IP視頻監(jiān)控，從最早通過一臺視頻管理服務器，以Windows界面，在一臺PC上實現對數十臺編碼器進行觀看、存儲、報警等管理的原始方案，現在已經進化為硬件設備工業(yè)化設計(部件熱插拔，硬件冗余，低功耗，)系統(tǒng)中各功能模塊獨立，模塊接入、離線不不影響整個系統(tǒng)其他設備運行，部件維護系統(tǒng)不停機，各模塊盡可能采用嵌入式系統(tǒng)提高網絡和防病毒穩(wěn)定性，甚至引入了虛擬存儲技術和云計算功能等最新IT技術，成為非常專業(yè)和可靠的系統(tǒng)。

　　獨立的核心數據庫：核心仲裁和管理設備，支持多設備在線冗余。提供對所有設備和用戶的IP和域名地址管理，不同用戶登錄和操作權限管理，設備安全加密校驗，設備運行狀態(tài)檢測，系統(tǒng)日志生成和備份，系統(tǒng)時鐘校驗……

　　監(jiān)控顯示界面：實現數字化虛擬矩陣的顯示界面。接入電視墻的設備有輸出到獨立監(jiān)視器為主要功能的視頻解碼器(包括DVR和IPC)，進行多畫面輸出的視頻監(jiān)控平臺;桌面多畫面監(jiān)控軟件，電子地圖和報警等其他功能顯示模塊……

　　系統(tǒng)設定管理界面：系統(tǒng)主要設定管理界面。提供簡單的監(jiān)視窗口，主要用于對前端編碼器和IP攝像機工作參數、用戶設定、虛擬矩陣顯示策略、存儲策略，以及系統(tǒng)各模塊工作模式的管理和設定，也提供歷史數據檢索和導出、備份操作……

　　存儲池管理設備：提供監(jiān)控視頻資料的存儲服務。包括實時存儲、報警存儲、存儲時間設定、覆蓋方式，還有RIAD、容災備份、基于iSCSI、FC、SAS等協(xié)議外部擴展存儲的管理等等……

　　特殊功能管理設備：幫助系統(tǒng)實現特殊功能擴展。例如：提供視頻監(jiān)控子系統(tǒng)專有網絡安全管理的網關，對不同廠商IP攝像機和編碼器統(tǒng)一管理的網絡、編碼、控制協(xié)議進行轉換、翻譯的控制器，對數字-模擬矩陣系統(tǒng)互聯(lián)提供的編解碼轉換設備，和報警、門禁系統(tǒng)實現通訊的集成單元模塊等等……

　　按照百度百科的解釋，流媒體服務器是“流媒體應用的核心系統(tǒng)，是運營商(在安防監(jiān)控項目中特制視頻安防系統(tǒng))向用戶提供視頻服務的關鍵平臺。其主要功能是對媒體內容進行采集、緩存、調度和傳輸播放，流媒體應用系統(tǒng)的主要性能體現都取決于媒體服務器的性能和服務質量。所以，流媒體服務器是流媒體應用系統(tǒng)的基礎，也是最主要的組成部分。主要產品流媒體服務器：大并發(fā)視頻服務器、直播時移服務器、P2P直播服務器、視頻交互應用服務器視頻應用管理：媒體內容管理系統(tǒng)、H.264/MPEG-4編碼工具、機頂盒終端管理系統(tǒng)、節(jié)目導航與發(fā)布系統(tǒng)。”

　　市場主力IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，許多國內品牌廠商都提出來“流媒體轉發(fā)服務器”的解決方案。常見架構如下：

　　視頻安防系統(tǒng)中的流媒體轉發(fā)服務器功能主要有：

　　一、對多用戶猝發(fā)性訪問提供運算支持，減低系統(tǒng)核心管理服務器負荷。特別是有些廠商的系統(tǒng)架構，核心服務器同時負責管理圖像虛擬矩陣觀看，又進行存儲轉發(fā)時，響應多用戶訪問，極其容易造成核心管理服務器運算能力不足，使系統(tǒng)崩潰。

　　二、對多用戶集中訪問少量編碼器(包括DVR和IPC)畫面時，進行單博協(xié)議到組播協(xié)議的轉換，以及數據分發(fā)的工作。常見于國內編碼器，支持只TCP/IP傳輸協(xié)議。

　　三、在分布式系統(tǒng)的各個監(jiān)控區(qū)域中，降低前端編碼設備到系統(tǒng)核心管理設備的帶寬。系統(tǒng)核心管理設備只需要訪問各區(qū)域的流媒體轉發(fā)服務器，由流媒體轉發(fā)服務器去調用前端編碼設備的數據，而不必每個前端設備都跟系統(tǒng)核心通訊。在各防范區(qū)域距離較遠，帶寬有限時比較有效。

　　四、對不同編碼格式和控制協(xié)議的前端編碼設備(例如采用MPEG-2和H.264兩種不同編碼方式的多個不同廠商的產品)進行轉換管理，使后臺用戶獲得統(tǒng)一的訪問界面和控制方式。

　　據廠商稱，流媒體轉發(fā)服務器在系統(tǒng)中扮演的主要角色是：為多用戶同時訪問某一(或某少數)畫面時，提供組播和轉發(fā)的功能。由于嵌入式DVR、視頻編碼器、IPC等設備，無法以自己的網絡和IO處理能力，提供多個用戶的網絡訪問，而出現宕機和故障的現象。流媒體服務器充當了接受用戶界面訪問請求，從前端視頻源(DVR、IPC、編碼器)獲取實時圖像，或者從存儲池獲取歷史錄像，通過組播或者UTP協(xié)議分發(fā)到用戶的角色。說白了，在這個系統(tǒng)中，前端編碼設備提供原始數據，就像電影公司制作出的電影母片，由一個出版商，也就是流媒體轉發(fā)服務器，根據用戶要求，把母片復制成許多份拷貝，四處分發(fā)。

　　但是，這樣做有一個特殊的技術背景：國產編碼器的內部軟件多做得比較簡單，多數產品只支持簡單的編碼、報警聯(lián)動、控制數據通訊功能，在網絡協(xié)議上的工作不夠深入。所謂雙碼流產品，也多半是為了解決不同壓縮方式在系統(tǒng)中互通互聯(lián)(如MPEG-2和MPEG-4)，或者不同分辨率圖像(如CIF和D1)在觀看和存儲時的帶寬、存儲空間方面的權衡。

　　多數編碼器支持：TCP/IP、UTP/MULTICAST、RTP/RTCP、DCHP、HTTP等網絡協(xié)議，并且把TCP/IP作為主要的傳輸通訊協(xié)議，以單播方式進行視頻流輸出。TCP工作于TCP/IP的傳輸層，它為用戶進程定義了一個可靠的、面向連接的、全雙工字節(jié)流。UDP則提供了無握手連接、“不可靠”的數據報服務，它沒有連接的概念，適用于無須應答并且一次只傳少量數據的應用軟件。

　　因為單播協(xié)議需要每個前端編碼設備，在收到多個后臺圖像訪問請求時，都發(fā)出一份內容完全相同的編碼流，所以，在監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現突發(fā)事件，或者概率很小的隨機事件中(例如公安天網系統(tǒng)中，眾多單位同時關注一個地點的社會治安事件)，當多個用戶同時對同一個編碼設備進行圖像請求時，前端編碼器就不堪重負，出現編碼異常、網絡丟包、死機等現象。常見編碼器的多用戶訪問參數，一般是不超過6個用戶。

　　單播協(xié)議在進行網絡存儲時，是有優(yōu)勢的，由于存儲需要數據傳輸可靠，單播協(xié)議的握手校驗模式，可以保證寫入到存儲池中的數據，沒有遺漏和丟失。但是在實時觀看環(huán)境中，單播流的握手校驗方式，到達用戶桌面的畫面會增加網絡傳輸時延。

　　組播流組播協(xié)議的特點是：支持同一個組的主機可以接受到此組內的所有數據，網絡中的交換機和路由器只向有需求者復制并轉發(fā)其所需數據。主機可以向路由器請求加入或退出某個組，網絡中的路由器和交換機有選擇的復制并傳輸數據，即只將組內數據傳輸給那些加入組的主機。這樣既能一次將數據傳輸給多個有需要(加入組)的主機，又能保證不影響其他不需要(未加入組)的主機的其他通訊。RTP與控制協(xié)議(RTCP)配合工作，RTCP使得大的組播網絡能夠監(jiān)視數據傳輸。

　　組播加上UDP，非常適合于IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，基于虛擬矩陣的多用戶瀏覽。即使少量數據在路由傳輸中滯后或丟包，后臺顯示軟件可以丟掉這些錯誤的信息，跳過少數出錯的幀，繼續(xù)顯示新的畫面，不影響總體的觀看效果。

　　組播功能非常重要，可以使得客戶端不經過流媒體服務器的轉發(fā)而直接接受組播流。這樣，眾多用戶可以直接和任何一個前端編碼器設備進行通訊，獲取實時圖像，而不經過其它中轉環(huán)節(jié)。前端編碼器設備，也只需要發(fā)出一份組播協(xié)議的視頻流，在交換機、路由器等設備的組播協(xié)議管理下，將數據發(fā)送到需要這些數據的用戶桌面。一般支持組播視頻流的設備，都沒有受訪用戶的數量限制，哪怕數千用戶訪問同一個攝像機，只要網絡支持，這個攝像機就能夠發(fā)出實時的、清晰度不受影響的視頻流!

　　前端編碼器的單播輸出的視頻流

　　另外，前端編碼器的單播輸出的視頻流，假設要通過流媒體轉發(fā)服務器進行中轉，意味著用戶訪問流程如下：

　　用戶對前端畫面提出訪問請求→系統(tǒng)進行判斷和仲裁→當這個訪問時多用戶集中針對少數個別畫面時，將訪問路徑指向流媒體服務器→流媒體服務器接收并響應多用戶訪問，判斷并聯(lián)系相應的實時編碼設備或存儲設備→受訪問設備輸出視頻流到流媒體服務器→由流媒體服務器將用戶需要的視頻流，以組播、廣播的方式分發(fā)到用戶手中。

　　這個流程太冗長了：

　　一、多次仲裁和轉發(fā)，會大大增加用戶訪問的網絡延時。特別是客戶進行PTZ操控時，較長的網絡延時會使操作員錯過捕捉突發(fā)事件的瞬間。

　　二、視頻流在網絡傳輸系統(tǒng)中多次、來回流動，增加了網絡的負荷。流媒體轉發(fā)服務器一般設置在控制中心，客戶端用戶的訪問，意味著前端編碼器的視頻流要先進入控制中心，送達存儲服務器或者流媒體轉發(fā)服務器，然后再由流媒體轉發(fā)服務器從存儲設備讀出(限于多用戶回放時)，或者將需要的那些編碼器畫面，通過控制中心核心交換機，送出到各個客戶端，對核心交換機造成多次反復傳輸的壓力。

　　三、根據系統(tǒng)容量，特別是提出同時訪問的用戶數量的擴大，流媒體服務器在系統(tǒng)中的配置數量需增加，用戶要支出成本。特別是平時集中訪問少數圖像的用戶很少時，該服務器閑置嚴重，而突發(fā)災難事件出現(如大型工廠出現嚴重事故、或者公安天網系統(tǒng)出現嚴重群體性治安事件時)后，可能有超出系統(tǒng)設計預期的用戶提出訪問需求，現有流媒體轉發(fā)服務器可能又不能承擔足夠的轉發(fā)任務。

　　所以，前端設備提供多碼流，多種網絡協(xié)議支持，可以有效的解決這個問題。