Проектирование серверной инфраструктуры под систему видеонаблюдения на 100–300 IP-камер — одна из ключевых инженерных задач крупных строительных объектов, складских комплексов и производственных площадок. На таких нагрузках уже невозможно использовать бытовые NVR или маломощные офисные серверы: система просто не выдержит поток данных. Ошибки в расчётах приводят к потере архива, рывкам изображения, перегрузке сети и сбоям в работе VMS.
Чтобы система работала надёжно, необходимо заранее рассчитать битрейт, пропускную способность, нагрузку на диски, процессор и сеть. Это требует комплексного инженерного подхода, где учитывается не только количество камер, но и их разрешение, частота кадров, используемые кодеки, условия освещения и требования к сроку хранения архива.
Типовые нагрузки на 100–300 камер
Количество камер — далеко не главный параметр, определяющий нагрузку. Основную роль играют разрешение, кадровая частота, битрейт и уровень детализации сцены. Стройплощадки, склады и производства часто используют камеры 4–8 Мп, способные генерировать от 4 до 12 Мбит/с в среднем. Если умножить это значение на количество камер, становится очевидно, что даже небольшой объект формирует десятки и сотни мегабит видеотрафика ежесекундно.
Для оценки нагрузки применяют усреднённую формулу: Суммарный битрейт = Средний битрейт камеры × количество камер.
При разрешении 4 Мп и битрейте 6 Мбит/с:
- 100 камер дают около 600 Мбит/с;
- 200 камер — около 1,2 Гбит/с;
- 300 камер — уже 1,8 Гбит/с.
Это означает, что простой гигабитный uplink может оказаться узким местом. Коммутаторы и серверы должны поддерживать 10G-uplink, а сеть — быть сегментированной, чтобы исключить коллизии.
Условия стройки создают дополнительную нагрузку: вибрации, пыль, нестабильная температура и скачки напряжения увеличивают количество ошибок на канале, поэтому сервер должен иметь запас по производительности.
Основные параметры, влияющие на нагрузку:
- разрешение камер и частота кадров;
- выбранный кодек (H.264, H.265, Smart Codec);
- уровень детализации сцены и освещения;
- алгоритмы аналитики, работающие в реальном времени;
- качество сети и величина потерь пакетов.
Как рассчитать CPU, RAM и дисковый массив
Сервер видеонаблюдения должен выполнять сразу несколько задач: принимать видеопотоки, сохранять их на диски, обрабатывать запросы VMS, выдавать архив, а иногда и выполнять аналитику. Всё это создаёт нагрузку как на процессор, так и на дисковую подсистему.
Ключевым параметром является скорость записи: чем выше битрейт потока, тем выше требования к дискам. Для больших систем применяются RAID-массивы уровней 5, 6 или 10. RAID 6 обеспечивает высокую отказоустойчивость, но снижает скорость записи, поэтому на объектах с большим количеством камер часто используют RAID 10 — он быстрее и лучше выдерживает длительные пики нагрузки.
Процессор должен иметь достаточное количество ядер для работы с VMS, особенно если используется программная аналитика. 8–16 ядер — минимально допустимый уровень для серверов с 100–200 камерами. ОЗУ тоже важно: при многопоточности и обработке нескольких архивных запросов система может использовать значительно больше памяти, чем предполагается.
Сеть между коммутаторами и сервером должна иметь 10G-uplink. Гигабитные каналы перегружаются при одновременном просмотре архива и записи большого количества потоков.
Чтобы сервер был устойчив к нагрузкам, инженеры учитывают три ключевых фактора:
- скорость дисковой подсистемы — должна выдерживать суммарный поток;
- частотность и количество ядер CPU — обрабатывает аналитику и работу VMS;
- объём RAM — влияет на работу архивных запросов и кэширование.
Сеть и коммутация: uplink, VLAN, QoS
Даже самый мощный сервер не сможет работать корректно, если сеть спроектирована неправильно. На стройке и складе сеть часто строится на временных ЛВС, радиомостах и PoE-коммутаторах, которые подключают камеры на удалённых участках. Если трафик камер проходит по общей сети без сегментации, возникают потери кадров, задержки и рывки изображения.
Видеонаблюдение для 100–300 камер должно иметь выделенный VLAN. Это обеспечивает предсказуемую производительность и снижает нагрузку на маршрутизаторы. Наличие QoS позволяет приоритизировать трафик VMS над второстепенными данными, что особенно критично на радиоканалах.
Коммутаторы, обслуживающие камеры, должны иметь достаточный PoE-budget. На практике камеры с ИК-подсветкой зимой потребляют значительно больше энергии, поэтому использование PoE+ — обязательное требование. Если бюджет рассчитан неверно, камеры будут периодически отключаться или снижать качество изображения.
Ключевые ошибки, влияющие на сеть:
- использование коммутаторов без 10G-uplink;
- отсутствие VLAN для видеонаблюдения;
- слишком много камер на одном PoE-коммутаторе;
- передача видеопотока через радиомост без приоритизации;
- отсутствие резервирования линии связи.
Серверная и хранение архива
Хранилище — это всегда самая дорогостоящая часть системы. На объекте с 100–300 камерами архив за месяц может занимать от 50 до 200 ТБ, в зависимости от битрейта и настроек хранения. Поэтому проектирование хранилища требует осторожности: недостаточное место приводит к обрезанию архива, а слабый RAID — к пропаданию записей.
Обычно применяют несколько подходов. Первый — размещение локального сервера с RAID-массивом, работающим в круглосуточном режиме. Второй — распределённая архитектура, где архив хранится частично локально, а частично — на удалённых серверах. Третий — гибридные схемы, использующие синхронизацию с облаком при наличии стабильного канала связи.
Важно учитывать, что серверная на стройке может находиться в контейнере, где присутствуют пыль, вибрации и перепады температур. Поэтому сервер должен быть защищён термоконтролем, фильтрами и источниками бесперебойного питания.
Система должна обладать возможностью восстановления после сбоев: хранилище RAID, резервное копирование конфигураций, журналирование событий и контроль целостности файлов.
Частые ошибки при выборе серверов
Инженерная практика показывает, что ошибки при выборе серверной инфраструктуры чаще всего связаны с недооценкой нагрузки. Многие проектировщики ориентируются только на количество камер, забывая о битрейте, архиве, аналитике и нагрузке на диски. В результате сервер работает на грани возможного, и любые пики приводят к зависанию VMS или потере кадров.
Ещё одна распространённая ошибка — установка сервера в неподходящих условиях. Контейнерные серверные без охлаждения или помещения со значительными вибрациями сокращают срок службы оборудования и увеличивают вероятность сбоя.
Отсутствие резервирования — ещё один критический фактор. Если единственный сервер выйдет из строя, архив будет потерян, и восстановить его будет невозможно.
Самые частые ошибки включают:
- использование офисного сервера вместо специализированного видеосервера;
- неверную оценку необходимой ёмкости архива;
- отсутствие 10G-uplink;
- размещение сервера в неподходящих условиях;
- отсутствие резервных копий.
Сравнительные схемы решений
Для систем из 100–300 камер существует несколько архитектур. Централизованная архитектура использует один мощный видеосервер и подходит для стройплощадок, где вся инфраструктура расположена компактно. Это самое простое и управляемое решение, однако оно требует стабильной сети и резервирования.
Распределённая архитектура применяется на разветвлённых объектах, где камеры установлены на больших расстояниях. В этом случае используют несколько локальных точек записи, соединённых магистральной сетью или радиомостами. Это снижает нагрузку на центральный сервер, но усложняет администрирование.
Гибридная архитектура объединяет локальное хранение и облачную репликацию. Она подходит для объектов, где требуется повышенная сохранность архива при нестабильной сети. Локальный сервер продолжает писать архив даже при обрыве канала, а при восстановлении связи данные синхронизируются.
Специалисты нашей компании могут оказать помощь в подборе оборудования исходя из ваших пожеланий и условий, а также разработают проект, осуществят монтаж и настройку систем.
