یک سامانه VMS چند بخش اصلی دارد: دوربین ها که تصویر تولید می کنند، سرور مدیریت که مغز سامانه است، ذخیره سازی که تصاویر را نگه می دارد، سرور رسانه که پخش زنده و بازپخش را مدیریت می کند، و کلاینت که همان صفحه ای است که کاربر می بیند. درک این معماری کمک می کند بفهمید سامانه چطور گسترش پیدا می کند و چطور در برابر خرابی مقاوم می ماند.
وقتی می گوییم یک سامانه VMS تصویر صدها دوربین را مدیریت می کند، پشت این جمله ساده معماری منظمی است که اجزای مختلفش با هم کار می کنند. برای فهمیدن این معماری لازم نیست متخصص شبکه باشید؛ به زبان ساده می گوییم یک VMS از چه بخش هایی ساخته شده و هر بخش چه کاری انجام می دهد. اگر هنوز با خود مفهوم VMS آشنا نیستید، مقاله VMS چیست؟ را اول بخوانید.
اجزای اصلی یک سامانه VMS
یک معماری VMS معمولا از این بخش ها تشکیل می شود. روی هر بخش کلیک کنید تا مسیر جریان تصویر را ببینید:
اگر هنوز با مفهوم کلی این نرم افزار آشنا نیستید، پیش از ادامه نرم افزار مدیریت دوربین چیست را ببینید.
نقش هر بخش
- دوربین ها: منبع تصویر هستند. هر دوربین تحت شبکه تصویر خود را روی شبکه می فرستد.
- سرور مدیریت: مغز سامانه است. دوربین ها را می شناسد، کاربران و دسترسی ها را مدیریت می کند، رویدادها و هشدارها را کنترل می کند و بقیه بخش ها را هماهنگ می کند.
- ذخیره سازی: تصاویر ضبط شده را نگه می دارد. می تواند روی همان سرور یا روی فضای جدا مثل NAS یا مجموعه دیسک باشد.
- سرور رسانه: پخش زنده و بازپخش را مدیریت می کند و تصویر را به تعداد زیادی کاربر می رساند بدون اینکه فشار روی خود دوربین بیفتد.
- کلاینت: همان صفحه ای است که کاربر می بیند؛ چه در مرورگر، چه در موبایل. کاربر از اینجا دوربین ها را تماشا و مدیریت می کند.
یک نکته مهم: در یک معماری خوب، هر دوربین فقط یک بار تصویرش کشیده می شود و سرور رسانه آن را برای همه کاربران پخش می کند. این کار فشار روی دوربین و شبکه را کم می کند و کیفیت را بالا نگه می دارد.
جریان تصویر از دوربین تا کاربر
برای اینکه ملموس تر شود، مسیر یک تصویر را دنبال کنیم. نقطه شروع این مسیر، پروتکلی است که دوربین با آن تصویر را منتشر می کند و در عمل تقریبا همیشه RTSP است.
معماری چطور گسترش پیدا می کند؟
یکی از مهم ترین ویژگی های یک معماری خوب این است که بتواند رشد کند. وقتی تعداد دوربین ها از چند ده به چند صد و بعد چند هزار می رسد، یک سرور تنها دیگر جواب نمی دهد. اینجا معماری توزیع شده به کمک می آید: به جای یک سرور بزرگ، چند سرور کنار هم کار می کنند و بار بین آن ها تقسیم می شود. برای اضافه کردن ظرفیت، کافی است سرور جدید اضافه شود و سامانه دوربین های بیشتری را می پذیرد.
این همان تفاوت کلیدی VMS با یک دستگاه NVR است. یک NVR تعداد ورودی ثابتی دارد و وقتی پر شد، باید دستگاه جدید بخرید. اما یک VMS با معماری درست، بدون سقف مشخص رشد می کند و همه سرورها همچنان از یک داشبورد واحد مدیریت می شوند. نمونه عملی این مقیاس را در نظارت تصویری فرودگاه و بندر با هزاران دوربین بررسی کرده ایم.
بار بین نودها چطور تقسیم می شود؟
وقتی چند نود در سامانه هست، این پرسش مطرح می شود که هر دوربین را کدام نود پردازش کند. یک سامانه خوب شما را به یک روش خاص مجبور نمی کند و سه حالت در اختیارتان می گذارد:
- خودکار: زمان بند خودش وضعیت منابع هر نود را می بیند و دوربین جدید را به کم بارترین نود می سپارد. اگر توزیع نامتعادل شد، خودش اصلاح می کند. کم دردسرترین گزینه برای بیشتر سازمان ها.
- نیمه خودکار: سامانه بهترین گزینه را پیشنهاد می دهد اما تا وقتی مدیر تایید نکند چیزی جابه جا نمی شود. مناسب تیم هایی که می خواهند از هوشمندی سامانه استفاده کنند ولی کنترل نهایی دستشان باشد.
- دستی: مدیر خودش مشخص می کند هر دوربین روی کدام نود اجرا شود. برای شرایط خاص مثل ضبط محلی هر شعبه روی نود همان شعبه یا رزرو یک نود قدرتمند برای تحلیل هوشمند.
در عمل می توان این حالت ها را ترکیب کرد: بخش عمده دوربین ها را به حالت خودکار سپرد و فقط چند دوربین حساس را دستی تخصیص داد. در هر سه حالت هم می توان جایگزینی خودکار را فعال نگه داشت تا در زمان خرابی یک نود، ضبط قطع نشود.
پایداری و مقاومت در برابر خرابی
در یک سامانه نظارت تصویری، قطع شدن سرویس می تواند خیلی گران تمام شود؛ چون درست همان لحظه ای که سامانه کار نمی کند، ممکن است اتفاق مهمی رخ دهد. برای همین یک معماری حرفه ای باید در برابر خرابی مقاوم باشد. یکی از راه ها failover است؛ یعنی اگر یک سرور از کار بیفتد، سرور دیگری وظیفه اش را به دست می گیرد و ضبط و پایش قطع نمی شود.
راه دیگر، جدا کردن ذخیره سازی از پردازش است تا اگر یک بخش دچار مشکل شد، بقیه به کار خود ادامه دهند. همچنین ثبت سلامت سرورها و هشدار در صورت بروز مشکل، کمک می کند پیش از آنکه خرابی جدی شود، تیم فنی باخبر شود. مجموع این تدابیر باعث می شود سامانه در عمل قابل اتکا بماند.
آفلاین بودن، بخشی از معماری
یک تصمیم مهم در معماری این است که سامانه چقدر به دنیای بیرون وابسته باشد. بعضی راه حل ها بخشی از منطق خود را به سرورهای ابری می سپارند و بدون اینترنت ناقص کار می کنند. اما در بسیاری از سازمان ها، به خصوص جایی که داده ها حساس اند، سامانه باید کاملا روی شبکه داخلی و بدون هیچ ارتباط بیرونی کار کند. یک معماری خوب این امکان را می دهد که همه اجزا، از جمله سرور مدیریت و تحلیل هوشمند، به صورت آفلاین و روی زیرساخت خود سازمان اجرا شوند.
شبکه، ستون فقرات پنهان معماری
وقتی درباره معماری VMS حرف می زنیم، معمولا به سرور و ذخیره سازی فکر می کنیم، اما یک بخش مهم که کمتر دیده می شود شبکه است. همه تصاویر از دوربین تا سرور و از سرور تا کاربر، روی شبکه جابه جا می شوند. اگر شبکه ضعیف یا اشباع باشد، حتی بهترین سرور هم نمی تواند تصویر روان و بی وقفه ارائه دهد. برای همین طراحی درست شبکه، بخش جدایی ناپذیر یک معماری خوب است.
چند نکته ساده در این زمینه اهمیت دارد. پهنای باند کافی برای تعداد و کیفیت دوربین ها باید فراهم باشد. جدا کردن شبکه دوربین ها از شبکه اداری، هم امنیت را بالا می برد و هم از تداخل ترافیک جلوگیری می کند. استفاده از سوییچ های مناسب و در صورت نیاز تغذیه از طریق کابل شبکه، نصب را ساده تر می کند. یک سامانه هوشمند هم با استفاده از پروفایل کیفیت مناسب، بار شبکه را مدیریت می کند تا تصویر زنده و ضبط، هر دو بدون افت کار کنند. محاسبه عددی بار شبکه، بودجه توان سوییچ و انتخاب توپولوژی را در راهنمای طراحی شبکه دوربین مداربسته توضیح داده ایم.
سوالات متداول
آیا همه این بخش ها باید روی سرورهای جدا باشند؟
خیر. در یک سامانه کوچک، همه بخش ها می توانند روی یک سرور اجرا شوند. با بزرگ شدن سامانه، بخش ها روی سرورهای جدا توزیع می شوند تا بار تقسیم شود.
تفاوت سرور مدیریت و سرور رسانه چیست؟
سرور مدیریت مغز و هماهنگ کننده سامانه است؛ سرور رسانه وظیفه رساندن تصویر زنده و بازپخش به کاربران را دارد. جدا کردن این دو نقش به مقیاس پذیری کمک می کند.
آیا معماری توزیع شده مدیریت را سخت می کند؟
نه. با اینکه پشت صحنه چند سرور کار می کنند، کاربر همه چیز را از یک داشبورد واحد می بیند و مدیریت می کند.
جمع بندی
معماری یک VMS پیچیده به نظر می رسد اما منطق ساده ای دارد: دوربین ها تصویر می سازند، سرور مدیریت هماهنگ می کند، ذخیره سازی نگه می دارد، سرور رسانه پخش می کند و کاربر از یک صفحه واحد همه چیز را می بیند. یک معماری خوب باید مقیاس پذیر، مقاوم در برابر خرابی و در صورت نیاز کاملا آفلاین باشد.
سامانه هوشمند ضبط و پایش تصویری آریسا با معماری توزیع شده ساخته شده، در برابر خرابی مقاوم است و می تواند کاملا آفلاین اجرا شود. برای دیدن جزئیات بیشتر، ویژگی ها را ببینید یا درخواست دمو بدهید.