IP 视频监控

主题 : 虚拟化
矩阵网络

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优势

增强效率
网络扩展能力

IP视频监控的需求越来越多,IP视频监控的时代已经来临。

简介:IP视频监控的时代已经到来

对IP视频监控的需求在过去十年得到显著提升。 许多企业过去侧重于 保护IT基础设施,而今,他们已将重点转向物理安全。 正确地完成部署 后,无论何种规模的企业,视频监控都可以作为一种保护企业的有效工 具。 事实上,包括波士顿马拉松爆炸案在内的诸多案例可以证明,IP 视频监控在快速侦破案件方面发挥着至关重要的作用。 有鉴于此,ZK Research预测,基于IP的视频监控摄像机的市场规模将从2012年的40 亿美元上升到2017年的逾190亿美元(图一)。

物理安全通常属于首席信息官的职责范畴,这是IP视频监控的一个重要 驱动因素。 过去五年里,这一因素已推动技术取得了显著进展。 过去 的经验表明,低质量的模拟摄像机确实给行业带来不少麻烦,因为这些 摄像机必须使用专属网络,这就导致了高昂的部署和维护成本。

而今,视频监控摄像机基于IP技术,使用与互联网相同的协议类型。 采用IP技术后,不仅成本更低,而且质量也得到提升。这是因为企业能 够将视频监控部署在与其他IT服务和应用相同的IP网络上。 这在一定程 度上解释了,为何在参与“ZK Research 2014年IP视频监控调查”的 公司中,近50%的公司将IP视频监控移交给了网络运营团队。

图一:IP视频监控迅猛发展

然而,随着摄像机和其他基础设施的发展,有志于IP视频监控的公司面 临着一个全新的挑战。 虽然摄像机是最先进的高清终端,但网络作为视 频监控的基础,作为网络技术基石的IP协议却已有15个年头。 为了让公 司能够成功部署IP视频监控,网络升级势在必行。 对于在视频监控中应 用日益广泛的IP组播技术而言,尤其如此。

第二部分:部署IP视频监控面临的网络挑战

仅仅配置全新、高清、基于IP的摄像机是无法成功部署IP视频监控 的。 虽然这些因素都很重要,但只有网络质量优秀,视频质量才能 令人满意。 劣质网络对视频质量的不良影响是多方面的(图二), 这不仅会限制公司的投资回报率,还会造成其他风险。

此外,视频流量会占用大量的网络带宽,这最终会影响企业其他关 键业务的性能。 为应对这些网络挑战,首先需要了解当前网络的各 个限制,包括:

不佳的网络性能:提升网络性能绝对是IP视频监控在网络方面的 头等大事(图三)。 同时处理数百个视频发送源会严重占用网络带 宽并降低网络性能,导致视频信息丢包或模糊。

多协议复杂性:目前基于Protocol-Independent Multicast (PIM)协议的组播架构部署起来十分困难。 视频承载网络架构必须设 计为同时处理多层协议,这些协议包括生成树协议(STP)、三层路由 协议和PIM。 变更网络架构时,还会要求变更每个协议及其对其他 协议的依赖性,这可能会进一步提高复杂性。

图二:许多IP视频监控问题均与网络有关

较长的恢复时间:当使用多协议且发生网络故障时,每个协议必 须按照层次顺序恢复,方可回到正常运行状态。 这也被称为网络再 收敛,并且随着相互层叠的协议的数量增多,所花费的再收敛时间 会呈现指数式增长。 当网络发生变化时,比如添加网络设备或改变 配置,拥有数千视频信息的大型网络可能会关闭数分钟。

图三:性能是IP视频监控在网络方面的头等大事

数分钟的停机时间直接导致监控记录的间断,对于许多环境而言, 这可能仅仅是不甚理想,但在其他环境下则可能会是个大问题。

安全挑战:当今的网络如若添加新的安全分区 (VLAN),则要求手动 配置每个交换机或网络设备。 错误的网络配置能够导致系统中断,引 发视频丢失。一个理想的网络解决方案,应既能消除复杂性,又能提 供流量预测性能。

传统网络的设计则干脆没有考虑IP视频监控的需求。“尽力服务” 的网络曾是大多数企业的选用标准,现如今使用的许多协议都是据 此编写而成的。 为了让企业享受到IP视频监控的种种好处,建设视 频监控网络时须遵守数项要求。

第三部分:IP视频监控的网络要求
随着企业期望通过强化物理安全基础设施来更好地保护自己,IP视 频监控愈来愈受到重视。 除了高可靠的高清的视频终端,公司需要 着重搭建一个坚实可靠的网络,以满足IP视频的各项需求。 在当今 的网络部署过程中,IT负责人应关注以下主要的网络要求:

网络简单性:使用IP组播来支持IP视频会增加复杂性,因为企业 网络内相互叠加的多个协议不得不相互同步。 一个理想的网络解决 方案,应既能消除复杂性,又能提供可预测的网络性能。 这会降低 硬件成本以及日常维护所需的运营支持级别。

配置点越少越好:尽可能多地消除网络中的配置点。 在网络中添 加新服务可能需要数月时间,因为,传统网络需要在网络中的多个 设备和多个地址中进行配置,包括边缘、园区网核心、分支和数据 中心。 为简化运营,网络中的配置点越少越好。

支持单播和组播:网络应以相同的方式支持两种传输类型,而无需诸 如PIM等其他协议。

协议越少越好: 传统网络常常需要运行数个协议,包括但不限于多协 议标记交换(MPLS)、PIM、STP、边界网关协议(BGP)和开放式最短路 径优先(OSPF)。 找出一个尽可能减少协议的方法,可确保快速的网络 恢复和高效的带宽使用。

最短路径桥接(SPB)是解决上述挑战的一个有效方法。 传统网络的建设 基于“堆叠协议”这一概念(图四)。 堆栈中的每一层都用于在现有 以太网标准中添加新的功能。 然而,每一个协议都是独立运行且需要 单独管理的,因而造成网络不稳定。 SPB是一个行业标准协议,它可 囊括所有上述功能,能够创建一个更高效、更简单的网络。 同样,基 于SPB的网络得益于单协议的卓越效率,恢复时长不到200毫秒。

网络支持IP视频监控所需的其他要求如下:

基于矩阵(Fabric)网络架构:传统网络搭建在为“尽力服务”优化 的多层体系架构上。 IP视频对网络提出了明显更高的要求,并且需要矩 阵(Fabric)网络所具备的性能和弹性。 矩阵(Fabric)网络应被视 为是组播流量或任何其他高性能应用的底层基础。 矩阵(Fabric)技 术应扩展到网络边缘。 这可真正实现IP电话和IP视频摄像机等终端设备 的即插即用。

图四:基于SPB的网络提供简单性和更高的稳定性

大规模可扩展性:随着IP视频监控愈加常见,企业将在全公司范围内 (而非个别地点)部署摄像机。 这意味着,网络必须支持数千个视频 数据流,这要比现有能力高出多个数量级。

最高级别的安全性:为了提升性能,MPLS和VLAN做了大量的流 量隔离工作。 然而,IP视频监控要求最高级别的安全性,其安全程 度等同于专用和封闭型虚拟网络。

可预测的性能:组播会话占用非常多的CPU资源。 视频流的快速 启动可能造成CPU峰值,并导致网络性能飘忽不定。 IP视频监控网 络必须消除这些隐患,从而确保能为企业所有业务提供始终如一的高 性能。

图五 总结了与传统网络相比,使用矩阵(Fabric)技术作为基础的 组播网络带来的种种好处。

第四部分:结论与建议

由于摄像机技术的提升以及人们更清楚地认识到IP视频监控的价值, 因此,该技术已在过去几年内取得了空前快速的发展。 预计如此迅 猛的发展将持续至少五年。

越来越多的首席信息官已将设施管理和物理安全添加到他们的工作任 务之中,这也就意味着,众多企业的IT部门将负责部署和管理IP视频 监控。 然而,由于大多数网络都基于为“尽力服务”而优化设计的

图五:基于矩阵(Fabric)技术的组播较之传统组播拥有更多优势

协议,因此,大多数网络无法满足当今IP视频监控解决方案的要求。 在许多情况下,网络是企业进一步发展IP视频监控的最大绊脚石。 对于 实施IP视频监控的首席信息官和其他IT负责人而言,网络升级势在必行。

然而,网络升级路线的制定也绝非易事。 ZK Research提供以下建 议,希望能够帮助IT负责人旗开得胜:

将IP视频监控视为头等大事: 基于IP的全新解决方案远远优于其他 任何方案,早在数年以前就是如此。 IP视频监控应成为那些期望强壮 物理安全的公司的头等大事。

选择一个基于SPB的网络解决方案: 如今,众多供应商均支持最短 路径桥接协议(SPB),它的开销更低,性能更加卓越。 企业部署 SPB后,新网络可拥有超出传统网络10倍的可扩展性和超出3倍的性 能,网络再收敛能力至少提升50倍。 SPB是当今网络的绝佳协议。 它使网络管理员在部署时无需做出妥协。

愿意改变供应商并部署最佳解决方案: 在评价一个网络基础设施时, 通常会跟风领导品牌和现任供应商。 然而,IP视频监控对网络要求之 高远超任何预期。 这在一定程度上解释了“ZK Research 2014年IP 视频监控调查”的一项结果。在调查中,当被问及如果更换网络供应 商可提升IP视频监控的性能、可靠性或安全性,公司是否愿意更换供 应商时,有37%的公司表示愿意做出改变。 开展合理的尽职调查,并 在评价现任供应商时至少加入两个其他供应商进行对比。

客户概况

Zeus Kerravala是ZK Research 的创始人和首席分析师。 Kerravala提供一套完善的战术建 议,以帮助客户从容应对当前的商 业环境,并确定长期发展战略。 他 的研究和建议面向以下人员:终端 用户、IT和网络管理员;IT硬件、软件和服务供应商;以及期望对他 予以分析的公司进行投资的金融界 人士。

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