴(kuò)展索引可以關(guān)聯(lián)到數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)庫、URL、文件系統(tǒng)中的文件、甚至是物理地址。

l  存儲(chǔ)資源屏蔽層

存儲(chǔ)資源屏蔽層的作用是抽象存儲(chǔ)資源的訪問，屏蔽存儲(chǔ)資源的差異。無論真正的存儲(chǔ)資源是本地磁盤、CF卡、IPSAN、還是FC SAN存儲(chǔ)資源的使用者都不需關(guān)心。通過"媒體數(shù)據(jù)直接訪問接口層"為用戶提供統(tǒng)一的訪問接口。

l  物理資源層

真正的物理資源，如磁盤、CF卡、IPSAN等物理存儲(chǔ)資源。

l  MAS管理

整個(gè)MAS系統(tǒng)的管理者，也是系統(tǒng)中的存儲(chǔ)資源和多媒體數(shù)據(jù)的管理者，負(fù)責(zé)元數(shù)據(jù)區(qū)的維護(hù)。為存儲(chǔ)資源的管理員提供各種管理手段，如：動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、縮小存儲(chǔ)資源，存儲(chǔ)資源的上下線等。

三、結(jié)束語

對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)而言，存儲(chǔ)非常關(guān)鍵。隨著視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化不斷深入，規(guī)模不斷擴(kuò)大，智能應(yīng)用的逐漸實(shí)施，傳統(tǒng)的普適性文件系統(tǒng)將會(huì)越來越力不從心。針對視頻監(jiān)控特點(diǎn)開發(fā)專業(yè)存儲(chǔ)系統(tǒng)是視頻監(jiān)控大聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的必然趨勢。

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