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앤비젼 리눅스 기반 All-in-One Solution
대규모 영상감시 환경에서 영상의 중앙 통합 관리는 물론, 외부기기와의 통합이 가능한 영상 관리 소프트웨어인 VMS(Video Management Software) 프로그램은 일반적으로 Windows 환경에서 구동된다. 최근 이 Windows라는 OS 환경이 갖는 여러 약점들(초기 구입비용 외에 유지 보수 시에 발생하는 금전적 문제, 높은 CPU 점유율과 메모리 자원의 비중)이 제기되면서, 오픈소스 기반의 운영체제인 리눅스가 급부상하고 있다.
│편집자 주│
리눅스는 다중 사용자, 다중 작업(멀티태스킹), 다중 스레드를 지원하는 네트워크 운영체제로, 안정적인 영상처리와 외부 침입이 불가능한 OS로 잘 알려져 있다. 이는 VMS 또는 NVR 개발사에서도 리눅스 환경을 구성할 때, 자사의 소프트웨어에 가장 최적화된 운영체제 환경을 구축할 수 있다는 의미이며, 이미 국내외에 리눅스 환경에서 구동되는 NVR 장비가 다수 소개되어 있다. 무료로 배포되기 때문에 별도의 운영 라이선스를 구매하지 않아도 되며, 가벼운 운영체제로 상대적으로 낮은 하드웨어 사양에서도 훨씬 높은 성능을 낼 수 있다는 것이 강점이다. 하지만 그만큼 리눅스에 대한 지식과 기술력이 뒷받침되어야 하며, 이로 인해 리눅스 환경의 NVR은 다수 존재하더라도 리눅스 기반의 VMS는 찾아보기 어려운 실정이다.
리눅스 기반 All-in-One 솔루션
이번에 소개하고자 하는 NUUO Crystal™ 역시, 리눅스 기반에서 구동하는 All-in-One 영상관리 솔루션이다. 이 제품이 기존의 리눅스 NVR과 다른 가장 큰 차이점은, 자체 성능에 있다.
NUUO Crystal™은 기본 250Mpbs의 데이터 동시 처리성능을 지원한다. 이는 다시 말해서, 3Mpbs로 꾸준히 전송되는 IP 메가픽셀 카메라의 영상을 동시에 64채널까지 처리할 수 있음을 의미한다. 여타 리눅스 NVR이 하드웨어 당 4~8채널 수준의 메가픽셀 카메라를 처리하는 수준에 비해 뛰어난 성능을 보유한 것이다.
대규모 시스템을 구축하기 위한 VMS 환경에서는 성능 외에도 단위 장비 성능, 확장성, 안정성, 호환성, 관리와 운영의 편의성, 장애 대응 능력 등 우리가 고려해야 하는 모든 관점에서 세밀하게 검토할 필요가 있다. NUUO Crystal™은 이 점에서 사용자에게 다양하고 독창적인 가치를 제공한다.
기본 250Mbps, 최대 550Mbps 고성능
앞서 말했다시피 NUUO Crystal™은 기본 250Mbps의 데이터 동시 처리성능을 제공한다. 하지만, 이것은 기본 성능일 뿐, 영상 처리를 위한 환경의 설정에 따라 최대 550Mbps까지의 성능을 제공할 수 있다.
이는 NUUO Crystal™이 제공하는 ‘디스크 볼륨 그룹(Disk Volume Group)’ 기능으로 구현된다. 디스크 볼륨 그룹의 원리는 간단하다. 최대 등록 가능한 64채널의 IP 카메라에서 수집하는 데이터를 처리하고 기록(Write)하는 과정에서 개별 HDD 또는 볼륨 그룹 당 처리할 수 있는 데이터 부하를 적절하게 분산시켜주는 것이다. 이는 일반적인 RAID 구성과는 또 다른 개념으로, NUUO Crystal에서만 제공하는 독창적인 기능인 것이다.
NUUO Crystal™은 최대 8개의 HDD를 장착할 수 있는 2U 랙마운트 타입의 외형을 보유하고 있으며, 이 여덟 개의 HDD를 각각의 볼륨 그룹으로 구성할 수가 있다. 서버에 장착된 전체 HDD를 하나의 볼륨 그룹으로 구성 시 250Mbps의 성능을 제공하며, 두 개의 볼륨 그룹으로 구성하면 400Mbps의 서버 당 처리 성능을, 세 개의 볼륨 그룹으로 구성하면 최대 550Mbps의 서버당 처리 성능을 제공하는 것이다.
데이터 처리를 위한 특화 기능
NUUO Crystal™은 앞서 설명한 디스크 볼륨 그룹(Disk Volume Group)으로 다수의 디스크를 하나의 볼륨으로 관리하는 방법 외에도 단일 디스크 내에서 데이터를 효과적으로 처리할 수 있는 ‘파일 링(File Ring)’ 기능을 기본적으로 제공한다.
일반적으로 디스크에 데이터를 기록할 때, 순차적으로 데이터를 분할하고 이를 불러오는(Loading) 과정에서 연관된 데이터를 병합하는 구조를 갖게 되는데, 대용량 데이터일수록 데이터를 조회하고 병합하는 소요시간이 증가하여 사용자의 요청에 의한 반응 속도가 지연되는 단점이 발생한다. 평균 30일의 데이터를 저장하는 국내 영상관제 시스템 특성상, 기록하는 데이터가 많아지고, 이 중에서 저장 기간 등으로 인해 삭제되는 데이터가 반복될수록 디스크 단편화(Fragmentation) 현상으로 인해 반응 지연 시간은 지속적으로 증가할 수밖에 없다.
하지만 파일 링 기능을 사용하면, 개별 카메라 데이터를 연관된 데이터로 인식하여 동일한 영역으로 기록하게 되어 분산된 데이터의 조회 및 병합에 의한 지연시간을 최소화할 수 있게 되고, 이는 사용자에게 보다 빠른 반응 속도를 제공하게 되는 것이다. 이것이 바로 기본 250Mbps의 데이터 동시 처리성능을 제공하는 기반 기술이다.
단일 시스템으로 구성하는 무제한 하드웨어
처리해야 하는 카메라가 증가할수록, 이를 관리하기 위한 서버 또한 증가할 수밖에 없다. 다만, VMS 솔루션 특성상 하나의 클라이언트에서 다수의 영상을 확인할 수 있는 단위, 즉 단일 시스템으로 장비나 프로그램을 무제한 확장하는 것은 쉽지 않은 일이다. NUUO Crystal™은 하드웨어 장비로 구성되어 있지만, 개별 장비가 각각 독립적이면서도 상호 연동이 가능한 아키텍처로 되어 있다.
다시 말해, NUUO Crystal™이 다수 구축된 사이트에서는 하나의 NUUO Crystal™ 장비에 접속하는 것만으로 다른 장비의 개별 카메라 영상을 확인하고 검색할 수 있으며, 필요 시 등록 정보의 확인 및 수정이 가능하다는 것이다. 이를 위해 NUUO Crystal™은 Management Server 구조 기반의 중앙 관리 아키텍처로 구축할 수 있으며, 관리자는 Management 서버를 통해서 구축돼 있는 환경의 모든 NUUO Crystal™을 원격으로 관리할 수 있다.
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관리와 운영의 편의성
성능 좋고, 안정적인 솔루션이라 하더라도, 사용하기 힘들면 그림의 떡이다. NUUO Crystal™은 관리자를 위한 단일 클라이언트, 운영사용자를 위한 통합 클라이언트로 사용자 환경을 구분해서 제공한다.
관리자를 위한 클라이언트는 하나의 창 내에서 트리 구조에 기반을 둔 전체 시스템의 관리가 용이하게 구성돼 있으며, 관리자용 클라이언트에서 사용자 관리, 기기 관리, 장비 관리, 저장소 관리, 이벤트 관리 등 시스템 관리에 필요한 모든 기능을 수행할 수 있다.
운영사용자를 위한 통합 클라이언트는 NuClient라는 이름의 통합 클라이언트로 제공된다. NuClient는 영상의 실시간 표출, 녹화재생, 검색 및 영상 추출은 물론, 실시간 이벤트 확인 등 영상을 관리하는 모든 기능이 하나에 통합되어 있어 운영사용자의 신속한 상황 대응과 영상 이력의 조회가 간결하게 이뤄질 수 있다. NuClient는 Windows PC 뿐만 아니라 Mac OS 환경에서도 운영할 수 있으며, 웹 브라우저와 모바일 어플리케이션으로도 제공되는 등, 운영사용자는 언제 어디서든 실시간 영상의 확인과 영상 조회가 가능하다.
장애 대응 능력, 장애 발생 최소화 아키텍처
대부분의 VMS가 장애 대응 기능을 제공한다. 페일오버(Fail-over)라고 부르는 이 기능을 구현하기 위해서 여타 솔루션은 장애 발생 시 동일한 데이터를 보유할 수 있게 하는 1:1 미러링 형태의 장애 관리 체계를 구축하고 있으나, 이러한 환경은 0.01%, 0.001% 수준의 장애를 대비하고자 서버, OS, VMS 라이선스 등을 두 배로 지불해야 하는 부담을 안게 된다.
NUUO Crystal™은 이러한 부담을 해소하면서 페일오버 기능의 효율성을 증대시키기 위해 그룹 단위의 페일오버 기능을 제공한다. 3:1 수준의 페일오버를 구현하는 것을 권장하고 있으며, 운영 서버의 장애 발생 시 대기서버(페일오버 서버)가 운영 서버의 모든 데이터를 넘겨받는 형태가 되는 것이다. 이렇게 운영함으로써, 초기 구축비용을 효율적으로 부담할 수 있고, 운영자는 장애가 발생하더라도 최소한의 작업만으로 영상 데이터를 지속적으로 확보할 수 있게 된다. 물론, NUUO Crystal™에서 페일오버를 구현하기 위해 별도의 추가 라이선스를 구매하지 않아도 되는 것 또한 큰 장점이다.
NUUO Crystal™은 장애 발생 최소화 아키텍처로 설계 되어 있어 멀티 프로세스, 멀티 스레드를 지원하면서 특정 프로세스, 스레드(Thread, 프로세스 내에서 실제 처리를 담당하는 최소단위)에 장애가 발생하면 내부의 자원배분자(Resource Allocator)를 통해서 대체 프로세스를 통해서 영상을 처리할 수 있도록 대응한다. 이는 원천적으로 VMS 시스템의 장애 발생 빈도를 최소화 할 수 있는 기능이며, 영상 데이터를 지속적으로 처리할 수 있는 환경을 제공한다.
이는 소프트웨어 자체에서 논리적인 장애가 발생하는 상황에서도 운영 환경에는 영향이 없도록 하기 위한 기능이며, 하드웨어 자체의 장애에 대해서는 앞서 언급한 페일오버 기능을 함께 구성하면 소프트웨어/하드웨어 모두 장애 발생에 대한 환경을 구축할 수 있다.
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영상 감시를 위한 최적의 솔루션
지금까지 설명한 다양한 기능 외에도 NUUO Crystal™은 영상 감시를 위해 필요한 다양한 기능을 기본으로 제공하고 있다. 대규모 시스템에서 시간 동기화를 위한 NTP 지원, 카메라 자체의 움직임 감지를 이벤트로 처리하는 Edge Motion Detection 기능, 카메라의 멀티 스트림을 저장/스트리밍으로 구분하여 처리하는 Multi-Stream Profile, 통합 클라이언트 내장 E-Map 기능, 360도 Fisheye 카메라의 영상을 변형해주는 Panorama Lens Dewarp 기능, 저장 영상을 빠르게 검색하는 스마트 고속 검색 등 우리가 예상할 수 있거나, 경우에 따라 구현되었으면 하고 바라는 모든 기능이 NUUO Crystal™에 기본으로 내장되어 있다.
그럼에도 카메라 수만큼의 채널 라이선스를 구매하면 이 모든 기능을 무료로 사용할 수 있다는 점에서 대규모 시스템으로 점차 확장하는 현재의 영상관제 시스템에서 최적의 솔루션이 될 것이다.
[자료제공 : 앤비젼(www.envision.co.kr)]
[월간 시큐리티월드 통권 제211호(sw@infothe.com)]
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