CN101583024A - 分布式网络视频监控系统及其注册控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式网络视频监控系统，包括：中心节点，用于首次注册时重定向和业务数据的同步处理；边缘节点，与中心节点连接，用于对注册的接入控制；监控前端，与中心节点和边缘节点连接，用于发起首次注册接入或者发起注册接入；监控客户端，与中心节点和边缘节点连接。本发明还公开了一种注册控制方法，包括：监控前端/监控客户端向中心节点的注册服务器首次发起注册接入请求消息；注册服务器获取监控前端/监控客户端所属边缘节点，并通知重新向其归属边缘节点的业务处理服务器进行重新注册；以及监控前端/监控客户端向边缘节点的业务处理服务器发起重新注册请求消息。因此，本发明可以通过增加边缘节点很灵活的进行系统扩容。

Description

分布式网络视频监控系统及其注册控制方法

技术领域

本发明涉及计算机网络和多媒体通信技术领域，尤其涉及一种基于分布式部署的网络视频监控系统及基于该系统的注册控制方法。

背景技术

目前，网络视频监控系统基本上都是采用集中式部署的方式，所有的视频监控业务数据存储在中心服务平台的数据库中，同时视频监控业务逻辑处理也全部在中心平台服务器实现处理。

但是，这种集中式的网络视频监控系统有其本身固有的缺陷：随监控客户端和监控前端设备的增加，中心平台服务器的压力随之增大，中心平台服务器将成为整个系统瓶颈，不利灵活扩容。同时考虑到网络视频监控系统的特点，监控客户端和监控前端设备在整个网络视频监控系统中的部署是分布式的，监控客户端和监控前端通常都是在同一个区域范围内，如果中心服务平台与某个监控区域内的网络出现异常，会导致某个区域的业务瘫痪。如果在中心服务平台中的某个网络设备出现异常之后，会导致整个系统的业务瘫痪。

现有技术CN200510110364中公开了一种运营级网络视频监控系统，其物理架构包括分别接入IP承载网络的前端单元、客户端单元和中心服务平台，该平台由中心管理服务器、认证/监权/计费服务器、视频转分发单元和网络录像单元组成，该物理架构被分成运营支撑层，媒体交换层和用户接入层；所述中心服务平台、前端单元和客户单元组成一个边缘域，多个边缘域由一个上级管理中心管理形成二级域，二级域由一个上级管理中心管理形成三级域，并可依次类推形成一个树状结构。

该专利定义了一个边缘域，一个边缘域由中心服务平台、前端单元和客户单元组成。并且在一个域内采用集中的管理方式，因此同样也存在上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分布式网络视频监控系统及其注册控制方法，以解决现有技术中由于中心节点和边缘节点之间的网络异常导致业务瘫痪以及中心节点为系统的业务瓶颈的问题。

为了解决上述问题，本发明提供的一种分布式网络视频监控系统，包括：

中心节点，用于进行视频监控业务的开户，业务数据的集中存储，首次注册时重定向以及所述业务数据的同步处理；

边缘节点，与所述中心节点连接，用于对所述中心节点同步的所述业务数据备份保存，注册的接入控制，以及视频数据的存储和分发；

监控前端，与所述中心节点和边缘节点连接，用于对模拟视频数据的采集、并把编码后的所述视频数据转发给所述边缘节点，以及向所述中心节点发起首次注册接入或者向边缘节点发起注册接入；

监控客户端，与所述中心节点和边缘节点连接，用于处理经过所述边缘节点分发的所述监控前端采集的所述视频数据，通过所述边缘节点对所述监控前端进行云镜控制操作，以及向所述中心节点发起所述视频监控业务的开户，向所述中心节点发起首次注册接入，或者向所述边缘节点发起注册接入。

所述中心节点包括：

业务控制服务器，用于对所述监控客户端发起的所述视频监控业务进行开户；

数据库服务器，用于集中存储所述业务数据；

注册服务器，用于提供所述监控客户端和监控前端在首次注册时重定向，使其重定向至归属的所述边缘节点进行注册接入；和

数据同步服务器，用于与所述边缘节点进行所述业务数据的同步。

所述边缘节点包括：

业务处理服务器，用于对所述监控客户端和监控前端进行注册接入控制；

内存数据库，用于进行在本地对同步的所述业务数据进行备份保存；

媒体分发服务器，用于将所述监控前端采集的所述视频数据分发给所述监控客户端；和

媒体存储服务器，用于将所述视频数据进行存储。

所述监控客户端或者监控前端连续数次和所述边缘节点建立链路不成功时，重新向所述中心节点进行注册。

本发明提供的一种分布式网络视频的注册控制方法，包括：

所述监控前端/监控客户端向所述中心节点的注册服务器首次发起注册接入请求消息；

所述注册服务器根据所述注册接入请求消息，获取所述监控前端/监控客户端所属边缘节点，并通过响应消息通知所述监控前端/监控客户端重新向其归属边缘节点的业务处理服务器进行重新注册；以及

所述监控前端/监控客户端根据所述响应消息，向所述边缘节点的业务处理服务器发起重新注册请求消息，以使所述业务处理器对所述监控前端/监控客户端进行鉴权。

所述业务处理服务器对所述监控前端/监控客户端进行鉴权所采用的包括在业务数据中的鉴权信息，在所述监控客户端发起视频监控业务的开户时，已通过同步方式预先同步至所属边缘节点的所述业务处理服务器。

所述监控前端/监控客户端注册成功后，将所属边缘节点的所述业务处理服务器的IP地址进行存储。

在所述监控前端/监控客户端注册成功后，当所述监控前端/监控客户端再次发起注册接入请求消息时，是根据其存储的所属边缘节点的所述业务处理服务器的IP地址，向所述所属边缘节点的所述业务处理服务器发起的。

在所述监控客户端注册成功后，当所述监控客户端发起对与其不同属于边缘节点的监控前端的业务数据请求消息时，

所述监控客户端所属的边缘节点向监控前端所述的边缘节点进行业务订阅；

所述监控前端归属的边缘节点记录所述监控客户端所属的边缘节点的业务处理器的IP地址和订阅的监控前端；以及

所述监控前端归属的边缘节点将相关的业务数据发送给所述监控客户端所属的边缘节点。

在所述监控客户端注册成功后，所述监控客户端/监控前端连续数次和所述边缘节点建立链路不成功时，重新向所述中心节点进行注册。

因此，本发明分布式网络视频监控系统是由中心节点和多个边缘节点组成。在中心节点进行业务数据存储，边缘节点进行业务数据处理，边缘节点和中心节点数据通过同步保持一致。这种部署方式特别适合网络视频监控系统中的区域监控，系统可以通过增加边缘节点很灵活的进行系统扩容，中心平台服务器异常，不影响某个区域内的监控业务，同样在中心平台和某个区域内网络出现异常时，业务基本不受影响。

附图说明

图1为本发明分布式网络视频监控系统的结构框图；

图2为本发明注册控制方法实施例1的流程图；

图3为本发明注册控制方法实施例2的流程图；

图4为本发明注册控制方法实施例3的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，为本发明分布式网络视频监控系统的结构框图。如图所示，分布式网络视频监控系统由一个中心节点和多个边缘节点组成。中心节点1用于进行视频监控业务的开销户、视频监控前端设备的管理、业务数据的集中存储，首次注册时重定向以及所述业务数据的同步处理，主要包括：业务管理服务器11、数据库服务器12、注册服务器13和数据同步服务器14。边缘节点2，与中心节点1连接，用于注册接入、控制、所述业务数据的备份保存；以及视频数据的存储和分发；边缘节点由业务处理服务器21、内存数据库22，媒体分发服务器23和媒体存储服务器24组成。在本例中，只示出了2个边缘节点，2个监控前端和监控客户端，但示出的个数并非用于限制。

如图还包括监控前端3，用于对模拟视频数据的采集、编码并通过网络把编码的后的所述视频数据转发给所述边缘节点的媒体分发服务器，以及向所述中心节点发起首次注册接入或者向边缘节点发起注册接入；监控客户端4，用于点播和显示媒体分发服务器分发的监控前端采集的所述视频数据、通过所述边缘节点对所述监控前端进行实时视频播放、录像点播VCR控制、云镜控制、图片抓拍、参数配置等操作控制；以及向所述中心节点发起所述视频监控业务的开户，向所述中心节点发起首次注册接入，或者向所述边缘节点发起注册接入。

继续参见图1，中心节点1包括业务管理服务器11，用于视频监控运营管理人员通过视频监控业务管理门户对所述监控客户端、监控前端设备等设备进行开户和权限控制；数据库服务器12，用于集中存储所述业务数据，如监控客户端发起的开户信息等；注册服务器13，用于向边缘节点提供监控客户端和监控前端在首次注册时重定向，使其重定向至归属的所述边缘节点进行注册接入；和数据同步服务器14，用于将数据库服务器中存储的业务数据与边缘节点进行同步处理。

继续参见图1，边缘节点2包括：业务处理服务器21，用于对监控客户端和监控前端进行注册接入控制；内存数据库22，用于在本地对同步的业务数据进行备份保存；媒体分发服务器23，用于将监控前端采集的视频数据分发给监控客户端；和媒体存储服务器24，用于将监控前端3发送的视频数据进行存储。(在图1中，为了使得在查看连接关系时清晰，监控客户端4和业务处理服务器21与媒体分发服务器23的连接用虚线来表示，在此虚线和实线在表示连接关系上并无差异)。

本发明中心节点1和边缘节点2之间定时进行业务数据同步，保持中心节点和边缘节点业务数据的一致性。如果由于分布式网络视频监控系统异常导致同步失败后，在下一个同步周期会继续重新同步。中心节点通常部署的数据库服务器12为商用数据库，而边缘节点通常部署的是内存数据库22，边缘节点的内存数据库的业务数据实时保存

由上述描述可以看出监控客户端和监控前端首次接入时，通过中心节点1的注册服务器13把监控客户端4和监控前端3重定向到边缘节点2上进行服务(在图1中，为了使得在查看连接关系时清晰，监控客户端4和监控前端3与中心节点1的注册服务器13的连接用虚线来表示，在此虚线和实线在表示连接关系上并无差异)。由上述可看出在本发明分布式网络视频监控系统中提出中心节点和边缘节点概念；各种业务数据在中心节点进行集中存储和管理，边缘节点对中心节点的各种业务数据进行备份，并保存到内存数据库中，同时在边缘节点进行各种业务逻辑处理。中心节点和边缘节点之间进行定时数据同步方式，保证两者业务数据的一致性。并且监控客户端和监控前端设备统一接入到边缘节点，并在边缘节点上实现各种视频监控业务逻辑处理。

因此，中心节点出现故障时，不影响边缘节点上的已有的各种业务，同时单个边缘节点出现故障时，不影响整个系统中的其他边缘节点已有的业务。并且，边缘节点和边缘节点之间，通过状态订阅实现监控客户端和监控前端在不同边缘节点之间的视频监控业务。这种分布式的网络视频监控系统可方便的增加边缘节点数量，来达到扩展接入到系统中的监控客户端和监控前端数量，实现系统平滑扩容。

下面基于该分布式网络视频监控系统来描述在监控系统中经常涉及的注册接入过程和云镜控制等，以更加好地理解本发明分布式网络视频监控系统的作用和效果。

在本发明分布式网络视频监控系统中，分布部署多个边缘节点，大量的监控前端和监控客户端分别接入到其归属的边缘节点。在边缘节点部署业务处理服务器、媒体分发服务器和媒体存储服务器，其中在业务处理机上启动FTP服务器，中心节点的同步服务器定期把中心节点数据库中变更的数据通过FTP方式同步到边缘节点的业务处理服务器上，或者从边缘节点的业务处理服务器上获取节点变更的数据，实现中心节点和边缘节点之间的双向数据同步。在分布式网络视频监控系统中，监控客户端和监控前端通常都是接入到同一个边缘节点，大部分的业务逻辑处理都是在边缘节点内的业务处理服务器完成，但是也可能存在监控客户端和监控前端接入不同的边缘节点，需要两个边缘节点之间进行相互通信进行业务逻辑处理。

首先介绍监控前端注册接入本发明分布式网络视频监控系统。如图2所示为本发明注册控制方法实施例1的流程图。如图所示，该注册接入过程描述的是监控前端首次注册服务的情形。该注册过程包括：

步骤201，监控前端向中心节点的注册服务器首次发起注册接入请求消息；在本发明分布式网络视频监控系统中所有的监控前端需要配置有中心节点的注册服务器IP地址，而不需要根据不同的监控前端配置不同的边缘节点的业务处理服务器IP地址；

步骤202，中心节点注册服务器收到监控前端的注册接入请求消息，查询中心节点的数据库，获取监控前端的归属边缘节点的业务处理服务器的IP地址，并在响应消息中通知监控前端重新向其归属边缘节点的业务处理服务器重新注册；

步骤203，监控前端收到注册响应消息之后，主动断开和中心节点的注册服务器的链路，从响应消息中获得归属边缘节点的业务处理服务器，并向边缘节点的业务处理服务器发起重新注册请求；

步骤204，边缘节点的业务处理服务器进行业务鉴权，并返回注册响应结果给监控前端。如果监控前端注册成功，则在监控前端本地存储归属边缘节点的业务处理服务器的IP地址。

在边缘节点进行业务鉴权时，所采用的鉴权信息已经预先同步至边缘节点了。即，监控前端的鉴权信息等信息在刚开始已经保存在中心节点上，而中心节点的同步服务器则已经将这些信息同步至边缘节点上，因此边缘节点在进行逻辑处理如鉴权处理时，都是直接从本地数据库获取信息进行操作，可以看出本发明区别现有技术，逻辑处理是在边缘节点上进行。

上述实施例1描述了监控前端在首先发起注册的情形，当在监控前端进行了首次注册，在监控前端的本地保存了所属边缘节点的业务处理服务器的IP地址后，监控前端又继续发起注册，则是根据其存储的所属边缘节点的业务处理服务器的IP地址，向该所属边缘节点的业务处理服务器直接发起的。即是在步骤204之后还包括：

监控前端直接向边缘节点的业务处理服务器发送注册请求。

当然，在上述注册过程中还有特殊情况，即在连续数次如3次(该次数可以按照实际情况设置，此处仅为例示)和边缘节点业务处理服务器建立链路不成功时，认为边缘节点业务处理服务器出现异常，则重新向中心节点注册服务器进行注册，获取新的归属边缘节点的业务处理服务器。

图2描述了监控前端进行注册接入的过程，现描述监控客户端进行注册接入的过程，该监控客户端进行注册接入，其首次接入过程同图1中描述的监控前端进行注册接入的过程(步骤201至步骤204)，同样地，监控客户端各种业务数据(如用户名、密码、用户权限等)在监控客户端开户时已经通过同步方式提前同步到其归属的边缘节点上的业务处理服务器上。监控客户端的首次注册过程同监控前端，因此不再赘述。

如果监控客户端不是第一次接入，在本地保存其上一次接入的归属边缘节点的业务处理服务器的IP地址，则监控客户端直接向边缘节点的业务处理服务器发送注册请求，只有在连续三次和边缘节点业务处理服务器建立链路不成功时，认为边缘节点业务处理服务器出现异常，则重新向中心节点注册服务器进行注册，获取新的归属边缘节点的业务处理服务器。监控客户端的注册过程和监控前端的注册过程基本一致。

如图3所示为本发明注册接入方法实施例2的流程图。在监控客户端成功注册后，边缘节点和边缘节点之间，通过状态订阅实现监控客户端和监控前端在不同边缘节点之间的视频监控业务。如图所示，包括以下步骤：

步骤301，监控用户的监控客户端注册成功之后，向边缘节点业务处理服务器1请求有权限的监控前端列表；

步骤302，边缘节点发现监控客户端浏览的监控前端设备不在本边缘节点，则本边缘节点向监控前端归属的边缘节点的业务处理器2进行业务状态订阅；

步骤303，监控前端归属的边缘节点业务处理器2记录订阅边缘节点业务处理器1的IP地址和订阅的监控前端设备；

步骤304，监控前端归属的边缘节点业务处理器2检测到监控前端的状态有变化时(如接入、离线、业务告警等)，将这些信息发送给订阅此监控前端状态的边缘节点业务处理器1；

步骤305，边缘节点业务处理器1收到状态变化通知之后，把包括监控前端的状态信息的监控前端列表通知给监控客户端，从而实现跨节点之间的信令交互。

由于中心节点同步服务器提前把监控用户的数据同步到边缘节点的业务处理服务器上了，如果监控前端在该边缘节点上，则只需在监控客户端归属的边缘节点上直接处理，把其有权限浏览的监控前端列表返回给监控客户端；

上述实施例2描述监控客户端发起对与其不同属于边缘节点的监控前端的业务数据请求消息的一种情况。

下面，如图4所示，为基于本发明分布式网络视频监控系统的云镜控制过程。该过程为本发明注册控制方法实施例3的流程图，描述监控客户端发起对与其不同属于边缘节点的监控前端的业务数据请求消息的另一种情况。如图所示，包括以下步骤：

步骤401，监控客户端发送云镜控制消息给监控客户端归属的边缘节点的业务处理服务器；

步骤402，监控客户端归属的边缘节点的业务处理服务器判断需要控制的监控前端设备不在本边缘节点，则查询监控前端归属的业务处理服务器；

步骤403，监控客户端归属的边缘节点的业务处理服务查询得到监控前端归属的业务处理服务器的地址之后，向监控前端归属的业务处理服务器发送云镜控制消息；

步骤404，监控前端归属的业务处理服务器转发云镜控制消息给监控前端；

步骤405，监控前端返回云镜控制响应消息给监控前端归属的业务处理服务器，并通过所述监控客户端归属的边缘节点的业务处理服务转发给监控客户端。

当然，监控客户端归属的边缘节点的业务处理服务器判断需要控制的监控前端设备是否接入到本边缘节点，如果在本节点，则转发云镜控制消息给监控前端。即不需要边缘节点之间的信息交互了。

上述过程描述了在边缘节点和边缘节点之间可直接进行信息交互，不需要通过中心节点来管理，从而实现视频监控系统中的跨节点之间的业务。当然，本发明出了上述两跨节点操作实施例之外，还可有其他多种跨节点操作实施例，如边缘节点之间的各种视频监控业务数据查询、参数配置、实时媒体数据传输等等，具体过程同上述过程。

在本发明中把视频监控业务的数据存储和数据业务处理相分离，并把业务逻辑处理分布到边缘节点中，有效降低中心节点数据库处理的压力，同时由于在边缘节点的内存数据库中有中心节点各种业务数据(如监控客户端和监控前端的鉴权信息，订购的视频监控业务相关的数据等)的备份，当中心节点设备出现异常时，边缘节点能够自治服务，有效降低对中心节点服务器的依赖。

中心节点中的任何异常，对边缘节点的业务逻辑处理基本没有影响，这种分布式部署的网络视频监控系统在可靠性和容灾处理方面具有很大优势。

综上所述，本发明同背景技术中提及的方案是在结构上是完全不同的，本发明实现了分布式的部署，而背景技术中还是中心平台集中管理，背景技术中提及的方案中的一个域就相当于本发明中的整个视频监控系统，而两者在一个域内的业务处理和部署方式是完全不同的，从而也更好地解决了本方案存在的集中管理所带来的中心服务平台的瓶颈效应等问题。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、更改或者等同替换，而不脱离本发明和权利要求的精神和范围。

Claims (10)

1、一种分布式网络视频监控系统，其特征在于包括：

中心节点，用于进行视频监控业务的开户，业务数据的集中存储，首次注册时重定向以及所述业务数据的同步处理；

边缘节点，与所述中心节点连接，用于对所述中心节点同步的所述业务数据备份保存，注册的接入控制，以及视频数据的存储和分发；

监控前端，与所述中心节点和边缘节点连接，用于对模拟视频数据的采集、并把编码后的所述视频数据转发给所述边缘节点，以及向所述中心节点发起首次注册接入或者向边缘节点发起注册接入；和

监控客户端，与所述中心节点和边缘节点连接，用于处理经过所述边缘节点分发的所述监控前端采集的所述视频数据，通过所述边缘节点对所述监控前端进行云镜控制操作，以及向所述中心节点发起所述视频监控业务的开户，向所述中心节点发起首次注册接入，或者向所述边缘节点发起注册接入。

2、根据权利要求1所述的分布式网络视频监控系统，其特征在于所述中心节点包括：

业务控制服务器，用于对所述监控客户端发起的所述视频监控业务进行开户；

数据库服务器，用于集中存储所述业务数据；

注册服务器，用于提供所述监控客户端和监控前端在首次注册时重定向，使其重定向至归属的所述边缘节点进行注册接入；和

数据同步服务器，用于与所述边缘节点进行所述业务数据的同步。

3、根据权利要求1或2所述的分布式网络视频监控系统，其特征在于所述边缘节点包括：

业务处理服务器，用于对所述监控客户端和监控前端进行注册接入控制；

内存数据库，用于进行在本地对同步的所述业务数据进行备份保存；

媒体分发服务器，用于将所述监控前端采集的所述视频数据分发给所述监控客户端；和

媒体存储服务器，用于将所述视频数据进行存储。

4、根据权利要求3所述的分布式网络视频监控系统，其特征在于所述监控客户端或者监控前端连续数次和所述边缘节点建立链路不成功时，重新向所述中心节点进行注册。

5、一种基于上述权利要求1-4所述的分布式网络视频监控系统的注册控制方法，其特征在于包括：

所述监控前端/监控客户端向所述中心节点的注册服务器首次发起注册接入请求消息；

所述注册服务器根据所述注册接入请求消息，获取所述监控前端/监控客户端所属边缘节点，并通过响应消息通知所述监控前端/监控客户端重新向其归属边缘节点的业务处理服务器进行重新注册；以及

所述监控前端/监控客户端根据所述响应消息，向所述边缘节点的业务处理服务器发起重新注册请求消息，以使所述业务处理器对所述监控前端/监控客户端进行鉴权。

6、根据权利要求5所述的监控前端注册控制方法，其特征在于所述业务处理服务器对所述监控前端/监控客户端进行鉴权所采用的包括在业务数据中的鉴权信息，在所述监控客户端发起视频监控业务的开户时，已通过同步方式预先同步至所属边缘节点的所述业务处理服务器。

7、根据权利要求6所述的监控前端注册控制方法，其特征在于所述监控前端/监控客户端注册成功后，将所属边缘节点的所述业务处理服务器的IP地址进行存储。

8、根据权利要求7所述的监控前端注册控制方法，其特征在于在所述监控前端/监控客户端注册成功后，当所述监控前端/监控客户端再次发起注册接入请求消息时，是根据其存储的所属边缘节点的所述业务处理服务器的IP地址，向所述所属边缘节点的所述业务处理服务器发起的。

9、根据权利要求6所述的监控前端注册控制方法，其特征在于在所述监控客户端注册成功后，当所述监控客户端发起对与其不同属于边缘节点的监控前端的业务数据请求消息时，

所述监控客户端所属的边缘节点向监控前端所述的边缘节点进行业务订阅；

所述监控前端归属的边缘节点记录所述监控客户端所属的边缘节点的业务处理器的IP地址和订阅的监控前端；以及

所述监控前端归属的边缘节点将相关的业务数据发送给所述监控客户端所属的边缘节点。

10、根据权利要求6所述的监控前端注册控制方法，其特征在于在所述监控客户端注册成功后，所述监控客户端/监控前端连续数次和所述边缘节点建立链路不成功时，重新向所述中心节点进行注册。

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