Улучшаем работу системы видеонаблюдения и предотвращаем сбои
Очевидно, что лучше предотвратить болезнь, чем впоследствии ее лечить.
С построением видеосистем все обстоит точно также. Вместо того чтобы искать причины и решать проблемы с отображением/записью/архивированием в процессе использования, лучше чуть дольше и внимательнее подумать на этапе проектирования, чтобы избежать неприятностей в будущем.
Наша техподдержка работает активно, очень активно. Она консультирует, помогает настроить и, конечно, решает проблемы в видеосистемах. Часто эти проблемы видны в среде ПО, но с Macroscop они не связаны. Видеосистема многокомпонентна, если что-то в ней ломается или просто не работает должным образом, пользователь не увидит, что какая-то часть испортилась. Он увидит, что в realtime-видео появились рывки, а в архиве — «дырки». Значит ли это, что проблема в ПО? Часто причина совсем в другом.
В связи с тем, что обращения в техподдержку Macroscop (как выясняется в дальнейшем) в 40% случаев не связаны с работоспособностью ПО, мы решили провести небольшой ликбез по планированию и построению видеосистем. И рассказать, почему не скупиться на время и средства на этих этапах важно, и что будет если этого не делать. Говорить будем в том числе и об очевидном. Но как показывает опыт, понимать и делать — разные вещи.
Начнем с того, как проблема может выглядеть. Визуально сигналом о том, что в системе что-то идет не так, могут стать:
- Отсутствие соединения с камерой. Вы просто не видите видео с камеры в реальном времени и не получаете с нее архив.
- Неплавное отображение видео (рывки/ускорения/задержки).
- Пустые места («дырки») в архиве. Запись, вроде, шла, а куска видео в архиве нет.
- Артефакты. На видео появляется то, чего на самом деле не было (при условии, что потусторонние силы этому не способствовали).
Что может стать причиной нарушений?
Сеть
Если видео не пришло от камеры на сервер, с сервера не ушло на клиент или в хранилище, чаще всего виноват канал связи. Он может быть недостаточно широким, недостаточно стабильным, недостаточно разборчивым (не умеет правильно расставлять приоритеты, когда по нему идет много разноплановой информации).
Поэтому первое, на что надо обращать внимание еще на старте — ширина будущего канала связи. Рассчитывается она просто — берем все камеры будущей системы, определяем, сколько Мбит информации каждая из них будет отправлять ежесекундно (для этого надо понимать, какое качество записи требуется- разрешение, частота, формат), учитываем, будет ли отображаться видео (со скольких камер и на сколько мониторов), делаем 10–15% прибавку на технический трафик и понимаем, где и какая пропускная способность будет нужна.
Лучше всего нарисовать схему будущей системы. Это можно сделать в том числе с помощью специальных программ (Graphical Network Simulator 3, например), они помогут с расчетами и выявлением «узких мест», на которые надо обратить особое внимание. Это простой и очевидный инструмент, но на практике им мало кто пользуется. Особенно среди начинающих инсталляторов.
Отделите сеть видеонаблюдения от сети телефонии, интернета и любых других систем. Для того, чтобы видеосистема, которая снимает правонарушение, не проиграла в борьбе за трафик с ютубом, который в этот самый момент решили посмотреть 10 сотрудников вашей компании, надо выделять для нее отдельный канал.
Разделить сети можно физически и логически. В первом случае вы устанавливаете отдельное оборудование и прокладываете отдельные кабели, во втором — выбираете коммутаторы с поддержкой VLAN. На практике с точки зрения настройки проще разделить физически, если есть возможность понести дополнительные расходы.
Важно рассчитывать мощность при выборе сетевого оборудования. Производитель может заявлять большую пропускную способность портов коммутатора, но это не гарантирует, что процессор сетевого устройства выдержит весь этот объем данных.
Сеть надо не только грамотно продумывать, но качественно собирать. Доходит до банального: у пользователя плохо обжат патч-корд, и это приводит к потере соединения или разрывам в архиве. Найти такую проблему удается не так быстро, потому что, как правило, до проверки работоспособности таких мелочей как патч-корды или гнезда маршрутизаторов доходят в последнюю очередь.
Системы хранения данных
Важно не забыть вычислить необходимую ширину канала между сервером и сетевым хранилищем данных. Это часто упускают из вида.
Для того, чтобы системы хранения справлялись с записью поступающего объема информации от видеосистемы, надо просчитать необходимый объем памяти, а также оценить IOPS (параметр, отвечающий за количество операций ввода-вывода, выполняемых СХД за секунду). Сделать это можно с помощью специальных программ (Iometer, IOzone, FIO, CrystalDiskMark).
Если система многосерверная, мы рекомендуем вместо одного более вместительного хранилища, выбрать несколько меньшего объема, чтобы избежать избыточной загрузки.
Антивирус и firewall
Как правило, firewall и антивирусное ПО оказывают влияние на работу видеосистемы, так как вмешиваются в сетевой трафик. Это также могут быть защитник Windows, брандмауэр Windows, Hardware firewall и т.п.
Отключить антивирусное ПО можно, но просто исключить firewall, не меняя общей конфигурации системы, когда она уже построена (особенно если речь идет о крупной и сложной системе), зачастую нельзя. Приходится перестраивать всю сеть. Поэтому позаботиться об отключении или исключении из системы видеонаблюдения всех софтов и устройств, которые могут ограничивать получение или передачу данных, стоит заранее. Часто даже настройка «исключений» не позволяет полностью ограничить доступ таких решений до видеотрафика.
Оборудование
Кроме очевидного (камеры, серверы, хранилища должны быть исправны) есть некоторые моменты в настройках оборудования, которые тоже желательно учесть. Обязательно проверьте, что ваши компьютеры не уйдут в режим энергосбережения. В противном случае система будет работать, но сеть будет находится в низком приоритете, поэтому часть данных от камер может просто не приходить. Причем найти причину будет очень сложно, потому что как только вы начнете искать, все чудесным образом наладится.
При выборе IP-камер в проект обратите внимание, по какому протоколу передачи данных они работают. Для минимизации потерь выбирайте подключение по TCP (благо, он встречается намного чаще других). Тогда в случае возникновения сетевых ошибок произойдет повторный запрос информации с камеры, и с высокой вероятностью она подтянется с небольшой задержкой, не ощутимой для пользователя.
Иногда проблемы возникают из-за того, пользователь запрашивает с камеры единовременно несколько потоков, а камера с этим не справляется. Свои рекомендации относительно количества потоков производители дают редко, поэтому здесь придется проверять опытным путем.
Установленная камера сама по себе может некорректно работать и отправлять на сервер видео с артефактами. Чтобы проверить, что дело в камере, а не в ПО видеосистемы, можно, например, воспользоваться VLC проигрывателем: если артефакты наблюдаются в плеере, причину надо искать в самой камере. Только прежде надо убедиться, что в видеосистему и в проигрыватель видео передается по одному и тому же протоколу.
Если возможности предоставить достаточно широкий канал связи нет, можно уменьшить битрейт на камерах. Для этого надо в настройках уменьшить частоту кадров или качество записи, использовать камеры с современными форматами сжатия (h.264+, h.265+), технологией zipstream. Также в подавляющем большинстве есть возможность использовать переменный битрейт: когда движения в кадре нет, передается меньший объем информации, когда начнется движение, качество записи и объем данных повысится.
Как найти проблему?
Если проблема все-таки возникла, для диагностики причины первоочередными могут стать следующие шаги:
- Зайти в диспетчер задач и проверить общую загрузку системы.
- Проверить физическое состояние оборудования (не отключилось ли питание, не оборвал ли кто-то кабель, работоспособны ли камеры и т.п.).
- Проверить, выключен ли антивирус.
- Воспользоваться функциями самодиагностики Macroscop. Самодиагностика выводит сообщения о неполадках и дает рекомендации по их самостоятельному устранению.
Все это может сделать администратор системы без привлечения внешних специалистов.
Если причина не найдена и решить проблему самостоятельно не удается, необходимо обратиться в техподдержку. Первое, что мы проверяем, когда обращаются с проблемой задержек, артефактов или потери соединения, — сеть между камерой и сервером. Для этого мы используем специальные программы (Iperf), а также ping-тест. Только пингуем большим пакетом данных, так как видео в 99% случаев больше, чем максимально допустимый объем данных стандартного пакета (MTU).
Пример: ping -l 5000 -t (бесконечный пинг пакетом в 5000 байт).
Мы отправляем пакет данных, получаем его обратно и оцениваем потери. А они вообще недопустимы. Даже 1% потерянных кадров приводит к разным негативным эффектам — от артефактов, потерь в архиве, рывков в реальном времени до полного разрыва связи с камерой.
Аналогично может быть диагностирована проблема канала связи между сервером и клиентскими компьютерами.
Также в Macroscop ведется логирование работы системы, и логи во многом помогают сузить область поиска проблемы нашим специалистам. Благодаря функциям диагностики, ПО определяет проблемы с нарушением последовательности пакетов, отправляемых камерой на сервер, доступом к серверу, подсистемой декодирования, авторизацией, запуском служб и записью.
Это только несколько вариантов проверки состояния и поиска источников проблемы, но в большинстве случаев этих инструментов достаточно, чтобы диагностировать причину. В противном случае начинается индивидуальная проработка и кропотливая проверка.
Подумать заранее
Как и во многих других, в случае работы видеосистемы ряда проблем можно избежать, просто перестраховавшись на этапе проектирования. Просчитывайте параметры сети заранее, подбирайте оборудование чуть более производительное, чем требуют расчеты, покупайте качественные расходники и относитесь с вниманием к их установке, слушайте рекомендации производителей оборудования и разработчиков ПО, которое вы выбираете, обращайтесь в техническую поддержку или к пресейл-инженерам, если остаются вопросы или сомнения.
В общем, чем больше внимания вы уделяете видеосистеме в самом начале, тем меньше она его будет требовать в течение долгих лет использования.
