Рынок компьютерной техники переполнен различными предложениями. Если вам нужен домашний или рабочий компьютер, то вы выбираете между настольным ПК, ноутбуком и моноблоком. Задачи здесь могут быть совершенно различные, но на то это и компьютер, чтобы запускать множество разных приложение от игр до бухгалтерских программ.
Если вам в офис нужен сервер, то вы обращаете свое внимание на решения, способные работать в режиме 24/7 и обрабатывать большие объёмы данных. А что если нам нужен сервер, но задачи для него не специфичны? Скажем, сервер для системы видеонаблюдения.
Когда речь заходит о поиске компьютера для специфического применения, то нам приходится только надеяться, что раз это компьютер, то он должен справиться с любой задачей. На то это и универсальное устройство!
Однако существуют особые задачи, которые требуют особого подхода к комплектации ПЭВМ, а также его настройке. В этих случаях универсальные серверные или персональные ПК могут быть неоптимальны и потому плохо справляться с поставленной задачей. Одно из таких применений - сервер для системы видеонаблюдения.
В одной из статей в 2013 году мы рассказывали об отличиях задач промышленных и серверных платформ. В новой статье о том, какие особые требования к платформе накладывает задача обработки видеопотока в системах видеонаблюдения.
Специфика работы серверов. Особенности обработки видеоданных
Настольные ПК мы рассматривать не будем, ибо в системах безопасности одно из главных требований - надёжность работы в режиме 24/7. В таком режиме готовы работать классические серверы. Именно на основе классических серверных решений сейчас и принято строить крупные системы аналогового и, особенно, IP-видеонаблюдения.
Мощные серверы, предназначенные для обработки огромного объёма разнообразных данных с несколькими процессорами, десятками гигабайт оперативной памяти, серверной архитектурой, безусловно способны обеспечивать работу самого широкого круга приложений. Однако существует некое понимание обязательных задач для сервера, для решения которой он и оптимизирован. Попробуем сформулировать задачи для классического сервера:
| большие объёмы разнообразных данных | серверы оптимизированы для одновременной работы большого количества различных приложений и способны обрабатывать потоки данных от множества различных источников. Эти данные нужно быстро и одновременно обработать, а так же записать в подсистему хранения |
| контроль целостности данных и исключение ошибок | представим себе ситуацию, когда при записи данных произошел сбой, и в ячейку памяти были записана информация с ошибкой. Если это финансовые данные, работа корпоративной среды управления, или управление производством, то последствия могут быть непоправимы. Архитектура серверных решений позволяет обеспечивать исключительную точность и корректность обработки информации |
| равнозначность данных | зачастую затруднительно спрогнозировать какие данные понадобятся в тот или иной момент времени одному из множества приложений. Поэтому доступ к любым данным должен происходить очень быстро |
| большое количество сетевых подключений | серверная архитектура и специальная версия операционной системы способны обеспечивать одновременное подключение тысячам клиентов и принимать запросы на обработку данных |
Указанные особенности работы в полной мере обеспечиваются современными серверными решениями. Однако они могут быть плохо оптимизированы для особых условий применения.
Специфика работы сервера в системах видеонаблюдения:
| большие объёмы данных одного типа | в системах видеонаблюдения серверу необходимо быстро обработать большой поток данных от камер видеонаблюдения одного типа, решая ограниченный круг задач декодирования, записи, отображения, отправки на рабочую станцию оператора |
| обработка в режиме реального времени | как уже было сказано, нужно быстро обработать большой поток видеоданных. Если будет потерян один кадр из нескольких сотен одновременно поступающих в одну секунду на сервер, то это не скажется значительным образом на качество работы системы видеонаблюдения, а вот перезапрос информации от источника и попытка восстановления потерянной информации может привести к переполнению стэков и различным коллизиям |
| приоритет записи | в системах видеонаблюдения необходимо быстро записать и надёжно хранить видеоархив. При этом доступ к записям требуется крайне редко и, скорее всего, как разбор очередного ЧП на объекте. Время доступа к записанному архиву уже не столь принципиально |
| ограниченное количество сетевых подключений | даже если в системе видеонаблюдения несколько сотен камер и несколько серверов, количество подключений к одному серверу ограничивается небольшим, по меркам серверных приложений, количеством |
Как можно видеть из сравнения задач файл сервера и видеонаблюдения, они отличаются значительно. Некоторые задачи видеонаблюдения требуют совершенной иной архитектуры и специальных компонентов. К сожалению, рынок систем видеонаблюдения не столь широк как IT-рынок и специальных компьютерных комплектующих для работы с видеонаблюдением не существует. Разве, что есть оптимизированные для потоковой записи HDD. Однако понимая специфику и применение, есть возможность оптимизировать состав сервера и специальным образом его настраивать для работы с видеопотоком.
Выбор комплектующих для видеосервера. Особенности настройки
При формировании состава сервера для обработки видеопотоков нужно учитывать специфику задач видеонаблюдения. При этом, зачастую, использование серверных компонентов нецелесообразно или даже дает худшие результаты нежели использование комплектующих для рабочих станций. В среде IT-специалистов существует мнение о том, что компоненты для настольных ПК менее надёжны чем для серверов. Отчасти это верно и касается в первую очередь блоков питания, HDD, контроллеров. Но, если говорить о процессорах, материнских платах, ОЗУ, то в настольных решениях уместнее говорить только об отсутствии особых протоколов управления, востребованных в классических серверных приложениях.
Процессор
Intel Xeon - отличные процессоры с большим объёмом cash для серверов, но также содержат большой набор инструкций и поддержку протоколов управления, которые направлены на математические вычисления и работу с базами данных.
Для задач обработки медиаконтента в системах видеонаблюдения все эти функции остаются не востребованы. Вполне достаточно использование мощного i7 процессора. При этом, процессоры для настольных ПК имеют интегрированное ядро, которое позволяет декодировать H.264 на аппаратном уровне. Это позволяет им обрабатывать больше IP-камер в условиях работы видеоаналитики или решения задач отображения камер на экране оператора.
Что же касается надёжности, то в нашей практике за 10 лет ни одного процессора не вышло из строя. А это более чем 3000 видеосерверов!
Оперативная память
Классический сервер характеризуется большим объёмом ОЗУ, состоящей из дорогих и специальных планок памяти. Буферная и ECC память не востребованы в задачах видеообработки. Большие объёмы памяти требуются в специфичных задачах видеообработки, например для видеоаналитики. Но даже установленные в видеосервер с большим запасом 16ГБ DDR3, не идут в сравнение с десятками и сотнями Gb дорогой буферной памяти в классических серверах.
Материнская плата
Материнская плата, как основа ПЭВМ, должна быть максимально надёжной и обеспечивать работу остальных компонентов. Серверные решения по показателям MTBF долговечнее, и именно их правильно использовать. Однако есть ряд особенностей, которые ограничивают использование серверных решений в видеонаблюдении.
В серверных материнских платах ограничено количество слотов PCI-e x16. Найти подходящую серверную материнку даже с одним PCI-e x16 - большая проблема. Это связано с тем, что производители материнских плат для серверов не предполагают решение задачи отображения медиаконтента на мониторах подключенных к серверу. Встроенное графическое ядро способно отображать разве лишь рабочий стол.
Из-за проблем с набором шин PCI выбрать серверную материнскую плату для аналогового или HD-SDI сервера крайне затруднительно и часто просто невозможно. Приходится искать в решениях для рабочих станций.
Чипсеты для серверных материнских плат перегружены лишним и невостребованным для видеонаблюдения функционалом. Стоит ли платить за весь этот функционал? Производители материнских плат для настольных ПК предлагают большое разнообразие изделий как по функционалу, так и по качеству и надёжности. Вполне возможно найти отличное решение, оптимально подходящее для задач видеонаблюдения и при этом не переплачивать за лишний функционал. Для работы в режиме 24/7 необходимо настроить BIOS для отключения режимов экономии электричества, парковки ядер и т.п.
Мы используем и серверные и десктопные материнские платы в зависимости от решаемой сервером задачи, и, если говорить о надёжности, то по отчетам сервисного центра Видеомакс процент отказов настольных и серверных материнок сравним. Возможно, это связано с тем, что мы используем workstation материнские платы премиум класса.
Операционная система
Серверная операционная система содержит мощные возможности для создания и управления доменами, работы в составе огромной сети рабочих станций и других серверов, управления политиками безопасности. Все это совершенно не востребовано в задачах, решаемых локальным видеосервером. А надёжность серверной операционной системы - это миф со времен Windows95 и Windows NT.
Windows7 Pro имеет широкую поддержку драйверов, в т.ч. и серверных комплектующих. 64-битная версия позволяет задействовать необходимые ресурсы для обработки большого объёма видеоданных от камер видеонаблюдения. При этом стоимость Window7 в несколько раз ниже стоимости серверной ОС.
По большому счету важна даже не сама версия операционной системы, а ее правильная настройка и защита от вмешательства оператора. Как минимум, требуется отключить уведомления, автоматические обновления, спящие режимы и т.п. Полезным будет отключить автоматический запуск приложений с USB и DVD, а так же отключить Shell.
Программное обеспечение видеонаблюдения
ПО для видеонаблюдения - это просто программа, которая задействует ресурсы ПЭВМ. Какой сервер будет использоваться - программе не важно. Однако, существуют некоторые особенности ПО, которые позволяют также оптимизировать конфигурацию платформы под конкретный софт.
Например, некоторые производители ПО видеонаблюдения не лучшим образом оптимизировали алгоритмы работы программы на многоядерных процессорах и для них желательно установить процессоры с меньшим количеством ядер, но большей производительностью.
Выявить все особенности ПО, которые влияют на выбор компонентов сервера, невозможно по описаниям и документации. Здесь необходимо длительное тестирование в различных ситуациях и уровнях нагрузки.
Существует ещё множество тонкостей и особенностей подбора комплектующих и настройки сервера на обработку видеопотока. Это и настройка системы записи, выбор HDD, компоновка сервера. Мы привели наиболее характерные и яркие моменты, которые лучше всего показывают особенности работы сервера в системах видеонаблюдения.
Резюме:
Создание компьютерной платформы для работы системы видеонаблюдения - это путь компромиссов и поиска оптимальных решений. Любое серийное изделие из представленных на рынке не может в полной мере соответствовать требованиям систем видеонаблюдения. Вы либо не получите требуемой производительности в решении задач видеообработки, либо переплатите за невостребованные функции суперкомпьютеров.
Мы надеемся, что информация этой статьи позволит вам сделать осознанный выбор при приобретении сервера для системы видеонаблюдения.
Специализированные решения Видеомакс
Тщательный анализ задач обработки данных в системах видеонаблюдения и подбор комплектующих позволяет компании Видеомакс создавать оптимальные решения как по цене, так и по производительности. Об этом не написано в книгах и не говорится в документации производителей. Многое из того, что нам известно, мы почерпнули из тестирований и многолетнего изучения особенностей применения тех или иных компонентов в различных ситуациях.
Готовые решения VIDEOMAX для аналогового и IP-видеонаблюдения учитывают все особенности программного обеспечения, которое входит в комплект с сервером. Индивидуальный подбор комплектующих под каждую платформу гарантирует надёжность и производительность наших решений.
Приобретая VIDEOMAX вы можете быть уверены в том, что не переплачиваете за излишний функционал чисто серверных решений и получаете ровно то, что требуется для конкретной системы видеонаблюдения!
Подпишитесь, чтобы быть в курсе новых технологий видеонаблюдения.Подпишись на канал
