RTSP-suoratoisto VPN:n yli, automaattisesti skaalautuvalla uudelleenlähdetyksellä, HLS-toimituksella ja tallennuksella

Rakensimme VPN-tunneloidun RTSP-suoratoistoalustan, jossa on VPN hub turvallista kamerayhteyttä varten, automaattisesti skaalautuvat RTSP-uudelleenlähdetyspalvelimet moniprotokollatoimitukseen, HLS-pakkaus selaintoistoa varten ja jatkuva tallennus säilytyshallinnalla.

Arkkitehtuuri

• VPN Hub: Keskitetty VPN-palvelin, joka luo turvallisia tunneleita etäisiin kamerakohteisiin
• RTSP-vastaanotto: VPN-yhteydessä olevat kamerat julkaisevat RTSP-striimejä salattujen tunnelien kautta
• Uudelleenlähdetysklusteri: Automaattisesti skaalautuvat MediaMTX-palvelimet RTSP-releeseen, HLS-muunnokseen ja striimin jakeluun
• HLS-pakkaus: Reaaliaikainen RTSP-HLS-muunnos verkkoselaintoimitukseen
• Tallennuspalvelu: Jatkuva striimin tallennus segmenttipohjaisella tallennustilalla ja säilytyskäytännöillä
• Load Balancer: Jakaa katsojien ja AI-työntekijöiden yhteydet uudelleenlähdetyspalvelimien kesken
• Orchestrator: Valvoo kysyntää ja skaalaa uudelleenlähdetysklusteria ylös tai alas
• Tallennustila: Objekti tallennustila tallennetuille segmenteille elinkaaren hallinnalla

VPN-tunnelin arkkitehtuuri

Turvallinen kamerayhteys

• Pilveen sijoitettu VPN hub luo salattuja tunneleita jokaiseen etäkohteeseen
• Etäkohteissa olevat kamerat striimaavat RTSP:tä VPN-tunnelin sisällä — ei julkisen internetin altistusta
• Jokainen kohde saa VPN-asiakasohjelman, joka yhdistyy hubiin luoden yksityisen verkon päällekkäiskerroksen
• Pilvi-infrastruktuuri pääsee kameroiden RTSP-striimeihin yksityisten VPN IP-osoitteiden kautta
• Useat kamerat kohdetta kohti jakavat yhden VPN-tunnelin

NAT/palomuurin läpäisy

• VPN-asiakasohjelmat aloittavat lähteviä yhteyksiä kamerakohteesta (sisäänpäin suuntautuvia palomuurisääntöjä ei tarvita)
• Hubi hyväksyy saapuvat yhteydet luoden kaksisuuntaisia tunneleita
• Pilvipalvelut pääsevät kameroiden RTSP-syötteisiin VPN-verkon kautta ikään kuin ne olisivat paikallisia

Luotettavuus

• Automaattinen tunnelin uudelleenyhteyden muodostaminen verkon katkojen yhteydessä
• Keepalive-tutkimukset havaitsevat ja palautuvat hiljaisista virheistä
• Useita tunneliprotokollia tuetaan yhteensopivuuden varmistamiseksi rajoittavien verkkojen kanssa
• Tunnelin kunnonvalvonta hälytyksillä pitkittyneistä katkoksista

Automaattisesti skaalautuva uudelleenlähdetys

RTSP-rele

Uudelleenlähdetyspalvelimet hakevat kameroiden RTSP-syötteitä VPN-verkosta ja asettavat ne saataville alavirran kuluttajille:

• AI-työntekijät yhdistyvät RTSP:n kautta matalan viiveen, kehyskohtaisen tarkan käsittelyn vuoksi
• Useat kuluttajat voivat käyttää samaa kamerastriimiä lisäämättä kuormitusta kameraan
• Striimin multipleksointi vähentää kaistanleveyden tarvetta kamerakohteesta (yksi haku, monta kuluttajaa)

HLS-muunnos

Verkkopohjaista katselua varten uudelleenlähdetyspalvelimet muuntavat RTSP:n HLS:ksi reaaliaikaisesti:

• Segmenttipohjainen pakkaus HTTP-toimitukseen standardin verkkoinfrastruktuurin kautta
• Mukautuvan bittinopeuden tuki vaihteleville katsojien verkon olosuhteille
• CDN-yhteensopiva tulostus reuna-välimuistitoimitukseen
• Matalan viiveen HLS-konfiguraatio lähes reaaliaikaista katselua varten

Automaattinen skaalaus

Uudelleenlähdetysklusteri skaalautuu kysynnän mukaan:

• Skaalaa ylös — Kun katsoja-/AI-yhteydet palvelinta kohti ylittävät kynnyksen tai CPU-käyttöaste on korkea
• Skaalaa alas — Kun käyttöaste putoaa alle kynnyksen pidemmäksi ajaksi
• Uudet palvelimet hakevat kamerasyötteitä VPN-verkosta ja rekisteröityvät load balanceriin
• Hallittu alasajo tyhjentää yhteydet ennen palvelimien poistamista (katsojat yhdistyvät uudelleen automaattisesti vakaiden URL-osoitteiden kautta)

Tallennusputki

Jatkuva tallennus

• Uudelleenlähdetyspalvelimet tai erilliset tallennustyöntekijät kaappaavat RTSP-striimejä segmentoituina tiedostoina
• Segmentit kirjoitetaan määritettävissä olevin aikavälein hallittavien tiedostokokojen saavuttamiseksi
• Jokainen segmentti merkitään kameran tunnuksella, aikaleimalla ja keston metatiedoilla

Tallennustilan hallinta

• Segmentit ladataan objekti tallennustilaan kestävää arkistointia varten
• Säilytyskäytännöt poistavat automaattisesti segmentit, jotka ovat vanhempia kuin määritetty säilytysaika
• Tallennustilan elinkaarisäännöt siirtävät vanhemmat segmentit edullisemmille tallennustasoille ennen poistoa
• Kamerakohtaiset ja kohdekohtaiset tallennuskiintiöt estävät kustannusten karkaamisen käsistä

Toisto

• Tallennetut segmentit ovat saatavilla aikapohjaisten kyselyjen kautta (kamera + aikaväli)
• HLS-manifesti luodaan lennosta tallennetun materiaalin selainpohjaista toistoa varten
• Hae ja selaa tallennettua aikajanaa segmenttitasoisella tarkkuudella

Moniprotokollatoimitus

| Kuluttaja | Protokolla | Viive | Käyttötapaus |

|----------|----------|---------|----------|

| AI-työntekijät | RTSP | Matala (~500 ms) | Reaaliaikainen objektintunnistus, analytiikka |

| Verkkokatsojat | HLS | Keskitaso (2-6s) | Selainpohjainen reaaliaikainen valvonta |

| Mobiilisovellukset | HLS | Keskitaso (2-6s) | Etävalvonta mobiililaitteilla |

| Arkistointi | Tallennetut segmentit | Ei saatavilla | Tapauksen tarkistus, vaatimustenmukaisuus, rikostutkinta |

Valvonta ja luotettavuus

Striimin kunto

• Kamerakohtainen striimin tilan valvonta (yhdistetty, puskuroi, katkaistu)
• VPN-tunnelin kunto kohdetta kohti (viive, pakettihäviö, käytettävyys)
• Uudelleenlähdetyspalvelimen mittarit (CPU, kaistanleveys, yhteysmäärä)
• Tallennusputken kunto (segmenttien kirjoitusnopeus, tallennustilan käyttö, lataustila)

Hälytykset

• Kameran katkoshälytykset kohde-tunnisteella
• VPN-tunnelin vikaantumisilmoitukset
• Uudelleenlähdetysklusterin kapasiteettivaroitukset
• Tallennuskiintiön ja säilytysaikojen hälytykset
• Tallennuskatkokset havaitaan segmenttien jatkuvuustarkistusten avulla

Avainominaisuudet

1. VPN-suojattu vastaanotto — Salattujen tunnelien kautta RTSP-striimit etäkameroista ovat suojattuja
2. NAT/palomuurin läpäisy — Lähtevät VPN-yhteydet ohittavat rajoittavat verkon konfiguraatiot
3. Automaattisesti skaalautuva uudelleenlähdetys — Klusteri skaalautuu katsojien ja AI-kysynnän mukaan
4. HLS-muunnos — Reaaliaikainen RTSP-HLS-muunnos selainpohjaista katselua varten
5. RTSP-rele — Matalan viiveen striimipääsy AI-käsittelytyöntekijöille
6. Jatkuva tallennus — Segmenttipohjainen tallennus säilytyshallinnalla
7. Moniprotokolla — RTSP, HLS ja tallennetut segmentit yhdestä syötteestä
8. Automaattinen uudelleenyhdistäminen — VPN-tunnelit ja striimiyhteydet palautuvat katkoista
9. Tallennustilan elinkaari — Kerrostettu tallennustila automaattisella säilytyskäytäntöjen noudattamisella
10. Striimin multipleksointi — Yksi kameran veto palvelee useita kuluttajia ilman lisäkuormitusta kameralle