+7-495-118-30-32
+7-495-118-30-32

Сервер видеонаблюдения своими руками

Краснов Роман

Краснов Роман

Старший инженер

Организация видеонаблюдения в МКД

Время на чтение: 20 мин.

Сервер видеонаблюдения своими руками: ОС, требования к железу и расчет характеристик.

Вступление

При организации системы видеонаблюдения в МКД компании все чаще начинают отступать от видеорегистраторов, прибегая к видеосерверам. Это обусловлено требованиями безопасности и удобства, т.к. конфигурация сервера и программного обеспечения может покрыть любые потребности пользователей. Сервер можно приобрести как готовый, так и собрать своими руками, что поможет сэкономить, иногда даже в несколько раз. Мы расскажем, как выбрать операционную систему, программное обеспечение для трансляции видео, как подобрать комплектующие.

Комплектующие перед сборкой

Выбор ОС для сервера

Наиболее популярными операционными системами для серверов видеонаблюдения сегодня являются Windows и Linux Ubuntu.

По каким критериям оценивать обоснованность выбора той или иной ОС? Рассмотрим подробно.

Windows

Плюсы: количество информации о работе и настройке, дружелюбный пользовательский интерфейс и простота администрирования. Не стоит забывать и об огромном количестве дополнительного совместимого ПО. Но в рамках узкоспециализированной задачи построения системы видеонаблюдения нет большой необходимости в наличии дополнительного программного обеспечения.

Говоря о минусах Windows, можно выделить три основных: стоимость, ресурсозатратность, безопасность. Довольно высокая стоимость лицензирования ОС может иметь значение при общей ограниченности бюджета. Потребляемые ОС ресурсы тоже могут использоваться хотя бы для подключения дополнительных камер видеонаблюдения. В Windows-среде существует множество вирусных программ для разных версий и платформ, а видеонаблюдение должно быть надежным (для обеспечения должного уровня безопасности).

Linux Ubuntu

Это бесплатное решение с открытым исходным кодом, что дает очевидные преимущества при покупке и использовании программного обеспечения. Ubuntu (в сравнении с Windows) имеет меньшие затраты ресурсов. Система менее подвержена влиянию вредоносного ПО, что делает ее более надежной в плане безопасности.

Что лучше для видеосервера?

Однозначно Linux. Настройка и администрирование Linux могут показаться неопытному пользователю довольно сложными, но (при наличии руководств) вариант использования Linux в качестве ОС для сервера видеонаблюдения является наиболее верным (из-за меньших затрат на ОС и железо, большей безопасности).

Выбор ПО для видеонаблюдения

На рынке представлено большое количество разнообразного серверного ПО для организации трансляции с камер видеонаблюдения. От насыщенного функциями «Macroscop» до более простых, фактически онлайн-видеорегистраторов, с записью на жесткий диск (например «Shinobi» или «iSPY»). 

Стоимость программного обеспечения

Все сервисы, предоставляющие ПО, отличаются и условиями лицензирования.  Это может быть как единовременная большая оплата, так и ежемесячные абонентские платежи. Оплата может быть как за сам софт, так и за добавленные камеры, количество пользователей, срок хранения видеоархива, за дополнительные модули видеоаналитики. Главное – понимание задач, которые будут стоять перед вашей системой видеонаблюдения. Так можно просчитать весь требуемый функционал, подобрать оптимальное решение.

Зависимость характеристик сервера от программного обеспечения

Чем серьезнее возможности ПО (видеоаналитика: подсчет людей, распознавание лиц с занесением в базу, считывание и распознавание автомобильных номеров и т.д.), тем больший бюджет придется заложить в серверную часть. Обосновывается это тем, что на сервере производится декомпрессия видеопотока, используются алгоритмы видеоанализа. Дополнительная нагрузка ложится на процессор и видеокарту. Так стоимость сервера может вырасти многократно.

Что выбрать для видеонаблюдения в многоквартирных домах?

Ключевыми особенностями видеонаблюдения в МКД являются большое количество абонентов и низкая стоимость ПО, серверов.

В своей работе мы используем серверное программное обеспечение собственной разработки – «MainStreamer» (дистрибутив и документация доступны после регистрации в ЛК).  ПО и сервис, созданные специально для использования в МКД, имеют весь необходимый жителям функционал: низкие требования к серверной части, поддержка популярных кодеков и протоколов (H.264 и RTSP), мобильное приложение и удобное управление аккаунтами жителей.

При описании подбора сервера мы будем опираться на производительность ядра «MainStreamer» (для расчёта комплектующих сервера видеонаблюдения).

Расчет характеристик сервера видеонаблюдения

Сервер видеонаблюдения – обычный ПК, но с некоторыми особенностями, на которые нужно обратить внимание:

  • Центральный процессор - обработка видео с камер ложится на него, поэтому он должен выдерживать нагрузку со всех камер.
  • Материнскую плату рекомендуется выбирать с опцией автозапуска системы после подачи на вход блока питания электроэнергии. И нужно заранее подумать, куда подключать все накопители. Портов SATA должно хватать для HDD и SSD.
  • Жёсткие диски желательно использовать износостойкие (WD Purple или SeaGate SkyHawk), а их объём должен соответствовать объёму видео, который на них поместится.
  • Сетевая карта по пропускной способности должна выдерживать поток со всех камер на сервере. 
  • Блока питания должно хватать с небольшим запасом на нужды всего сервера.
  • Видеокарта может быть совершенно любой.
  • Корпус должен иметь хорошую вентиляцию. Туда должны уместиться все комплектующие. Рекомендуется к серверу ставить ИБП.

Готовый к эксплуатации сервер

Операционная система и минимальные требования к серверу

В работе ПО «MainStreamer» используется операционная система Ubuntu Server 18.04 LTS. Приведем минимальные аппаратные требования к серверу для подключения 5 камер:

  • ЦП - любой одноядерный процессор на архитектуре x86-x64 от 1 ГГц и более.
  • ОЗУ - 4 GB или более.
  • Жесткий диск - от 50 Гб и более (рекомендуется к использованию SSD).

Если вам нужно протестировать сервис, используйте в качестве сервера офисный ПК, который есть у вас в наличии. Важно, чтобы технические характеристики сервера были равны или выше минимальных.

Загруженность системы на mainstreamer

 

Чтобы подобрать сервер под ваши задачи, нужно ответить на следующие вопросы:

Что будет делать сервер?

Есть 2 основные задачи видеосервера: трансляция и хранение. Здесь различия только в хранении потока, т.е. с HDD под архив и без HDD.

  • Трансляция видео. Если вы хотите осуществлять только трансляции с камер, то в конфигурации вашего сервера жесткие диски не нужны. Можно обойтись только одним (двумя, если используете RAID) SSD почти любого размера под систему.
  • Трансляции и хранение видео. Если вы хотите организовать трансляцию и хранение видео с камер, то тут потребуются не только SSD под систему, но и HDD соответствующего объёма.

Какой суммарный битрейт всех камер?

Битрейт — это количество информации, проходящее за единицу времени от вашей камеры к серверу. 1 камера с разрешением 2MPX будет иметь битрейт примерно 2 Mbit/s. 1 камера генерирует за 1 секунду видео размером 2 мегабита, которое отправляется на сервер, а там обрабатывается и записывается. Если у вас будет стоять уже 10 таких камер, то и битрейт будет в 10 раз больше (20 Mbit/s и так далее). Чем больше камер будет подключено к серверу, чем больше битрейт, тем более мощный вам нужен процессор, тем больший объём оперативной памяти потребуется.

Битрейт камеры

Какая сетевая карта нужна под такой битрейт?

Сетевая карта подойдёт любая, но из суммарного битрейта со всех камер. Нагрузка до 90 Mbit/s — сетевая карта на 100 Mbit/s и выше; нагрузка до 900 Mbit/s — сетевая карта на 1000 Mbit/s и выше. Рекомендуем хорошую дискретную карту, так как она более приспособлена для высоконагруженных систем. Но подойдёт и встроенная.

Рекомендуемые характеристики серверов в зависимости от общего битрейта

В качестве примера возьмём камеры с разрешением 2 Mpx. Средний битрейт ≈2 Mbit/s.
Для разного количества камер технические параметры сервера должны быть следующие:

Количество камер 15 50 100 150 200 300 400
Общий битрейт ≈30 Mbit/s ≈100 Mbit/s ≈200 Mbit/s ≈300 Mbit/s ≈400 Mbit/s ≈600 Mbit/s ≈800 Mbit/s
Процессор Intel Celeron 430 Intel Core 2 Duo E7500 Intel Xeon E5-2620 Intel i3-8100 Intel Xeon E5-2687W 2x Intel Xeon E5-2650 v2 2x Intel Xeon E5-2678 v3
Оперативная память 4 GB 6 GB 8 GB 12 GB 16 GB 20 GB 24 GB
Сетевая карта 100 Mb/s 1000 Mb/s 1000 Mb/s 1000 Mb/s 1000 Mb/s 1000 Mb/s 1000 Mb/s

 

Самостоятельная сборка сервера в компьютерном магазине

Не всегда нужно покупать готовый видеосервер, если его можно собрать своими руками. Ориентируясь на рекомендации, вы сможете подобрать комплектующие для задач.

ЦП:

Процессор следует выбрать, ориентируясь на количество камер и битрейт со всех. Для 30 камер 2MPx подойдёт и Intel Core 2 Duo E7500, а для 50 Intel Xeon 2650. Подробнее смотрите в таблице.

Видеокарта:

Подойдёт любая. Нужна лишь для вывода информации на монитор.

Материнская плата:

Выбор материнской платы следует осуществлять исходя из:

  • Сокета и модели процессора.
  • Количества слотов PCIe для подключения видеокарты (если дискретная), контроллера SATA (если есть) и сетевого адаптера (если дискретный).
  • Количества портов SATA для подключения HDD и SSD.
    Количество SATA портов нужно выбирать исходя из желаемого объема памяти и моделей HDD плюс SSD. Можно также использовать SSD в формате M.2, но учесть, что такие SSD всё равно будут использовать линии либо SATA, либо PCIe.
    Желательно, чтобы в настройках BIOS материнской платы была настройка для автозапуска системы после подачи на вход блока питания электроэнергии. Это нужно в случае, когда происходит отключение электроэнергии на объекте. А эта функция позволяет северу вновь автоматически включиться. Эта опция присутствует во многих моделях материнских плат.

Материнская плата и sata-разъемы

ОЗУ:

Объем оперативной памяти зависит от битрейта со всех камер на сервере. Чем больше битрейт, тем больше оперативной памяти вам понадобится. Но от 4 GB и более.

Жесткие диски для операционной системы:

Под ОС стоит отдать предпочтение SSD любого объёма от 60 GB (для большей отказоустойчивости системы можно использовать 2 SSD, которые будут работать в режиме программного RAID1).

Жесткие диски для хранения видео с камер:

При выборе HDD нужно руководствоваться сперва желаемой глубиной архива, определиться с ёмкостью всей системы хранения. Объем каждого отдельного жёсткого диска нужно выбирать исходя их доступных SATA портов на материнской, учесть занятые порты для носителей под ОС.
Из моделей стоит обратить внимание на специальные для видеонаблюдения из серий WD Purple, Seagate SkyHawk, Toshiba S300. Они характеризуются большей наработкой на отказ при подобных условиях эксплуатации. Но подойдут и любые жёсткие диски.

Жесткие диски для видеонаблюдения

Блоки питания:

Блок питания следует выбирать исходя из мощности всей системы и количества SATA-устройств. Обычно блока питания мощностью 450W хватает даже для CPU с TDP до 150W, как у Intel Xeon E5-2687W. Можно просто воспользоваться калькулятором мощности блока питания.
Количество коннекторов SATA для питания желательно рассчитывать исходя из количества всех носителей SATA. Можно воспользоваться разветвителями (Molex - SATA x2 и так далее).
В качестве рекомендации: БП ACCORD ACC-450W-80BR.

Сетевая карта:

Встроенная в материнскую плату сетевая карта не всегда справляется с постоянно высокой нагрузкой в процессе эксплуатации, поэтому стоит изначально установить дискретную сетевую карту. Её следует выбирать по общему битрейту со всех камер на сервере. Достаточно одного сетевого порта. Нагрузка на сервер до 100 Mbit/s — сетевая карта 100 Mbit/s, нагрузка на сервер уже до 1000 Mbit/s — сетевая карта 1000 Mbit/s. Гигабитная сетевая карта TP-LINK TG-3468 — хороший вариант.

Кулер для ЦП:

Выбрать кулер можно, ориентируясь на параметр TDP процессора. Если TDP процессора 100W, то рассеиваемая мощность кулера должна быть не меньше 100W, а лучше больше. Важно учесть сокет процессора. Кулер должен быть с ним совместим. Важно помнить о габаритах кулера. Слишком высокий кулер не уместится в корпус, поэтому это нужно предусмотреть заранее.

Корпус и система охлаждения:

При выборе корпуса следует обратить внимание на:

  • Размер материнской платы, которую вы выбрали.
  • Количество посадочных мест для устройства 3.5” (HDD) и 2.5” (SSD).
  • Комплектность вентиляторов или посадочных мест для них.
  • Жесткое крепление для SSD не играет роли, тогда как для HDD очень важно.
  • Наличие фильтров от пыли. Наличие вентиляторов обязательно.
  • Вентиляторов в корпусе должно быть минимум два: 1 на вдув, охлаждающий HDD, 1 на выдув, желательно оба 120 мм.

Мы рекомендуем серверные корпуса формата 4U (например ExeGate 4U450-07/4U4017S).

Пример установленного сервера видеонаблюдения

Сравнение цен: сервер или сетевые видеорегистраторы?

Еще недавно системы видеонаблюдения базировались на основе одного или нескольких видеорегистраторов. Давайте сравним преимущества и недостатки использования видеорегистраторов в сравнении с видеосерверами. Для примера возьмем конфигурацию видеосервера на 80 камер в магазине DNS и сетевой видеорегистратор HiWatch DS-N332/2(B).

Видеорегистратор HiWatch DS-N332/2

Сервер рассчитываем без жестких дисков, т.к. в комплекте с видеорегистраторами их тоже нет.

Модель Видеосервер с DNS HiWatch DS-N332/2(B)
Количество камер для подключения 80 FullHD 32 FullHD
Количество SATA 3 (+1 под системный жесткий диск) 2
Максимальный объем хранилища 54 ТБ 20 ТБ
Стоимость 23 675 руб. 23 090 руб.

 

Стоимость и сервера, и регистратора около 23,5 тыс. руб. Система видеонаблюдения на 80 IP-камер, построенная на трех видеорегистраторах, обойдется в ≈ 70 тыс. руб., без накопителей.

Говоря о хранении видеоархива: максимальный объем накопителей видеосервера, приведенного в примере (без учета системного диска), составит до 54 Tb, что в 2,5 раза больше, чем на одном регистраторе – 20 Tb. Число практически равно максимальному объему памяти на 3-х видеорегистраторах. Что снова выступает плюсом для видеосервера.

Видеосервер предлагает равнозначный объем памяти (при в 3 раза меньшей стоимости), больший функционал, удобство для конечных пользователей. Максимальное количество пользователей, одновременно подключающихся к трансляции, практически не ограничивается.

Вывод

Собрать сервер видеонаблюдения своими руками не так уж и сложно. Определив, какое программное обеспечение будет использоваться, операционную систему, ориентируясь на задачи и нужное количество камер видеонаблюдения, всегда можно самостоятельно подобрать комплектующие.

Да, это может занять дополнительное время. Не так просто реализуется подключение и настройка ПО, как на базе видеорегистраторов. Но вы получите систему полностью под ваш проект (с возможностью полного управления и администрирования). Отказоустойчивость системы, безопасность и гибкость применения, большой выбор функционала стриминговых ПО – все это делает видеосерверы наиболее предпочтительным вариантом для использования как в коммерческой сфере, так и для собственной безопасности.

Краснов Роман

Старший инженер

Организация видеонаблюдения в МКД
Краснов Роман

Текущий рейтинг статьи

0,00
Оценок – 0
5
0%
4
0%
3
0%
2
0%
1
0%

Читайте также

Оставить отзыв