编者按：
“平安城市”因前端监控点的海量大数据单元，不仅要求系统架构在巨大业务压力下的健壮性与协处理优化，单设备自身同样需要具有超高及稳定的并发业务处理性能，从而保障整体系统的高效运作。

平安城市因前端监控点具备数以万计的海量大数据单元，要求统一管理平台除具超高并发业务处理性能外，在每个单业务指标均达到饱和的情况下，管理平台仍旧能保持运行的稳定性；统一管理平台达到电信级可靠性，并要求控制信令与媒体数据分离，减少转发节点的延时，确保管理服务器故障恢复时间内的媒体数据流不中断；实时性大数据流，要求网络存储系统具有强大的全交换存储架构和超大容量存储空间，从而提供超大规模监控前端的并发存储带宽和99.999％的电信级可靠性。

为达到整体解决方案的最大功效，不仅要求在承担巨大业务压力时系统架构的健壮性与协处理优化，单设备自身亦需要具有超高的并发业务处理性能，从而充分保障整体系统的高效运作。由a&s安全自动化杂志社及EMC易倍官方网站鉴定测试中心共同发起，诚邀中国人民公安大学安全防范系、国家安全防范报警系统产品质量监督检测中心（上海）检测部一同参与，模拟5000个监控点的典型区县级平安城市综合应用，已于上期（IN104）刊登此专辑之一——系统压力与可靠性测试，本期则主要是针对设备级的压力测试，以期来测试平台和存储等产品的单项性能指标。

创新的测试方法及测试工具

与之前测试方法相同，此次测试环境依然借助真实场景、自动化工具和脚本来模拟实际的动态业务，在信令层面和业务层面施加超出官方指标30%的所有业务综合压力，通过真实业务的操作体验和构造系统异常，来检测被测系统在大业务压力下的敏捷性、可靠性和鲁棒性。

此次测试工具是由易倍体育开发的一套视频监控前端模拟工具和视频业务客户端的模拟工具，分别用来模拟海量前端和海量客户端，并可以支持真实的点播、轮切、存储、回放等业务。通过报文比对、Linux工具统计、标准测试仪器流量统计等第三方测试仪器以及真实业务互操作、业务平台统计等方式证明，模拟工具能够完整模拟真实监控前端和客户端的业务，管理平台能够真实反映出业务统计（包括真实设备和模拟工具），基于模拟工具的自动化脚本能够完整模拟真实平安城市下的典型业务应用环境。

此外，此次测试以5000个监控点的典型区县级平安城市综合应用为测试背景，测试环境包含6500个在线摄像机、1300个在线监视器、390个在线用户、1024个在线外域、128个存储NVR盘阵、3000个系统用户。<

视频管理服务器的并发极限性能

视频管理服务器控制着整个监控系统的业务鉴权、建立、维护与拆除，是整个监控系统的核心信令服务器。控制中心和监控客户端的重点图像预览与切换称为轮切业务，是监控系统的常态业务。由于业务涉及到多个监控组件的鉴权与通信，常常消耗管理服务器的主要性能，轮切业务的并发组数与间隔周期成为管理服务器并发处理性能的主要测试指标。

测试时，使用客户端模拟工具开启了1099路轮切，并在客户端上开启一路真实轮切，共启动1100个并发轮切组、轮切间隔为5秒（如图1）。通过捕获视频管理服务器的通信报文观察，每秒并发处理6000多条业务报文。同时观察连接到监视器上的真实轮切业务，5秒一次的监控画面切换迅速干净，视频画面流畅无滞后。同时，视频管理服务器的CPU占用率稳定在60%附近，表现出超高的业务并发处理性能。

图1 客户端的轮切数量为1100个

媒体交换服务器的转发极限性能

媒体交换服务器组成的集群系统负责在监控前端与客户端之间交换和转发媒体业务。媒体交换服务器作为集群系统的基本组件，是监控系统的核心转发节点，其转发容量的大小决定了整个监控系统可同时容纳的媒体业务数量。

测试时，配置媒体交换服务器（MS）的4网口聚合，通过监控前端与客户端模拟工具开启1999路实时监控业务，同时开启一路真实的实时监控业务，MS的交换容量为2000路1.5Mbps。通过对MS的网口镜像，并通过思博伦的TestCenter测试仪器做流量统计，MS的输入输出带宽高达3Gbps（如图2）。观察真实的实时监控，图像清晰、流畅、无数据丢包。同时，MS的CPU占用率稳定在50%以内，表现出很稳定的转发能力。

图2 MS的输入输出带宽高达3Gbps

NVR盘阵的存储极限性能

NVR盘阵作为事后取证的重要业务部件，需要向海量的监控前端提供7×24小时的并发存储带宽，同时向客户端提供并发录像回放带宽。作为监控系统中存储业务的目的节点和录像回放业务的宿主节点，NVR盘阵提供的并发存储带宽和回放带宽的大小决定了整个监控系统可同时容纳的存储容量。

测试时，配置NVR盘阵的4网口聚合，真实的375路高清前端制定8Mbps存储码流和存储计划，同时向NVR盘阵并发存储，同时使用监控客户端模拟工具对其中的37路录像进行回放操作，并随意开启一路真实的录像回放业务。NVR盘阵总计提供375路8Mbps高清的存储带宽和38路8Mbps高清的回放带宽。通过对NVR盘阵的网口镜像，并通过思博伦的TestCenter测试仪器做流量统计，NVR盘阵的输入带宽高达3Gbps，输出带宽高达309Mbps（如图3）。观察真实的录像回放，图像清晰、流畅、无数据丢包，回放进度条响应迅速、控制精准。同时NVR盘阵的CPU占用率稳定在70%以内，表现出很稳定的并发存储性能。

图3 NVR盘阵的输出带宽高达309Mbps。

一体化NVR的综合业务性能

在中小型企业园区的应用模型里，需要集中管理、集中存储、全高清接入的一体化NVR。为此，以中型企业园区的综合业务应用模型，搭建综合测试环境：

 128路高清接入与并发存储

 128路实时图像预览

 16组大屏轮切，每组轮切8个摄像头，以5秒的间隔轮切

10个在线用户

10个/秒的报警触发频度

对部分通道进行备份，备份路数为写入路数的1/10

对部分通道进行录像回放，路数为写入路数的1/10

4个RAID5阵列并发存储，同时有一个阵列在修复重建

管理平台的CPU稳定在70%以内（如图4）。在一个监视器上观察真实轮切的响应速度，两个摄像头之间的画面切换在1秒以内，画面切换干净利落，无卡顿、无丢包。对备份的录像做回放操作，业务正常，无数据丢失和卡顿现象。真实的客户端上用户登录及退出响应迅速，刷新摄像头列表流程不卡顿，录像回放、告警查询、实时监控等业务操作响应迅速无延迟。

图4 综合业务压力下NVR的CPU稳定在70%以内。

总结

此次测试从信令层和媒体层两个角度来分析视频监控系统，针对其中的核心节点——视频管理服务器、媒体交换服务器、NVR盘阵做单设备极限性能测试，最后针对一体化NVR中型企业应用情况做了综合性能压力测试。从本次单设备的性能极限摸底测试情况看，易倍体育针对单设备的性能优化下足了功夫，其性能指标完全超越业界的普遍水平，超高的业务并发处理能力也让同期测试专家表现了极高的兴趣。中国人民公安大学安全防范系赵兴涛认为，在整套测试过程中，首先进行了测试过程的可靠性验证，为压力测试奠定了坚实的基础，之后逐一对每个单项性能指标进行了极限测试，反映了系统的卓越性能。与之前的功能符合性测试或简单的性能测试相比，“大规模IP视频监控压力测试”展示了系统在逐步逼近极限条件下的视频管理服务器（VM）、媒体交换服务器（MS）、NVR盘阵的性能展现，即便处于大规模数据下的各服务器，依然可以很好的完成各项数据转发等操作。国家安全防范报警系统产品质量监督检验中心（上海）检测部主任赵贵华则表示，此次单设备性能测试将部分实际系统与虚拟设备相结合，仿真出大规模IP视频监控系统的运行环境，具有新意和特色。

下期将进行网络承载压力测试与可靠性测试，敬请期待。

本文见刊于《安防工程商》2012年11月刊