VPN経由のRTSPストリーミングとオートスケーリング再ストリーミング、HLS配信、録画

私たちは、安全なカメラ接続のためのVPNハブ、マルチプロトコル配信のためのオートスケーリングRTSP再ストリーミングサーバー、ブラウザ再生のためのHLSパッケージング、および保持管理付きの継続的な録画を備えたVPNトンネルRTSPストリーミングプラットフォームを構築しました。

アーキテクチャ

• VPN Hub：リモートカメラサイトへのセキュアなトンネルを確立する集中型VPNサーバー
• RTSP Ingest：VPN接続されたカメラは、暗号化されたトンネルを介してRTSPストリームを公開します
• Restreaming Cluster：RTSPリレー、HLS変換、およびストリーム配信のためのオートスケーリング MediaMTX サーバー
• HLS Packaging：ウェブブラウザ配信のためのリアルタイムRTSP-to-HLS変換
• Recording Service：セグメントベースのストレージと保持ポリシーによる継続的なストリーム録画
• Load Balancer：視聴者およびAIワーカーの接続を再ストリーミングサーバー全体に分散します
• Orchestrator：需要を監視し、再ストリーミングクラスターをスケールアップまたはスケールダウンします
• Storage：ライフサイクル管理を備えた録画セグメント用のオブジェクトストレージ

VPNトンネルアーキテクチャ

セキュアなカメラ接続

• クラウドにデプロイされたVPNハブは、各リモートサイトへの暗号化されたトンネルを確立します
• リモートロケーションのカメラはVPNトンネル内でRTSPをストリーミングします — 公共インターネットへの露出なし
• 各サイトにはハブに接続するVPNクライアントが与えられ、プライベートネットワークオーバーレイを作成します
• カメラのRTSPストリームは、プライベートVPN IPアドレスを介してクラウドインフラからアクセス可能です
• サイトごとに複数のカメラが単一のVPNトンネルを共有します

NAT/ファイアウォールトラバーサル

• VPNクライアントはカメラサイトからアウトバウンド接続を開始します（インバウンドファイアウォールルールは不要）
• ハブはインカミング接続を受け入れ、双方向トンネルを作成します
• クラウドサービスは、VPNネットワークを介してカメラのRTSPフィードに、まるでローカルであるかのようにアクセスします

信頼性

• ネットワーク中断時のトンネル自動再接続
• キープアライブプローブは、サイレント障害を検出し、回復します
• 制限的なネットワークとの互換性のために複数のトンネルプロトコルをサポート
• トンネルごとのヘルスモニタリングと、長時間の切断に対するアラート

オートスケーリング再ストリーミング

RTSPリレー

再ストリーミングサーバーは、VPNネットワークからカメラのRTSPフィードを取得し、ダウンストリームのコンシューマーに提供します。

• AIワーカーは、低レイテンシーでフレーム精度の高い処理のためにRTSP経由で接続します
• 複数のコンシューマーが、カメラに追加の負荷をかけることなく同じカメラストリームにアクセスできます
• ストリーム多重化により、カメラサイトからの帯域幅を削減します（1回のプルで多数のコンシューマー）

HLS変換

ウェブベースの視聴のために、再ストリーミングサーバーはRTSPをリアルタイムでHLSに変換します。

• 標準のウェブインフラ経由でのHTTP配信のためのセグメントベースのパッケージング
• 視聴者のネットワーク状況の変化に対応する適応ビットレートサポート
• エッジキャッシュ配信のためのCDN互換出力
• ニアリアルタイム視聴のための低レイテンシーHLS構成

オートスケーリング

再ストリーミングクラスターは需要に基づいてスケールします。

• スケールアップ — サーバーあたりの視聴者/AI接続数がしきい値を超えた場合、またはCPU使用率が高い場合
• スケールダウン — 使用率が一定期間しきい値を下回った場合
• 新しいサーバーはVPNネットワークからカメラフィードを取得し、ロードバランサーに登録します
• グレースフルシャットダウンは、サーバーを削除する前に接続をドレインします（視聴者は安定したURL経由で自動的に再接続します）

録画パイプライン

継続録画

• 再ストリーミングサーバーまたは専用の録画ワーカーは、RTSPストリームをセグメント化されたファイルとしてキャプチャします
• 管理しやすいファイルサイズのために、設定可能な間隔でセグメントが書き込まれます
• 各セグメントにはカメラID、タイムスタンプ、期間のメタデータがタグ付けされます

ストレージ管理

• セグメントは耐久性のあるアーカイブのためにオブジェクトストレージにアップロードされます
• 保持ポリシーにより、設定された保持期間より古いセグメントは自動的に削除されます
• ストレージライフサイクルルールにより、古いセグメントは削除前に安価なストレージ階層に移動されます
• カメラごと、サイトごとのストレージクォータにより、コストの高騰を防ぎます

再生

• 録画されたセグメントは時間ベースのクエリ（カメラ+時間範囲）でアクセス可能
• ブラウザベースで録画された映像を再生するために、HLSマニフェストがオンザフライで生成されます
• セグメントレベルの粒度で録画されたタイムラインをシークおよびスクラブします

マルチプロトコル配信

| コンシューマー | プロトコル | レイテンシー | ユースケース | |----------|----------|---------|----------| | AIワーカー | RTSP | 低 (~500ms) | リアルタイム物体検出、分析 | | ウェブ視聴者 | HLS | 中 (2-6s) | ブラウザベースのライブ監視 | | モバイルアプリ | HLS | 中 (2-6s) | モバイルデバイスでのリモート監視 | | アーカイブ | 録画されたセグメント | N/A | インシデントレビュー、コンプライアンス、フォレンジック |

監視と信頼性

ストリームヘルス

• カメラごとのストリームステータス監視（接続済み、バッファリング中、切断済み）
• サイトごとのVPNトンネルヘルス（レイテンシー、パケットロス、稼働時間）
• 再ストリーミングサーバーのメトリクス（CPU、帯域幅、接続数）
• 録画パイプラインのヘルス（セグメント書き込みレート、ストレージ使用量、アップロードステータス）

アラート

• サイト識別付きのカメラ切断アラート
• VPNトンネル障害通知
• 再ストリーミングクラスターの容量警告
• ストレージクォータおよび保持アラート
• セグメント連続性チェックによる録画ギャップの検出

主要機能

1. VPNで保護されたインジェスト — 暗号化されたトンネルがリモートカメラからのRTSPストリームを保護します
2. NAT/ファイアウォールトラバーサル — アウトバウンドVPN接続が制限的なネットワーク構成をバイパスします
3. オートスケーリング再ストリーミング — クラスターは視聴者とAIの需要に応じてスケールします
4. HLS変換 — ブラウザベースの視聴のためのリアルタイムRTSP-to-HLS変換
5. RTSPリレー — AI処理ワーカーのための低レイテンシーなストリームアクセス
6. 継続録画 — 保持管理付きのセグメントベースの録画
7. マルチプロトコル — 単一のインジェストからRTSP、HLS、および録画されたセグメント
8. 自動再接続 — VPNトンネルとストリーム接続は中断から回復します
9. ストレージライフサイクル — 自動保持強制機能を備えた階層型ストレージ
10. ストリーム多重化 — 1回のカメラプルで、カメラに追加の負荷をかけることなく複数のコンシューマーにサービスを提供します