Проблематика. Специальное или типовое
Существует стойкое убеждение, что узкоспециализированные решения наиболее эффективно решают поставленную задачу. Безусловно, сказанное справедливо, когда речь идет о типовой задаче.
Когда же требуется обеспечить особые условия работы и выполнить специфические требования для задач, не имеющих прямого решения и нетиповых по сути, то приходится использовать наиболее близкое по функциональности оборудование и идти на компромиссы.
Примером сказанного может служить различие в подходах к созданию компьютерных платформ для серьезных и ответственных задач. Существует два основных направления:
- серверные решения
- промышленные решения
Каждое из них имеет собственные требования к реализации, условиям эксплуатации, обслуживанию, специфические компоненты, применяемые при изготовлении, своих специалистов и потребителей. В то же время существуют задачи, которые по перечню требований нельзя отнести ни к одному из базовых подходов. Примером таких решений могут быть платформы для видеосерверов. Потребность в таких платформах несравнимо меньше, чем потребность в классических серверах и промышленных компьютерах для производств. В связи с этим, готовых компонентов для создания видеосерверов на рынке нет и производить их вряд ли кто-либо будет. Приходится в той или иной степени идти на компромиссы. Но при этом, компромисс в некоторых параметрах недопустим и приходится искать уникальные комбинации. Далее рассмотрим особенности каждого из подходов.
Промышленные платформы
Создание ПЭВМ для промышленного применения это отдельная отрасль, в которой существуют интересные и уникальные решения, обусловленные спецификой использования и жесткими требованиями. Среди основных требований к промышленным платформам можно выделить:
| Требование | Описание |
|---|---|
| расширенный температурный диапазон | Это связано с тем, что ПЭВМ для специального применения приходится зачастую использовать в открытых цехах, на различных производствах, где температурные условия эксплуатации могут быть очень разными |
| защита от вибраций | Эксплуатация на промышленных предприятиях может быть связана с вибрациями от работы технологического оборудования и ПЭВМ должна быть от этого надёжно защищена |
| выполнение одной чёткой задачи | Редко, когда промышленное оборудование используется для решения какого либо широкого круга задач. Как правило – это определенный алгоритм, который функционирует в памяти ПЭВМ, зачастую реального времени и нересурсоемкий. До сих пор востребованы решения и работающие под управлением MS-DOS |
| минимальное обслуживание | По сути, ПЭВМ для промышленных и узкоспециализированных задач заменяет логические контроллеры, которые по тем или иным причинам неприменимы или оказываются дороги. В этих случаях требования к ПЭВМ не сильно отличаются по требованиям к контроллерам управления. Здесь нужны решения класса «поставил и забыл» |
| минимальные хранимые данные | Типовая задача – хранить данные телеметрии работы оборудования, которые занимают минимальное пространство на диске. Зачастую HDD даже и не применяется в промышленной платформе ограничиваясь использованием надёжного flash накопителя |
Помимо основных требований встречаются ещё узкоспециальные: герметичность, защита от электромагнитных помех, питающее напряжение 36В, 48В и т.п., минимальные размеры.
В итоге вырисовывается портрет специализированного решения, способного надёжно работать годами без всякого обслуживания в тяжелых условиях, но с невысокой производительностью, решающего чёткую задачу с минимальными отклонениями от заданных алгоритмов. В этой отрасли есть свои бренды, лидеры и компании, обладающие большим и, зачастую, уникальным опытом.
Серверные решения
Серверные решения имеют гораздо больший охват. Существуют платформы, компоненты, технологии для решения самого широкого спектра задач. Тем не менее, присутствуют и некие специфические требования, которые их объединяют:
| Требование | Описание |
|---|---|
| требовательность к условиям эксплуатации | Именно так. Т.е. не клиент определяет условия эксплуатации, а оборудование диктует эти требования и накладывает серьезные ограничения. Как правило, – это кондиционируемое помещение с системами поддержания микроклимата |
| требования по производительности | Типовая задача – получить максимальную скорость обработки данных в рамках отведенного бюджета |
| возможность выполнения широкого круга задач | Благодаря универсальной платформе и большой производительности зачастую на один сервер возлагают большое количество разнообразных задач |
| минимальное обслуживание | По сути, ПЭВМ для промышленных и узкоспециализированных задач заменяет логические контроллеры, которые по тем или иным причинам неприменимы или оказываются дороги. В этих случаях требования к ПЭВМ не сильно отличаются по требованиям к контроллерам управления. Здесь нужны решения класса «поставил и забыл» |
| огромные массивы разнообразных данных | В зависимости от задач – это могут быть защищенные RAID-массивы из нескольких дисков, либо специализированные хранилища собирающие в единое пространство сотни терабайт данных. Одно из распространенных дополнительных требований - доступ к данным должен осуществляться за самое минимальное время |
Из сказанного можно сделать вывод, что серверные платформы – это универсальная, высокопроизводительная платформа для решения широкого круга задач и хранения большого массива разнообразных данных.
ПЭВМ для систем видеонаблюдения. Специфика
Видеосерверы для систем видеонаблюдения базируются на ПЭВМ специального назначения. Специфика использования и условия эксплуатации обуславливают особые, не похожие на типовые, требования к промышленному или серверному оборудованию. Попробуем сформулировать перечень требований, которые предъявляются к платформе видеосервера:
| Требование | Описание |
|---|---|
| расширенный температурный диапазон | Эксплуатация ПЭВМ в условиях кондиционированного помещения наиболее предпочтительна, но не везде выполнима. В связи с этим существует большое число объектов, где условия эксплуатации оборудования не самые лучшие для ПЭВМ. Это может быть пост охраны, вагончик на улице, и т.д., где присутствуют и большие перепады температур, и запыленность, и внешние воздействия. Для обеспечения указанных требований можно установить высокопроизводительные схемы вентиляции, которые из за шума сделают невозможной работу оператора на посту охраны. Поэтому стоит ещё отметить требования низкого уровня шума работы видеосервера |
| минимальное обслуживание | Оборудование должно надёжно функционировать в сложных условиях, и не требовать частого обслуживания, которое не везде возможно. Это и эксплуатация на объектах, где нет подготовленного персонала для самостоятельного обслуживания, и удаленные объекты, где частое обслуживание может быть очень дорогим из за транспортных расходов, и труднодоступность места установки, и требования по работе 24/7 без перерывов и отключений даже на обслуживание |
| производительность | Современные технологии в видеонаблюдении крайне ресурсоемки. IP-видеонаблюдение требует значительных обрабатывающих мощностей для эффективной обработки значительных потоков видеоданных. Это накладывает серьезные требования к платформе. Часто эти задачи на порядок требовательнее, чем те, что выполняют файл серверы, и не редки случаи, когда на объекте стоит несколько видеосерверов каждый из которых в несколько раз мощнее центрального сервера обслуживающего корпоративную сеть заказчика |
| большие массивы данных | Надежная запись и быстрый доступ к видеоизображению основная функция современных систем видеонаблюдения в условиях наличия на некоторых объектов до 100 и больше камер. Оперативный мониторинг в этом случае сводится к контролю ограниченного количества важных камер, а остальные только записываются. В случае возникновения нештатной ситуации нужен мгновенный доступ к видеоданным |
| надёжность | От бесперебойно работы станционного оборудования и системы безопасности в целом, зависит уязвимость объекта от внешних или внутренних угроз, в связи с этим необходимо дополнительно озаботиться защитой от вмешательства оператора, малое время восстановления после сбоя, повышенная надёжность компонентов |
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что требования к PC платформам видеосерверов очень противоречивы и готовых решений нет ни в промышленных платформах, ни в серверных технологиях. Выполнение перечисленных требований в одном изделии - крайне сложная задача, в которой приходится идти на компромиссы, хотя возможности для них сильно ограничены. Например, нельзя серьезно ограничить надёжность хранения данных в угоду широкому температурному диапазону.
Оптимальные решения VIDEOMAX®
Надёжный компромисс Выполнить все требования, которые предъявляются к оборудованию системы видеонаблюдения, с использованием существующих технологических и технических решений практически невозможно. В то же время, если поставить себе цель выполнить чётко поставленные задачи, то, с определенной долей компромиссов, можно создать продукт, который максимально близко соответствует базовым требованиям специфики использования и поставленной задаче. В то же время, существуют требования, по которым компромисс невозможен - это надёжность работы во всех смыслах: защита от вмешательства, хранение данных, время восстановления после сбоя, работа в сложных условиях.
При создании конфигураций платформ тщательным образом подбираются компоненты исходя из требований по надёжности и совместимости. Длительные тестовые испытания в условиях максимальных нагрузок и критических условий эксплуатации позволяют гарантировать стабильность работы в типовых условиях. Все эти усилия и вложения в исследования нацелены на то, чтобы создать продукт наилучшим образом решающий задачи потребителя и соответствующий запросам клиента.
Для решения типовых задач используются наиболее универсальные и оптимальные платформы. В линейке продукции существуют стандартные изделия с типовыми параметрами, в то же время возможен заказ индивидуальных модификаций, используемые при необходимости повышения надёжности, в частности:
- Резервирование HDD
Системы RAID Для повышения надёжности хранения данных и предотвращения потерь при выходе из строя HDD, целесообразно для защиты важных данных использовать системы резервирования RAID. В оборудовании VIDEOMAX для этих целей используются высоконадёжные и производительные контроллеры Adaptec - Hot Swap
В случае, когда для клиента важна бесперебойность работы, то в дополнение к резервированию HDD, рекомендуется устанавливать HDD в корзины горячей замены, что позволит заменить вышедший из строя диск и восстановить массив, не отключая оборудование, не прерывая работу системы - Резервируемые блоки питания
Аналогичное решение существует и для блоков питания. При использовании модульных блоков питания с резервированием, при выходе из строя одного из модулей, оборудование продолжает полноценно функционировать. Заменить модуль возможно не отключая ПЭВМ. Если же подключить модули БП к разным UPS, это значительным образом повысит надёжность электропитания и «живучесть» системы видеонаблюдения в целом - Windows Embedded
Для производства стандартной модификации оборудования VIDEOMAX мы используем ОС Windows стандартной модификации. Для увеличения надёжности работы и полной защиты от вмешательства можно заказать модификацию на базе ОС Windows Embedded - Архитектура памяти с ECC
Ошибки в работе ОЗУ редки, но в то же время могут быть критичны для работы некоторых приложений. Использование памяти с системой контроля и исправления ошибок позволяет исключить эти проблемы - Использование SSD
Если требуется обеспечить исключительно широкий диапазон работы оборудования, функционирование оборудования в тяжелых окружающих условиях, возможно применение SSD дисков. Дополнительным преимуществом является то, что SSD диски имеют высокую скорость как чтения, так и записи и значительно повышают производительность оборудования - Пониженный шум
В случае размещения высокопроизводительного сервера на посту охраны критичной является шумность его работы. Для ее снижения используется набор специальных технологий и компонентов со сниженным уровнем шума. Данная модификация очень индивидуальна и для некоторых, особо производительных платформ, неприменима
При выборе оборудования VIDEOMAX можно быть уверенным в том, что для решения поставленной задачи, будет предложено наиболее оптимальное и надёжное решение от производителя с большим опытом, предлагающего лучшие решения и уникальные наработки для широкого круга потребителей.
VIDEOMAX-sm – пример успешного решения взаимоисключающих задач в создании надёжного решения для систем видеонаблюдения
Одним из примеров особого подхода к платформам для систем видеонаблюдения иллюстрирует VIDEOMAX-sm. В этом изделии уникальным образом решены две взаимоисключающие задачи для систем видеонаблюдения: обеспечение повышенного температурного диапазона применения и исключительной надёжности.
Существует ряд задач в системах видеонаблюдения, когда требуется исключительная надёжность, связанная с необходимость полного отсутствия технического обслуживания. Один из конкретных примеров – видеонаблюдение на удаленных, труднодоступных и ответственных объектах с функцией центрального мониторинга.
Исходя из озвученного в этой статье напрашивается классическое решение из промышленных платформ, но тут же встает вопрос записи архива, который требует большого объёма дискового пространства и надёжности хранения. К тому же производительность промышленных решений, как правило, низка. Инженерами компании Видеомакс были разработаны уникальные подходы к охлаждению HDD, решены сложные технологические задачи и проведены стресс-тесты в течение нескольких месяцев. В итоге было найдено уникальное решение, которое позволяет исключить необходимость обслуживания, и в то же время сделать возможным надёжную запись видеоархива в течение длительного времени.
VIDEOMAX-sm - наглядный пример того, как опыт и профессионализм позволяют создать пограничное решение на стыке взаимоисключающих требований, востребованное и не имеющее аналогов на рынке.
