IP監(jiān)控網絡的設定,是工程商們執(zhí)業(yè)過程中,常感力不從心之處,而網絡環(huán)境節(jié)點的布建,又更是復雜的 領域,畢竟,網絡架構的多元,常令工程商深感困惑,究竟怎么樣的環(huán)境,該采用怎么樣的網絡節(jié)點架構呢?本文將提供讀者不同的網絡型態(tài),分析適用的監(jiān)控環(huán) 境,以提升IP監(jiān)控的工程質量。
常見的網絡儲存設備類型
目前,工程上常見的網絡儲存設備,依據組織方式和在不同網絡節(jié)點下的解決方案,大致上可以分為數字錄像主機(DVR)、直連式儲存裝置(DAS)與網絡連接儲存裝置(NAS)三種:
數字錄像主機(DVR)
單機式數字錄像主機(DVR)是運作高質量數字影像監(jiān)控系統(tǒng)中最簡單、最經濟的方式。它們體積輕巧,而且只需再加上攝影機就可正常運作。
對于不需要或沒有資源來管理較復雜的網絡監(jiān)控系統(tǒng)來說,DVR是最適合的解決方案。DVR系統(tǒng)通常運作使用相當方便,所以現場的操作人員即可輕松檢視錄像儲存的影片、進行例行維護和數據管理工作,該款設備在網絡安裝上,是節(jié)點限制最低的設備。
直連式儲存裝置(DAS)
DAS是把儲存裝置直接鏈接至DVR或NDVR。DAS可以內部附接(磁盤驅動器內建在DVR),或是透過多種外接式數組儲存(RAID)互連,透過SCSI、USB或eSATA適配卡進行外部連接。
此類設備成本較高,加上RAID體積大又笨重。然而,外接式DAS能提高儲存容量和擴充能力,卻不是DVR所能比擬。
同時,外接式DAS機殼可以提供的磁盤驅動器槽位數,比內建式硬盤槽的DVR多更多,如果需要更多磁盤驅動器,外接式DAS機殼可以用串鏈方式,提高可用的儲存容量,而且這種儲存方式,對于網絡設置節(jié)點,可以方便用戶透過網絡TCP/IP架構進行影像錄像存取。
網絡連接儲存裝置(NAS)
NAS類似小型的網絡服務器,協(xié)助檔案透過TCP/IP在網絡加以儲存,并運用NFS或CIFS檔案層級通訊協(xié)議。NAS布署和維護采用IP和Ethernet通訊協(xié)議時,只需少數IT人員就可管理NAS。
和外接式DAS的機箱一樣,NAS中包含多個磁盤驅動器槽,使用者能選擇最佳的RAID光驅組態(tài),在效能、容量和故障容忍度之間維持相當的平衡。一旦容量不夠, NAS能輕松新增外接式儲存裝置模塊,這種設備在網絡節(jié)點的布置,屬于較能靈活運用的一種。
工程商或許會納悶,到底在網絡上,除了DVR是很直觀的網絡節(jié)點設備外,其它如DAS、NAS甚至是SAN這些網絡儲存裝置,應該怎么布建,才能發(fā)揮設備最大的效益呢?
在決定錄像儲存設備放置節(jié)點前,儲存設備所在的網絡環(huán)境,也是工程商須認識與了解的一環(huán),而網絡架構拓樸的訂定,又是業(yè)界經常討論的一部分。
網絡節(jié)點大觀園
網絡拓樸可以定義網絡架構,拓樸包含兩層含義:一為實體拓樸,就是纜線(媒體)的實際布置情形,另一個就是邏輯拓樸,主要用來定義主機如何存取媒體數據的方法。
一般所用的實體拓樸是總線、環(huán)狀、星狀、延伸式星狀、階層式與網狀等。這些網絡架構通常都會存在于影像監(jiān)控網絡環(huán)境中,因此工程商有必要了解不同的網絡節(jié)點架構。這些基礎的先備知識,將用來判斷與決定錄像設備在網絡環(huán)境的位置安排,一般常見的拓樸架構如下:
星狀架構
星 狀架構的網絡集線器(Hub)會將網絡各個節(jié)點(設備)連結起來,以轉接網絡訊號。Hub的類型眾多,埠數上以4、8、12、16及24個埠較多。所謂端口 (Port)即為訊號進入或發(fā)出點,類似監(jiān)控網絡協(xié)議層中,所定義的影像及控制數據存取點(Access Point)。[nextpage]
目前的技術已進步到能提供150Mbps以上的交換式集線器(Switching Hub)。透過這種Hub可以順利完成一個星狀拓樸架構,而錄像儲存設備也可以輕而易舉的放置在任何節(jié)點上。
有另外一種延伸式星狀拓樸,主要用來連結各個不同小星狀拓樸的交換集線器/交換器。用戶可以延伸監(jiān)控網絡的長度和大小,也可以擴充網絡錄像儲存設備的放置節(jié)點。
延伸式星狀拓樸是重復性的星狀拓樸結構,每一個鏈接到中央節(jié)點的節(jié)點也同時是另一個星狀結構的中心。就實際觀點而言,延伸式星狀拓樸是核心星狀拓樸的一種,每一個核心拓樸的末端節(jié)點,都是本身星狀拓樸結構的中心。
這種結構的優(yōu)點是,縮短布線,并限制需與任何一個中央節(jié)點相連的設備數目,一方面節(jié)省線材的布建成本,另一方面,設備的有限鏈接,將提升網絡環(huán)境的工作效率。
環(huán)狀架構
環(huán)形網絡架構有延伸的部份,即是雙環(huán)狀拓樸,在監(jiān)控網絡觀點上,雙環(huán)狀拓樸是由兩個同心環(huán)組成,各環(huán)只連結到其相鄰的環(huán)鄰接點,兩個環(huán)并未連接在一起。實際看起來雙環(huán)狀拓樸與單環(huán)狀拓樸相同,只不過雙環(huán)狀有第二個重復的環(huán),用來連接相同的設備。
換句話說,為了提供監(jiān)控與網絡儲存的可靠性與彈性,每一個網絡的設備也都是兩個獨立環(huán)狀拓樸的一部份,這種備用機制,也是另一種網絡環(huán)境的應用。
總線架構
這 種拓樸的主要設備允許主機加入或搭上單一的共享媒體。主要好處就是,所有主機彼此相連,因此能夠直接通訊聯(lián)系;而缺點則是,總線拓樸可以讓所有網絡監(jiān)控 設備,都可以看見錄像儲存設備的訊號,能將所有影像信息傳送到所有的監(jiān)控主機上。階層式拓樸的架構,類似延伸式星狀拓樸的制成方法,該系統(tǒng)不將集線器/交 換器連結在一起,而是連結到控制拓樸數據流量的計算機上。
樹狀拓樸與延伸式星狀拓樸類似,最主要的差別在于它不使用一個中央節(jié)點,而是使用干線節(jié)點,將分枝連接到其他節(jié)點。
樹狀拓樸有兩種:二進制樹狀結構(各節(jié)點分成兩個鏈結);及主干樹狀結構(主干網絡干線有分枝節(jié)點,鏈結掛在分枝上,再分布出去)。
網狀架構
網狀拓樸是用在絕對不允許有通訊中斷的情形,道路監(jiān)控的控制系統(tǒng),即是很實際的例子。用戶可以看到各監(jiān)控主機各自與其他所有主機連接的狀況。這可以反映出因特網的設計、因特網有多條路徑連到任何一個位置上。
這種拓樸結構可讓影像信息沿多條信道流動,貫穿整個網絡,方便信息的存取。然而只要超過少數幾個攝影機或監(jiān)控工作站及DVR節(jié)點后,鏈結的媒體量,常常會超過網絡的乘載量。
不規(guī)則狀架構
不規(guī)則狀拓樸也較少見于監(jiān)控系統(tǒng)的錄像設備節(jié)點架構,原因在不規(guī)則狀網絡拓樸中,鏈結與節(jié)點之間沒有明顯的布線模式,每一條線路都可以從四面八方的節(jié)點拉出。這種布線結構通常都是網絡環(huán)境較單純,早期建構的階段,或是網絡架構規(guī)劃不甚完善時期。
蜂巢式架構
該結構的拓樸架構可以看成是「節(jié)點的研究」。實際上,拓樸網絡架構是由節(jié)點(點)及鏈路(線)所組成,這兩者之間經常有相輔相成的固定組合模式。從監(jiān)控觀點而言,工程商可以了解錄像設備在網絡上運作的可行拓樸架構。然后再從實體網絡,評估如何布建錄像與監(jiān)控設備的線路。
工程商須從實際運用邏輯拓樸來學習影像或控制信息流通過網絡的方式,藉此來判斷可能發(fā)生網絡流量碰撞的區(qū)域。
很多時候,一個監(jiān)控網絡很可能會使用一種實體拓樸,但實際上,卻可能完全不符合拓樸架構的邏輯,這都需要相當的實務經驗,工程商才能適時地因地制宜,采用最理想的網絡架構。