Автор:
Мобильные технологии, системы отказоустойчивости и прочие тренды систем IP-видеонаблюдения
Продолжение. Начало в № 3–6–2013, № 1–3–2014 «Любая достаточно развитая технология неотличима от волшебства». Артур Кларк Новые технологии неизбежно приходят в нашу жизнь, и если пару веков назад научно-технический прогресс продвигался буквально со скоростью улитки и для внедрения малейших изменений требовалось несколько поколений жизни людей, то сейчас ситуация обратная и в течение жизни одного человека происходит смена нескольких технологических поколений. Это приводит нас к мысли, что необходимо постоянно учиться и осваивать новые технологии и методы, для того чтобы иметь конкурентоспособное и экономически эффективное предложение для своих клиентов. В целом IP-видеонаблюдение можно рассматривать как один из специализированных сегментов IT-отрасли в силу того, что весь мир становится цифровым и IT-технологии проникают во все отрасли и сферы нашей жизни. Попробуем ввести поэлементную классификацию и разбить обзор на смежные сферы с точки зрения применяемых для построения систем IP-видеонаблюдения элементов. Итак, из чего состоит или чем отличается любая система IP-видеонаблюдения: 1. IP-видеокамеры. 2. Видеоаналитические алгоритмы и детекторы. 3. Сети питания, связи и передачи данных. 4. Компьютерное оборудование для обработки цифровых видеопотоков. 5. Архитектура построения систем. 6. Подсистема хранения данных. 7. Интегрированные подсистемы (СКУД, ОПС и т. д.). 8. Системы визуализации и отображения. 9. Мобильные технологии, системы отказоустойчивости и прочие тренды систем IP-видеонаблюдения. Мы рассмотрели уже несколько пунктов из этого списка, сегодня дошла очередь до приложений и технологий, которые только внедряются или уже активно и широко применяются, например, мобильные технологии, системы отказоустойчивости и прочие тренды в области систем IP-видеонаблюдения. Так или иначе IP-видеонаблюдение следует за движением ИТ-рынка, а в свете наметившейся конвергенции между ИТ-компаниями и традиционными безопасниками логично, что появление новых трендов в сфере ИТ будет непосредственно влиять на отрасль безопасности и тем интереснее, какое отражение и развитие получат разработки из ИТ-сферы на рынке безопасности в целом и в области видеонаблюдения в частности. В предыдущих статьях мы рассмотрели довольно много различных технологий, нашедших применение в области видеонаблюдения применительно к различным элементам и подсистемам, составляющим систему IP-видеонаблюдения или сетевого видео. В данной статье я хочу остановиться более подробно на пяти, с одной стороны, общих, с другой – прикладных технологиях и идеях, набирающих обороты в области видеонаблюдения. 1. Облака и виртуализация. 2. Построение отказоустойчивых систем. 3. Развитие VMS на открытых операционных системах. 4. Что значит концепция «открытой платформы». 5. Распространение «мобильных» приложений в видеонаблюдении. Облака и виртуализация Так уж повелось, что наибольший интерес со стороны публики и СМИ вызывают технологии, находящиеся в стадии инновационного роста и становления. Когда же технология становится зрелой и более-менее распространенной на рынке, обсуждение смещается в специализированные форумы и издания. Похожая история произошла с виртуализацией, что же это такое? Виртуализа́ция – это предоставление набора вычислительных ресурсов или их логического объединения, абстрагированное от аппаратной реализации и обеспечивающее при этом логическую изоляцию вычислительных процессов, выполняемых на одном физическом ресурсе. Примером использования виртуализации является возможность запуска нескольких операционных систем на одном компьютере, притом каждый из экземпляров таких гостевых операционных систем работает со своим набором логических ресурсов (процессорных, оперативной памяти, устройств хранения), предоставлением которых из общего пула управляет хостовая операционная система или гипервизор. Виртуализации могут быть подвергнуты сети передачи данных, сети хранения данных, платформенное и прикладное программное обеспечение (ПО). Тем самым обеспечивается независимость программной (виртуальной) среды, в которой выполняется прикладное ПО, от физической. Это открывает широкие просторы для так называемых виртуальных машин, виртуализации ресурсов и виртуализации приложений – трех основных областей применения виртуализации.
Рисунок 1 – Пример виртуализации на базе двух физических серверов Для видеонаблюдения виртуализация – это возможность как более эффективного использования существующих ресурсов при независимой системе, так и возможность задействования общих вычислительных ресурсов предприятия для задач видеонаблюдения при совместном использовании инфраструктуры, например, в пиках нагрузки. Облачные вычисления – это, можно сказать, частный случай виртуализации, примененный с новой парадигмой использования аппаратных ресурсов, а именно предоставление части инфраструктуры в аренду (вычислительных ресурсов и ресурсов передачи и хранения данных) для нужд сторонней компании, например, для видеосистемы. Идея на практике выглядит так: пользователь устанавливает у себя видеокамеры (приобретает или берет в аренду у организатора облака), а все ресурсы по передаче видеоданных, обработке, хранению и предоставлению доступа к архиву в качестве услуги предоставляет сторонняя компания, на территории которой находятся серверы и хранилища (парадигма VSaaS – видеонаблюдение как сервис).
Рисунок 2 – Схематичное изображение облачного видеонаблюдения На сегодня существует довольно много облачных сервисов разного качества и с разной системой тарификации, начиная от «домашних» на уровне местного регионального провайдера и заканчивая специализированными сервисами, работающими только с юридическими лицами. Однако всех их объединяет несколько свойств: 1. Распространение подобных сервисов зависит от наличия высокоскоростного широкополосного доступа, а видеотрафик, тем более с нескольких мегапиксельных камер, как известно, «тяжел». 2. Ответственность за хранение видео, за доступ к нему и его сохранность лежит полностью на сторонней организации и ее сотрудниках и в итоге вашей готовности впустить в дом или офис сторонние глаза и уши. 3. При сбое у провайдера интернета, если этот вариант не был предусмотрен на этапе внедрения и найдено решение, запись будет прервана, т. е. объект останется без присмотра и документирования происходящих на нем событий. 4. Пользователю придется оплачивать не только сам доступ к интернету, но и дополнительный сервис по хранению видеоархива, что не всегда бывает выгодно при средне- и долгосрочном горизонте планирования по сравнению с приобретаемой системой. 5. У крупной организации есть возможность сделать свое собственное облако для видеонаблюдения, т. е. фактически внедрить видеосистему на базе web-технологий. Особняком стоят облачные сервисы типа ezNUUO.com – фирменного сервиса от производителя ПО и оборудования для видеонаблюдения, целью которых является упрощение процесса настройки доступа через интернет к системе видеонаблюдения. Соответственно, при использовании такого сервиса нет необходимости делать сложные настройки в маршрутизаторе, «прокидывать» порты и настраивать шлюзы безопасности для просмотра видео через интернет. Важной особенностью является то, что не нужен «белый» статический IP-адрес, так как не все провайдеры связи предоставляют такую услугу, которая зачастую стоит дополнительных денег. Схема работы проста, после регистрации вашего NVR или сервера с ПО на странице настроек можно напрямую зайти на сайт www.ezNUUO.com или включить мобильное положениеiViewer и, воспользовавшись этим бесплатным сервисом, получить доступ к вашему серверу или NVR для просмотра видео или воспроизведения архива из любой точки мира. Широкое внедрение систем отказоустойчивости Одновременно с популяризацией систем видеонаблюдения встает вопрос о надежности таких систем, особенно для объектов особой важности, где система должна работать всегда в режиме 24/7/365. Для жесткого диска существует возможность повышения производительности и отказоустойчивости – использование RAID в зависимости от того, что важнее для конкретной системы, при этом можно выбирать между уровнями RAID-систем, довольно гибко выбирая соотношение производительности и надежности. Как же быть, если у вас IP-видеосистема из большого количества серверов и вам необходимо увеличить надежность? Что является наиболее важным критерием для систем 24/7/365, т. е. систем круглосуточной работы, коими являются системы безопасности и, в частности, системы видеонаблюдения? Можно пойти двумя путями – через виртуализацию (кластеризацию) или выбор системы, которая имеет встроенную реализацию отказоустойчивости, рассмотрим оба варианта. Отказоустойчивость на базе кластера. Одним из плюсов виртуализации является возможность кластеризации – объединение нескольких однородных элементов, например серверов, которое может рассматриваться как самостоятельная единица, обладающая определенными свойствами, а именно избыточностью ресурсов. Некоторые платформы, например Crystal, позволяют переносить виртуальную машину с одного физического сервера на другой, не прекращая ее работы, т. е. осуществлять процесс миграции.
Рисунок 3 – Отказоустойчивая структура на базе кластера Отказоустойчивость на уровне приложения. В этом случае программно-аппаратный комплекс, используемый для видеонаблюдения, должен иметь возможность заменять вышедший из строя сервер своими силами, т. е. функция отказоустойчивости должна быть заложена и реализована разработчиками. При выборе системы, обладающей механизмом отказоустойчивости, нужно обратить внимание на характеристики: – надежность, характеризуется структурой и архитектурой реализации отказоустойчивости; – время срабатывания, характеризуется скоростью запуска запасного сервера; – стоимость, характеризуется совокупностью факторов.
Рисунок 4 – Разница в реализации отказоустойчивых структур на базе приложения Рассмотрим схему работы серверов отказоустойчивости на примере системы, состоящей из 32 серверов записи (Recording) и 4 серверов отказоустойчивости (Failover). В первом случае используется структура отказоустойчивости N+1, когда встроенная функция Failover Server позволяет вводить 1 запасной сервер в серверную группу из ограниченного количества серверов, как правило, не более восьми. При этом в случае выхода из строя сервера в группе запасной сервер может взять на себя запись камер с вышедшего из строя. Главная проблема этой схемы в том, что зачастую серверы вводятся в строй группами, т. е. время наработки на отказ каждого сервера в группе одинаково. Это значит, что и вероятность выхода из строя нескольких серверов в один промежуток времени высока. Это значит, что при структуре N+1 при выходе из строя второго сервера IP-камеры «повиснут в воздухе» т. е. запись вестись не будет и произойдет потеря видеоархива, как иллюстрирует левая схема на рисунке 4. Во втором случае структура N+M, правая схема на рисунке 4, позволяет не разделять рабочие и запасные серверы на группы, что обеспечивает повышенную надежность. То есть при выходе из строя первого рабочего сервера нагрузку берет первый север отказоустойчивости, при выходе второго – следующий запасной север готов к работе. Несложно увидеть, что надежность такого решения на несколько порядков выше. Наиболее интересным выглядит решение, когда можно сочетать и комбинировать эти отказоустойчивые серверы как на базе кластеризации (виртуальных машин), так и на базе приложения, как, например, в АПК Crystal Titan, который полностью поддерживает оба варианта реализации повышения надежности и отказоустойчивости, что позволяет не идти на компромиссы при проектировании отказоустойчивых систем IP-видеонаблюдения. Развитие VMS на открытых операционных системах Все большее количество опросов показывает, что доля свободного ПО растет быстрыми темпами, так же как и Open Source.Что такое свободное программное обеспечение? Это означает право пользователя свободно запускать, копировать, распространять, изучать, изменять и улучшать его, например, Linux. Как антипод свободного ПО изучим определение несвободного (проприетарного ПО) – это ПО, являющееся частной собственностью авторов или правообладателей и не удовлетворяющее критериям свободного ПО (при этом открытого исходного кода недостаточно). Проприетарное ПО, как правило, имеет ограничение на коммерческое распространение, изучение и модификацию, а также на распространение, например, Windows. Существуют также и промежуточные варианты, предполагающие открытый исходный код, но при этом правообладателем является одна компания и работа с этим ПО предполагает покупку годовой подписки для доступа к техподдержке 24/7, например, Red Hat Enterprise Linux. Небольшое распространение Linux на рынке десктопов (около 2%) обусловлено относительно сложной установкой и широкой распространенностью Windows и десктопных приложений типа электронной почты, приложений для работы с документами и конструирования. С другой стороны, в среде мобильных приложений на первом месте разработанная компанией Google на базе Linux операционная система Android для мобильных платформ, которая занимает 85% рынка (согласно отчету Strategy Analitics за 2-й квартал 2014 года). Также Linux очень распространена как ОС для интернет-серверов (около 60%) и на рынке суперкомпьютеров 93,8%. В сегменте корпоративных серверных ОС Microsoft Windows Server пока занимает лидирующие позиции, но доля Linux-base систем прирастает быстрыми темпами благодаря нескольким ключевым причинам: – низкие затраты на внедрение благодаря отсутствию стоимости самой лицензии или небольшой плате за доступ к техподдержке 24/7; – быстрое развертывание благодаря отсутствию «лишних» программ и функций; – отсутствие массовых вирусов, так как каждая сборка уникальна; – высокое быстродействие за счет внутренней оптимизации; – эффективность, что позволяет запускать ОС даже на старых серверах. Это позволяет предположить, что крупные заказчики, вероятнее всего, будут выбирать более производительную и надежную операционную систему, созданную по идеологии свободного ПО. Интересно, что события, похожие на те, что происходили рынке ОС для мобильных телефонов, могут произойти и на рынке десктопных систем, например, построенная на Linux Chrome OS быстро набирает обороты. Ее создатель, компания Google, утверждает, что это все, что вам нужно в 21-м веке, – это web-браузер, программное обеспечение как услуга, инфраструктура как услуга и простой Linux-браузер для запуска всего этого. Учитывая количество новых хромбуков от именитых производителей, похоже, что Google что-то знает. В видеонаблюдении наибольшую распространенность получили специально собранные Linux-based системы на базе специализированного «железа» с интегрированной системой видеонаблюдения и новые разработки в виде готовой виртуальной машины на Linux, которая может быть быстро развернута даже не специалистами по Linux ОС. Такое решение позволяет обойти дефицит Linux-специалистов и воспользоваться всеми преимуществами самого надежного решения на самой надежной и эффективной ОС.
Что значит концепция открытой платформы При попытке выбора системы для управления видео (VMS – videomanagementsystem) вы столкнетесь с так называемыми открытыми платформами. Важно понимать, что стоит за словосочетанием «открытая платформа». Это словосочетание не имеет ничего общего с открытой операционной системой Linux, известной на рынке IT, так как исходный код никто вам не откроет и свободно копировать и распространять не разрешит. Открытая платформа в сфере безопасности – это на деле некое условное обозначение, показывающее, что вам будет бесплатно предоставлен SDK, позволяющий взаимодействовать с VMS, запрашивая видеопотоки и передавая тревожные сообщения со сторонних систем, т. е. вы можете достаточно открыто взаимодействовать с видеосистемой. При этом некоторые компании – разработчики VMS не афишируют дополнительные платежи. Они продвигают идею платежа за апгрейд уже проданной системы. То есть получается, что вы приобрели продукт, но при этом доступа к обновлениям у вас нет. Самое интересное, что обновляться вы не можете, даже если в продукте обнаружены проблемы и «баги». Очень жаль, что таким способом «законного отъема денег у населения» часто пользуются компании, находящиеся в топе в своем сегменте рынка. Не обошла такая тенденция и рынок VMS, причем платежи являются, по сути, обязательными, так как в случае остановки этих платежей вы лишаетесь поддержки. При обращении в техническую поддержку вам первым делом предложат обновиться до текущей версии. То есть замкнутый круг. В любом случае при планировании системы видеонаблюдения обязательно уточните у вашего поставщика стоимость не только покупки, но и владения системой. Выбор вендора, у которого нет дополнительной платы за обновление, позволит оптимизировать бюджет на обслуживание системы, что, несомненно, повлияет на TCOи ROI. Мобильный интернет и мобильные клиенты Один из главных трендов в мире – взрывной рост использования мобильного интернета, связано это со снижением стоимости смартфонов и планшетов, а также в связи с улучшением качества мобильного интернета, в том числе внедрением 4G или LTE. Наиболее популярными являются мобильные устройства (планшеты и смартфоны, а также фаблеты) под управлением операционных систем Androidи iOS, так как именно эти две мобильные ОС вместе занимают более 96% рынка. Однако справедливости ради необходимо отметить, что доля мобильной операционной системы от Google составляет порядка 80% и продолжает быстро расти. Такой рост количества смартфонов и планшетов приводит к тому, что эти устройства используются для оперативного мониторинга объекта через специализированные приложения от производителей систем видеонаблюдения. Действительно, на сегодня каждый уважающий себя вендор имеет мобильный клиент для удаленного мобильного доступа. Попробуем разобраться, какие функции обязательно должны быть в мобильном клиенте: 1. Возможность отображения видео с нескольких камер на одном экране. 2. Двусторонний аудиоканал в том числе для организации мобильного «видеодомофона». 3. Просмотр видеоархива, в том числе быстрый через лист тревог. 4. Просмотр и управление I/O для удаленного контроля исполнительных устройств и извещателей на объекте. 5. Возможность быстрого поиска устройства через облако производителя (даже не зная IP-адрес). Назначение и необходимость этих функций не вызывает сомнений. К сожалению, хотя каждая из них не уникальна, встретить их все вместе можно далеко не у всех производителей.
Рисунок 5 – Пример экранов меню мобильного приложения для iOS Как правило, мобильные приложения от производителей видеооборудования бесплатны, что позволяет скачать и протестировать функции приложения до покупки NVR либо почитать информацию на сайте разработчика. Итак, IP-видеонаблюдение прочно вошло в нашу жизнь и совершенно определенно будет завоевывать рынок и дальше с одновременным удешевлением IP-оборудования и расширением функциональности. Аналоговое оборудование осталось на задворках истории и на объектах, где установка видеонаблюдения просто формальность. При этом наблюдается явный интерес к видеосистемам со стороны традиционных игроков ИТ-рынка – поставщиков и интеграторов. При этом и традиционные инсталляторы видеосистем уже расширили предложение за счет IP-видеосистем, а многие перешли на применение полностью IP-видеосистем в силу их экологичности, быстроты монтажа, гибкого и широкого функционала. IP-видеонаблюдение, находясь фактически на стыке классической безопасности с точки зрения видеокамер, объективов и ИТ-рынка с точки зрения хранения и передачи данных, вслед за развитием электроники бурно развивается, впитывая все новые тренды. Системы усложняются, и зачастую за маркетинговыми уловками сложно выявить суть и разобраться в том, что действительно нового предлагается, что может быть вам полезно. Насколько те или иные тенденции окажутся стабильными, покажет время, нам же это даст возможность подобрать систему, используя наиболее востребованные и интересные. В серии из девяти статей я постарался разобрать основные технологические моменты, присущие современным системам IP-видеонаблюдения. Способ рассмотрения всей системы IP-видеосистемы по элементам, ее составляющим, оказался довольно прост и эффективен, и вы всегда можете найти статью по интересующей вас части согласно перечню в начале. Надеюсь, что данная серия статей поможет вам сориентироваться в современных тенденциях и будет вам полезна.
Внимание! Копирование материалов, размещенных на данном сайте допускается только со ссылкой на ресурс http://www.tzmagazine.ru