CN106055663B - 一种基于双机热备份的视频存储方法 - Google Patents

一种基于双机热备份的视频存储方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种基于双机热备份的视频存储方法。主要步骤：(1)初始化；(2)启动双机实时视频存储模块；(3)填充设备A、B的当前数据文件，并修改对应的索引文件和总文件表；(4)数据文件达到预定大小后，停止往数据文件存储数据并修改对应的索引文件和总文件表。根据预先的设定开始往下一个数据文件填充数据，并修改对应的索引文件和总文件表。同时，启动双机备份模块，备份数据文件。(5)是否继续视频存储，如是，执行(3)；(6)停止数据存储并等待当前数据文件的备份完成，结束。本发明具有以下特点：(1)双机备份，防止某一台设备损坏而导致的视频资料的丢失；(2)能够快速地进行视频数据的完全备份，有效的防止视频数据包的丢失；(3)备份过程无需中断实时视频存储，实现无间断存储。本发明提高了视频存储的完整性、安全性和可靠性。

Description

一种基于双机热备份的视频存储方法
技术领域
本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种基于双机热备份的视频存储方法。
背景技术
随着现代网络的逐渐普及，视频监控系统已经普及应用到人们生活中。视频监控系统主要通过信息点的视频采集，然后进行网络传输，将信息传输到视频处理中心进行处理，从而实现整体的视频监控及视频存储。在视频监控系统中，视频存储是其最重要的环节之一。
在现实生活中，各种不可控的因素均可能会造成视频存储的资料丢失。比如设备的损坏而导致视频存储的资料丢失，甚至由于网络原因而造成视频存储过程中出现丢帧现象。在对监控要求越来越高的今天，分钟级的间隔视频资料的丢失已不能满足监控的要求，甚至在特殊一些特殊行业，视频资料的丢失率要求控制在秒级以下。如何克服视频存储过程中不可控因素带来的不良后果、最大限度降低视频资料丢失的几率是本技术领域当前需要解决的重要课题。
针对上述的背景下，本发明提出了一种基于双机热备份的视频存储方法，其特点在于：(1)双机备份，防止某一台设备损坏而导致的视频资料的丢失；(2)能够快速地进行视频数据的完全备份，有效的防止视频数据包的丢失；(3)备份过程无需中断实时视频存储，实现无间断存储。本发明提高了视频存储的完整性、安全性和可靠性。
发明内容
本发明提出了一种基于双机热备份的视频存储方法，其具体步骤如下：
S1、初始化。
使用双机实现互为热备份，这两台设备(设备A、设备B)所有软硬件配置均相同，并同时接收同一视频源进行实时视频存储。其中，视频采用固定长度文件存储方式，其关键参数有：
(1)设数据文件的大小固定大小为L1，每个数据文件对应的索引文件的固定大小为L2，一共有N个数据文件和N个索引文件。
“索引文件”内信息以固定长度L3的格式存储，包括：“时间戳”、“数据文件内偏移”、“帧长度”、“索引文件内偏移”、“上一帧索引文件内偏移”、“下一帧索引文件内偏移”、“相同标识”(0表示没检测，1表示相同，2表示不同)等7个基本字段。
(2)一个总文件表，负责记录当前数据文件和索引文件的信息。
“总文件表”内信息以固定长度L4的格式存储，包括：“数据文件”、“索引数据文件”、“记录开始时间”、“记录结束时间”、“数据已记录大小”、“索引已记录大小”、“文件使用标识”(0表示未使用、1表示正在使用、2表示已使用)、“备份标识”(0表示未备份、1表示正在备份，2表示已备份)等8个基本字段。
S2、启动双机实时视频存储模块。
S3、填充设备A、B的当前数据文件，并修改对应的索引文件和总文件表。假设，设备A、B的当前数据文件为对应的索引文件为和总文件表为Atotal、Btotal。
S4、数据文件达到预定大小L5(L5＜L1)后，停止往数据文件存储数据并修改对应的索引文件和总文件表Atotal、Btotal。根据预先的设定开始往下一个数据文件填充数据，并修改对应的索引文件和总文件表Atotal、Btotal。假设下一个数据文件为对应的索引文件为同时，启动双机备份模块，备份数据文件
S5、是否继续视频存储，如是，执行S3，否则执行下一步。
S6、停止数据存储并等待当前数据文件的备份完成，结束。
所述的步骤S4中“启动双机备份模块，备份数据文件”，进一步包括：
首先，以A为主机，B为副机，先备份B上的数据
S4-1、通过TCP传输模块，把设备B的索引文件传输到设备A，获取总文件表Atotal的关于的信息并赋值给atemp。
S4-2、创建临时表Atemp、标志位Flag＝0，取索引文件的第一个帧信息bcurrent、取索引文件的第一个帧信息acurrent。其中，“临时表”的格式与“索引文件”相同。
S4-3、如果bcurrent的“相同标识”为“1”，执行S4-8；否则执行下一步。
S4-4、比较acurrent的“时间戳”和bcurrent的“时间戳”
S4-5、如果把acurrent和bcurrent的相同标志位设置为1，Flag＝0，取acurrent中“下一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到acurrent，转到S4-10；
S4-6、如果同时成立或者的“上一帧索引文件内偏移”为“NULL”同时成立，进入前插帧模块，Flag＝0，转到S4-10。
S4-7、如果同时成立，取acurrent中“上一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到acurrent，Flag＝1，转到S4-4。
S4-8、如果同时成立或者的“下一帧索引文件内偏移”为“NULL”同时成立，进入后插帧模块，Flag＝0，转到S4-10；
S4-9、如果同时成立，取acurrent中“下一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到acurrent，Flag＝2，转到S4-4。
S4-10、如果bcurrent的“下一帧索引文件内偏移”不为“NULL”，取bcurrent中“下一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到bcurrent，转S4-3；否则执行下一步。
S4-11、按照临时表Atemp的信息，要求设备B发送相应的数据包，然后按顺序填充在设备A的数据文件上，根据atemp修改总文件表Atotal。
同理，再一次以设备B为主机，设备A为副机，按照S4-1到S4-9的步骤备份设备A的数据文件到设备B的数据文件
所述的步骤S4-6中的“前插帧模块”进一步包括：
S4-6-1、根据acurrent、bcurrent、atemp生成新的帧信息anew，更新atemp。
S4-6-2、在索引文件添加anew后并修改其相关帧的帧信息，使anew的逻辑位置位于acurrent的上一帧。
S4-6-3、添加bcurrent到临时表Atemp。
所述的步骤S4-8中的“后插帧模块”进一步包括：
S4-8-1、根据acurrent、bcurrent、atemp生成新的帧信息anew，更新atemp。
S4-8-2、在索引文件添加anew后并修改其相关帧的帧信息，使anew的逻辑位置位于acurrent的下一帧。
S4-8-3、添加bcurrent到临时表Atemp
所述的步骤S4-6-1进一步包括：
anew的“上一帧索引文件内偏移”是acurrent的“上一帧索引文件内偏移”的内容；anew的“下一帧索引文件内偏移”是acurrent的“索引文件内偏移”的内容；anew的“索引文件内偏移”是atemp的“索引已记录大小”；anew的“数据文件内偏移”是atemp的“数据已记录大小”；anew的其他字段的内容与bcurrent相同。atemp的“数据已记录大小”更新为原值加上bcurrent的“帧长度”后得到的值，atemp的“索引已记录大小”更新为原值加上L3后得到的值。
所述的步骤S4-6-2进一步包括：
如果acurrent的“上一帧索引文件内偏移”不为“NULL”，则把acurrent的“上一帧索引文件内偏移”所指向的帧信息的“下一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容，然后acurrent的“上一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容；否则，直接把acurrent的“上一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容。
所述的步骤S4-8-1进一步包括：
anew的“上一帧索引文件内偏移”是acurrent的“索引文件内偏移”的内容；anew的“下一帧索引文件内偏移”是acurrent的“下一帧索引文件内偏移”的内容；anew的“索引文件内偏移”是atemp的“索引已记录大小”；anew的“数据文件内偏移”是atemp的“数据已记录大小”；anew的其他字段的内容与bcurrent相同。atemp的“数据已记录大小”更新为原值加上bcurrent的“帧长度”后得到的值，atemp的“索引已记录大小”更新为原值加上L3后得到的值。
所述的步骤S4-8-2进一步包括：
如果acurrent的“下一帧索引文件内偏移”不为“NULL”，则把acurrent的“下一帧索引文件内偏移”所指向的帧信息的“上一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容，然后acurrent的“下一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容；否则，直接把acurrent的“下一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
第一步、初始化。使用双机实现互为热备份，这两台设备(设备A、设备B)所有软硬件配置均相同，并同时接收同一视频源进行实时视频存储。
第二步、启动双机实时视频存储模块。
第三步、填充设备A、B的当前数据文件，并修改对应的索引文件和总文件表。假设，设备A、B的当前数据文件为对应的索引文件为和总文件表为Atotal、Btotal。
第四步、数据文件达到预定大小L5(L5＜L1)后，停止往数据文件存储数据并修改对应的索引文件和总文件表Atotal、Btotal。根据预先的设定开始往下一个数据文件填充数据，并修改对应的索引文件和总文件表Atotal、Btotal。假设下一个数据文件为对应的索引文件为同时，启动双机备份模块，备份数据文件
其中“启动双机备份模块，备份数据文件”的过程如以下实例所示：
S4-1、通过TCP传输模块，把设备B的索引文件传输到设备A，获取总文件表Atotal的关于的信息并赋值给atemp。
假设atemp分别如附图表1、表2、表3所示。同时，假设索引文件固定长度L3＝20
S4-2、创建临时表Atemp、标志位Flag＝0，取索引文件的第一个帧信息bcurrent、取索引文件的第一个帧信息acurrent。其中，“临时表”的格式与“索引文件”相同。
S4-3、如果bcurrent的“相同标识”为“1”，执行S4-8；否则执行下一步。
S4-4、比较acurrent的“时间戳”和bcurrent的“时间戳”
S4-5、如果把acurrent和bcurrent的相同标志位设置为1，Flag＝0，取acurrent中“下一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到acurrent，转到S4-9；
假设acurrent为表1中第2行帧信息，bcurrent为表2中第2行帧信息。因为把acurrent和bcurrent的相同标志位设置为1，Flag＝0。acurrent的“下一帧索引文件内偏移”为“40”，指向的帧信息在索引文件内偏移为40，也就是表1中第3行帧信息，因此把表1中第3行帧信息赋值给acurrent。
S4-6、如果同时成立或者的“上一帧索引文件内偏移”为“NULL”同时成立，进入前插帧模块，Flag＝0，转到S4-10。
其中，“前插帧模块”包括：
S4-6-1、根据acurrent、bcurrent、atemp生成新的帧信息anew，更新atemp。
假设acurrent为表1第1行帧信息，bcurrent为表2第1行帧信息，atemp的“数据已记录大小为“15”，atemp的“索引已记录大小为“100”。anew的“上一帧索引文件内偏移”是acurrent的“上一帧索引文件内偏移”的内容，即为“NULL”；anew的“下一帧索引文件内偏移”是acurrent的“索引文件内偏移”的内容，即为“0”；anew的“索引文件内偏移”是atemp的“索引已记录大小，即为“100”；anew的“数据文件内偏移”是atemp的“已记录大小”，即为“15”；anew的其他字段的内容与bcurrent相同；atemp的“数据已记录大小”更新为原值加上bcurrent的“帧长度”后得到的值，即“15+1＝16”；atemp的“索引已记录大小”更新为原值加上L3后得到的值，即“100+20＝120”。因此生成的anew如表4的第6行帧信息所示。
S4-6-2、在索引文件添加anew后并修改其相关帧的帧信息，使anew的逻辑位置位于acurrent的上一帧。
因为acurrent的“上一帧索引文件内偏移”为“NULL”，因此只需把acurrent的“上一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”，即为“100”，如表4的第1行帧信息所示。
S4-6-3、添加bcurrent到临时表Atemp。
S4-7、如果同时成立，取acurrent中“上一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到acurrent，Flag＝1，转到S4-4。
假设acurrent为表1第3行帧信息，acurrent中“上一帧索引文件内偏移”为“20”，指向的帧信息为表1中第2行帧信息，所以把表1中第2行帧信息赋值给acurrent。
S4-8、如果同时成立或者的“下一帧索引文件内偏移”为“NULL”同时成立，进入后插帧模块，Flag＝0，转到S4-10。
其中，“后插帧模块”包括：
S4-8-1、根据acurrent、bcurrent、atemp生成新的帧信息anew，更新atemp。
假设acurrent为表1第2行帧信息，bcurrent为表2第3行帧信息，atemp的“数据已记录大小为“16”，atemp的“索引已记录大小为“120”。anew的“上一帧索引文件内偏移”是acurrent的“索引文件内偏移”的内容，即为“20”；anew的“下一帧索引文件内偏移”是acurrent的“下一帧索引文件内偏移”的内容，即为“40”；anew的“索引文件内偏移”是atemp的“索引已记录大小”，即为“120”；anew的“数据文件内偏移”是atemp的“数据已记录大小”，即为“16”；anew的其他字段的内容与bcurrent相同；atemp的“数据已记录大小”更新为原值加上bcurrent的“帧长度”后得到的值，即“16+3＝19”，atemp＝19；atemp的“索引已记录大小”更新为原值加上L3后得到的值，即“120+20＝140”。因此生成的anew如表4的第7行帧信息所示。
S4-8-2、在索引文件添加anew后并修改其相关帧的帧信息，使anew的逻辑位置位于acurrent的下一帧。
因为acurrent的“下一帧索引文件内偏移”不为“NULL”，acurrent的“下一帧索引文件内偏移”为“40”，指向的帧信息在索引文件内偏移为40，也就是表1中第3行帧信息，其“上一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容，即“120”；然后acurrent的“下一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容，即“120”。
S4-8-3、添加bcurrent到临时表Atemp
S4-9、如果同时成立，取acurrent中“下一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到acurrent，Flag＝2，转到S4-4。
S4-10、如果bcurrent的“下一帧索引文件内偏移”不为“NULL”，取bcurrent中“下一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到bcurrent，转S4-3；否则执行下一步。
S4-11、按照临时表Atemp的信息，要求设备B发送相应的数据包，然后按顺序填充在设备A的数据文件上，根据atemp修改总文件表Atotal。
同理，再一次以设备B为主机，设备A为副机，按照S4-1到S4-9的步骤备份设备A的数据文件到设备B的数据文件
第五步、是否继续视频存储，如是，执行S3，否则执行下一步。
第六步、停止数据存储并等待当前数据文件的备份完成，结束。
表1的内容
表2的内容
表3 atemp的内容
表4 备份后的内容
表5 备份后的内容
表6 备份后atemp的内容
表7 Atemp的内容
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种基于双机热备份的视频存储方法，其特征在于，使用双机实现互为热备份，包括以下步骤：
S1、初始化设备A和B；
S2、启动双机实时视频存储模块；
S3、填充设备A、B的当前数据文件，并修改对应的索引文件和总文件表，总文件表负责记录当前数据文件和索引文件的信息；设备A、B的当前数据文件为对应的索引文件为和总文件表为Atotal、Btotal；
S4、设备A的当前数据文件设备B的当前数据文件达到预定大小L5后，L5＜L1，数据文件的固定大小为L1，停止往当前数据文件存储数据并修改对应的索引文件和总文件表Atotal、Btotal，根据预先的设定开始往下一个数据文件填充数据，并修改对应的索引文件和总文件表Atotal、Btotal；假设下一个数据文件为对应的索引文件为同时，启动双机备份模块，备份当前数据文件
S5、是否继续视频存储，如是，执行S3，否则执行下一步；
S6、停止数据存储并等待当前数据文件的备份完成，结束；
设备A、设备B所有软硬件配置均相同，并同时接收同一视频源进行实时视频存储；
视频采用固定长度文件存储方式，其关键参数有：(1)设数据文件的固定大小为L1，每个数据文件对应的索引文件的固定大小为L2，一共有N个数据文件和N个索引文件；
“索引文件”内信息以固定长度L3的格式存储，包括7个基本字段：“时间戳”、“数据文件内偏移”、“帧长度”、“索引文件内偏移”、“上一帧索引文件内偏移”、“下一帧索引文件内偏移”、“相同标识”0表示没检测，1表示相同，2表示不同；
“总文件表”内信息以固定长度L4的格式存储，包括8个基本字段：“数据文件”、“索引数据文件”、“记录开始时间”、“记录结束时间”、“数据已记录大小”、“索引已记录大小”、“文件使用标识”0表示未使用、1表示正在使用、2表示已使用、“备份标识”0表示未备份、1表示正在备份，2表示已备份；
所述的步骤S4中“启动双机备份模块，备份数据文件”，进一步包括：
首先，以A为主机，B为副机，先备份B上的数据文件
S4-1、通过TCP传输模块，把设备B的索引文件传输到设备A，获取总文件表Atotal的关于的信息并赋值给atemp；
S4-2、创建临时表Atemp、标志位Flag＝0，取索引文件的第一个帧信息bcurrent、取索引文件的第一个帧信息acurrent；其中，“临时表”的格式与“索引文件”相同；
S4-3、如果bcurrent的“相同标识”为“1”，执行S4-8；否则执行下一步；
S4-4、比较acurrent的“时间戳”和bcurrent的“时间戳”
S4-5、如果把acurrent和bcurrent的相同标志位设置为1，Flag＝0，取acurrent中“下一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到acurrent，转到S4-10；
S4-6、如果同时成立或者 的“上一帧索引文件内偏移”为“NULL”同时成立，进入前插帧模块，Flag＝0，转到S4-10；
S4-7、如果同时成立，取acurrent中“上一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到acurrent，Flag＝1，转到S4-4；
S4-8、如果同时成立或者的“下一帧索引文件内偏移”为“NULL”同时成立，进入后插帧模块，Flag＝0，转到S4-10；
S4-9、如果同时成立，取acurrent中“下一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到acurrent，Flag＝2，转到S4-4；
S4-10、如果bcurrent的“下一帧索引文件内偏移”不为“NULL”，取bcurrent中“下一帧索引文件内偏移”对应的帧信息并赋值到bcurrent，转S4-3；否则执行下一步；
S4-11、按照临时表Atemp的信息，要求设备B发送相应的数据包，然后按顺序填充在设备A的数据文件上，根据atemp修改总文件表Atotal；
同理，再一次以设备B为主机，设备A为副机，按照S4-1到S4-9的步骤备份设备A的数据文件到设备B的数据文件
2.根据权利要求1所述的一种基于双机热备份的视频存储方法，其特征在于，所述的步骤S4-6中的“前插帧模块”进一步包括：
S4-6-1、根据acurrent、bcurrent、atemp生成新的帧信息anew，更新atemp；
S4-6-2、在索引文件添加anew后并修改其相关帧的帧信息，使anew的逻辑位置位于acurrent的上一帧；
S4-6-3、添加bcurrent到临时表Atemp。
3.根据权利要求1所述的一种基于双机热备份的视频存储方法，其特征在于，所述的步骤S4-8中的“后插帧模块”进一步包括：
S4-8-1、根据acurrent、bcurrent、atemp生成新的帧信息anew，更新atemp；
S4-8-2、在索引文件添加anew后并修改其相关帧的帧信息，使anew的逻辑位置位于acurrent的下一帧；
S4-8-3、添加bcurrent到临时表Atemp。
4.根据权利要求2所述的一种基于双机热备份的视频存储方法，其特征在于，所述的步骤S4-6-1进一步包括：
anew的“上一帧索引文件内偏移”是acurrent的“上一帧索引文件内偏移”的内容；anew的“下一帧索引文件内偏移”是acurrent的“索引文件内偏移”的内容；anew的“索引文件内偏移”是atemp的“索引已记录大小”；anew的“数据文件内偏移”是atemp的“数据已记录大小”；anew的其他字段的内容与bcurrent相同；atemp的“数据已记录大小”更新为原值加上bcurrent的“帧长度”后得到的值，atemp的“索引已记录大小”更新为原值加上L3后得到的值。
5.根据权利要求2所述的一种基于双机热备份的视频存储方法，其特征在于，所述的步骤S4-6-2进一步包括：
如果acurrent的“上一帧索引文件内偏移”不为“NULL”，则把acurrent的“上一帧索引文件内偏移”所指向的帧信息的“下一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容，然后acurrent的“上一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容；否则，直接把acurrent的“上一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容。
6.根据权利要求3所述的一种基于双机热备份的视频存储方法，其特征在于，所述的步骤S4-8-1进一步包括：
anew的“上一帧索引文件内偏移”是acurrent的“索引文件内偏移”的内容；anew的“下一帧索引文件内偏移”是acurrent的“下一帧索引文件内偏移”的内容；anew的“索引文件内偏移”是atemp的“索引已记录大小”；anew的“数据文件内偏移”是atemp的“数据已记录大小”；anew的其他字段的内容与bcurrent相同；atemp的“数据已记录大小”更新为原值加上bcurrent的“帧长度”后得到的值，atemp的“索引已记录大小”更新为原值加上L3后得到的值。
7.根据权利要求3所述的一种基于双机热备份的视频存储方法，其特征在于，所述的步骤S4-8-2进一步包括：
如果acurrent的“下一帧索引文件内偏移”不为“NULL”，则把acurrent的“下一帧索引文件内偏移”所指向的帧信息的“上一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容，然后acurrent的“下一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容；否则，直接把acurrent的“下一帧索引文件内偏移”改为anew的“索引文件内偏移”的内容。
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