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高性能流媒体服务器的设计及其实现(ppt 30页)


嵌入式流媒体服务器
• 1.系统架构 • 2.关键技术 • 3.系统功能 • 4.性能指标
1.多网卡汇聚技术
实现跨网卡、跨网段流媒体分发。
2.异步I/O网络通讯技术
异步的I/O完成端口通讯技术,,IO完成端口使用操作系统 的重叠I/O模型来提高系统I/O的处理能力。对于大数据量的 I/O操作来说,尤其适用重叠I/O机制,因为发起重叠操作的 线程在重叠请求发出后就可以继续处理下一个I/O请求。
由于流媒体服务器的设计目标是提供一个高带 宽和高数据吞吐率的流媒体转发平台,系统瓶颈在 于网络带宽,对嵌入式硬件芯片的要求,要求其至 少提供2个千兆以太网口,同时针对大中规模的项目 需求具有带宽的可扩展性,而对内存和CPU等性能 要求不是很高。
通过综合分析比较,流媒体服务器选用飞思卡 尔半导体出品的基于PowerPC e300内核架构的 MPC8379 CPU作为系统主芯片。
随着计算机技术、多媒体技术及通讯技术的飞速 发展,“四遥”的基础上增加的第五遥—“遥视”, 对于实现变电站“无人值守”具有十分重要的意义。
变电站安防及环境监测系统主要通过变电站网络 视频监控系统(亦称“遥视系统”)应用体现,主要 以视频监控为主的安全防范系统建设实施,达到对电 力运行设备、变电站环境的远程监视。
此外,流媒体服务器的特长在于拥有高带宽提 供高速流媒体数据传输,对主机其它硬件资源(如 CPU、内存和存储等)使用相对较少,采用高性能 的通用服务器作为硬件平台造成了大量资源的闲置 和浪费。
因此根据流媒体服务器的运行、应用特点,设 计一款专用的嵌入式硬件平台,并采用安全性相对 较高的嵌入式Linux操作系统作为系统软件平台,对 不需要的硬件资源和软件资源进行裁剪,在提高系 统稳定性、可靠性与安全性的同时,将会大大降减 系统成本。
变电站视频监控系统
• 1.背景 • 2.现状 • 3.需要解决的问题 • 4.现有流媒体服务器的优缺点
在遥视系统中,目前运行于PC机上的流媒体服 务软件已实现了流媒体数据的接收和复制转发、分 发功能,有效的解决了监控系统中出现热点访问连 接时的有效带宽不足以及异构网络连接的问题。
随着流媒体服务系统在实际项目中的应用和普 及,流媒体服务系统的安全性、稳定性与可靠性要 求日益突出,其是否能够稳定可靠的运行将直接影 响到整indows操作系统 上运行的网络流媒体服务软件,能够快速部署并便 于维护,能够满足小规模流媒体视频监控应用需要, 其安全性、稳定性与可靠性总体上可以适用于大部 分小规模项目。
由于Windows系统存在众所周知的安全性、稳 定性与可靠性问题,目前基于x86+Windows操作系 统的流媒体服务器实现方案不能适应大规模监控项 目的应用需求。
站端与局端的网络通讯一般为 E1(2M)或 100M快速以太网。
变电站视频监控系统
• 1.背景 • 2.现状 • 3.需要解决的问题 • 4.现有流媒体服务器的优缺点
传输系统需要解决的问题
• 热点连接时的带宽不足; • 异构网络的互联访问; • 编码设备并发能力有限;
通过使用流媒体服务器有效的解决以上问题。
3.线程池技术
线程池为线程生命周期开销问题和资源不足问题提供了解决 方案,通过使用线程池技术,在保证流媒体服务器数据吞吐量 的同时,提高了系统的并发访问数量。
嵌入式流媒体服务器
• 1.系统架构 • 2.关键技术 • 3.系统功能 • 4.性能指标
1.流数据的接收与分发
支持南自信息、海康威视、浙江大华等公司的网络监控产 品,具有实时数据流与录像文件流数据的接收与发送功能。
变电站视频监控系统
• 1.背景 • 2.现状 • 3.需要解决的问题 • 4.现有流媒体服务器的优缺点
目前变电站安防及环境监测系统由站端系统和局 端系统组成。
站端系统主要由摄像机、各种报警器、数据采集 单元、 DVS/DVR、控制仲裁器等设备组成。
局端系统主要由管理服务器、流媒体服务器、存 储服务器、监控客户端等设备组成。
飞思卡尔PowerPC e300内核,提供DDR2内存 支持、双千兆以太网口、双PCI以及高速USB控制器、 一个Compact Flash存储器插槽,系统时钟达到 667MHz,处理能力为1260MIPS。其开发板突出的 特色是增加了对PCI-E总线的支持,通过PCI-E总线 接口可再扩展两个千兆以太网口,使得整个系统总 带宽达到4Gbps。
MPC8379提供了丰富的总线接口和外设,一般 很多总线接口(如USB接口、CF接口、SATA接口及 硬盘等)闲置,通过裁减冗余的接口芯片和外设来 定制专用的硬件平台,确保硬件平台的稳定性与可 靠性,并且还可以降低系统成本。
裁减后的硬件平台保留了主控CPU、DDR2内存、 2个千兆以太网口、2个PCI-E总线接口、Flash接口 与芯片、4通道DMA、电源和UART接口等
嵌入式流媒体服务器
• 1.系统架构 • 2.关键技术 • 3.系统功能 • 4.性能指标
嵌入流媒体服务器系统架构的分层设计。整个系统 架构分为硬件平台、操作系统、操作系统接口及应 用软件四个层次。
硬件平台可选择X86体系架构的服务器,也可 以选择基于PowerPC、ARM和MIPS等微处理器的嵌 入式目标平台;操作系统可选择微软的Windows系 统,也可以选择Linux、VxWorks和XPE等嵌入式实 时系统;操作系统(虚拟机)接口通过适配不同的 操作系统,提供对上层转发软件的系统支撑;应用 软件的设计不依赖于特定的操作系统,通过调用操 作系统接口,真正实现流媒体数据的高速收发功能。
2.集群功能
支持多台设备组成集群系统,其中一台为管理机,其余为 被管理机,整个流媒体服务系统资源由管理机统一分配/调度, 实现系统资源的动态管理。
3.级联功能
支持二级级联功能,可从另一台流媒体服务器中接收流数 据数据并进行转发;
嵌入式流媒体服务器
• 1.系统架构 • 2.关键技术 • 3.系统功能 • 4.性能指标
基于嵌入式Linux裁减系统的 高性能流媒体服务器 设计与实现
南京南自信息技术有限公司
变电站视频监控系统
• 1.背景 • 2.现状 • 3.需要解决的问题 • 4.现有流媒体服务器的优缺点
在现代化的供电系统中,变电所管理的网络化、数 字化和自动化是电力发展要求的必然趋势,变电所的无 人值守、综合管理和安全管理是电网现代化的必由之路。 国内电力系统在建设以遥测、遥信、遥控、遥调—“四 遥”技术为基础的无人值守变电站时,由于调度无法了 解现场的环境情况,无法解决现场防火、防盗、防爆、 防渍等问题,很多按“无人值守”建设的变电站采用了 “少人值守”模式运行。
• 网络总带宽2G; • 最大并发连接数512个(以单个连接2M码流计算); • 数据流延时小于1秒;
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