如何判別分布式系統的優劣

如今，分布式系統正在對各行業產生巨大影響，已經進入軍隊、公安、氣象、交通、電力等重要機構的指揮中心、監控中心，為用戶系統可視化、對接和互聯互通帶來強大的應用，分布式系統的優劣判別，主要看以下七個方面：

一、看核心技術

分布式產品的核心基礎是音視頻網絡編解碼算法，優秀的編解碼算法是一款好的分布式產品誕生的前提。通過了解一款分布式產品采用的核心技術算法，可以快速的初步判定一款分布式產品的性能優劣，從而選擇最適合的分布式產品。市場上主流的分布式根據其技術特點與產生時間可以劃分為以下3種，第一代深壓縮分布式技術、第二代淺壓縮分布式技術與第三代雙引擎分布式技術。

1、第一代深壓縮分布式

深壓縮分布式產品是以H.264 和 H.265算法為主的第一代分布式產品類型，也是市面上主流的分布式產品類型，它的優勢是占用帶寬低、具備完善的功能、采用標準視頻編解碼協議，劣勢是畫面損失較大、畫面延時較大。

2、第二代淺壓縮分布式

淺壓縮分布式是區別于深壓縮分布式的第二代分布式，主要針對性的解決了深壓縮分布式產品顯示畫面質量差、延時高等問題，優勢在于畫面質量好、傳輸延時低，劣勢是占用帶寬大、標準化程度低。

3、第三代雙引擎分布式

雙引擎分布式通過采用雙分布式核心的設計，首次將前兩代分布式產品特點優勢進行整合。一方面通過“淺壓縮核心”實現視頻高質量無損顯示效果、低延時傳輸、完善了多種使用功能；同時具備“深壓縮核心”在保持淺壓縮顯示效果的同時，解決了實際使用中與市面上H.264/H.265設備兼容、低網絡帶寬下遠距離視頻分享的需求。

二、看功能覆蓋

隨著顯控市場的逐步發展，各行業對于音視頻顯控的應用也愈加復雜?？剂恳豢罘植际疆a品的優劣，其中很關鍵的一點，便是看其是否覆蓋了行業常用的功能需求。各分布式廠商往往提供了多種功能應用，但其中真正具備考量意義與值得評估的主要有以下三大功能：網絡信號切換功能、大屏拼接顯示功能與實時坐席控制功能。

1、網絡信號切換功能

音視頻的網絡編解碼能力是分布式系統產品最重要的基礎能力。主要功能包括：不同種類的音視頻信號傳輸、不同分辨率的音視頻信號傳輸、畫面無黑場、無中間狀態切換、音頻視頻獨立傳輸切換等。

2、大屏拼接顯示功能

分布式大屏拼接顯示功能主要包括：大屏拼接功能、大屏多畫面顯示、畫中畫顯示、任意布局調整、預案快速切換、大屏底圖顯示、信號預覽、大屏狀態回顯、大屏滾動字幕等。

3、實時坐席控制功能

分布式坐席協作功能可以快速便捷的解決坐席間信息共享和處理的問題，其主要核心功能包括：“一人多機”控制，“人機分離”遠端PC實時控制，坐席與大屏的視頻互動，坐席與坐席間的視頻互動，UKey、硬盤、攝像頭、打印機等USB設備識別，信號源實時預監等。

三、看畫面還原度

基于指揮中心、控制室等分布式系統應用場景對超高圖像畫質呈現的需求，畫面還原度也是衡量分布式系統優劣的一大標準。好的分布式系統采用業界領先的圖像處理引擎技術，確保所有視音頻信號實時處理顯示，同時顯示畫面不偏色、不丟失細節、不出現黑屏/馬賽克。分辨分布式產品的畫面還原度主要有兩種方法：

1、專業靜態測試圖片

通過對比原始畫面與編解碼畫面的差異，進行測試，在圖片全屏顯示的情況下：是否會出現線條虛化、甚至完全丟失問題；文字內容、花紋是否保留完整；色彩是否豐富、色彩變化是否平滑；圖像4:4:4是否清晰可見。

2、高清動態畫面測試

播放快速變化、內容復雜、色彩鮮艷的視頻，通過肉眼觀察，是否出現畫面模糊、馬賽克、畫面卡頓、黑屏等問題。

四、看大屏同步性

指揮調度離不開可視化，尤其對于指揮中心而言，高清圖像呈現、實時同步傳輸尤為關鍵。部分分布式產品由于每個節點畫面傳輸至拼接大屏的時間不同，會直接導致大屏幕顯示不同步及圖像抖動、撕裂的現象出現，非常影響用戶的觀看體驗。分布式系統的同步性優劣可通過專業的測試視頻及方法進行測試：

1、專業視頻播放

多塊拼接屏播放同一個視頻（推薦專業測試視頻），對比畫面中顯示的動態線條、秒表與幀號的差異。將播放測試視頻的信號源，顯示在大屏的不同屏幕上。通過相機進行拍照或者慢動作攝影，對比不同屏幕上顯示的秒表數值、與畫面幀率序號是否為同一幀、同一毫秒。如果出現幀序號不同，則大屏不同步。根據對應的秒表時差，可以明確不同步的嚴重程度。

2、快速動態圖像播放

在不具備條件的情況下，也可以通過播放快速運動的動作視頻、人物視頻等進行肉眼觀察。好的分布式系統應采用專業的同步顯示技術，在畫面細節豐富、切換迅速的情況下，依然可以保證卓越的同步性與圖像顯示質量，保證視頻每一幀輸出均可以完全同步。

五、看坐席延時性

視頻信號由信號源傳輸至坐席顯示的過程中不可避免的會出現顯示延遲的現象，延遲時間從幾十毫秒到幾百毫秒甚至更長，然而鍵盤鼠標等控制信號的傳輸延時遠小于視頻信號的傳輸延時，使得坐席控制中出現屏幕顯示畫面慢于實際鼠標數據傳輸的現象，尤其是當鼠標鍵盤配合視頻畫面對信號源進行控制、操作時由于圖像的變化跟不上人的動作以及大腦的反應，會出現鼠標無法控制、點擊不精確等現象，極大的影響用戶的操作體驗。測試方法有：

1、專業延時測試視頻

通過專業的演示測試視頻可以快速精確的判斷分布式系統的延時。使用相機水平拍攝“原始圖像”與“KVM坐席圖像”，對比原始圖像與分布式傳輸圖像的“時間差”即可得到分布式傳輸的具體數值。由于不同相機的快門曝光時間與網絡固有差異，可以采用多張圖片取平均值的方式確定延時。

2、實際操作體驗

在沒有條件的情況下，可以通過鼠標實操，來體驗延時差異。具體方法包括：

（1）連續晃動鼠標，查看鼠標靈敏度；

（2）快速移動鼠標點擊某處，查看是否可以精確點擊到目標位置；

（3）通過鍵盤鍵入文本內容，查看字符顯示速度。

分布式系統應在保障高品質圖像傳輸質量的前提下，大幅度降低音視頻編解碼傳輸所產生的視頻延時，保證原始信號畫面實時傳輸、音視頻實時同步傳輸以及坐席鼠標操作流暢。

六、看集中管控

隨著科學技術的不斷發展，指揮中心、控制中心、監控中心、數據中心、會議室等場景的信息化系統愈加復雜，是否可以將多個獨立系統進行統一管控也是衡量分布式系統優劣的一大標準。好的分布式系統應該將多個獨立的系統進行統一接入和管控，并通過觸控終端設備實現統一的指揮調度，為客戶帶來自由方便、快捷準確、靈活可視的操作體驗。集中管控主要看這幾個要點：

1、視頻可視化操作

視頻控制可視化是集中管控的基礎功能需求，不僅要在操作過程中能夠查看信號源的預監以及大屏幕的回顯畫面，還要可以對預案的布局進行實時預覽，從而方便操作人員的畫面調取和預案切換，減少誤操作的幾率。

2、音頻可視化調節

除了視頻系統以外，音頻系統也是分布式系統控制中的重要部分。用戶在音頻調節時，經常需要實時查看全部通道的實時音量大小及靜音狀態，這樣才能進行精準的操作。此外，每個通道的實時電平反饋也是用戶進行操作的重要參考，音頻調節的可視化可以給用戶帶來直觀的操作控制體驗。

3、環境可視化控制

除了分布式系統內的音視頻設備，周邊環境中的燈光、屏幕、電源等周邊設備，也是系統集中管控的重要對象。如果不能在同一個界面中進行管控，就失去了集中管控的意義。對于系統內的各類設備，不僅要能準確的控制各類設備的開關，還要能夠實時查看各個設備的運行狀態，實現真正的環境控制可視化。

4、多用戶同步控制

分布式系統的“分布”不僅僅體現在音視頻節點的分布，還體現在控制終端的分布。因此，多用戶之間如何進行協作控制，就成為了分布式系統集中管控的關鍵。系統應能將各個用戶進行統一管理，并將控制反饋實時同步在各個管理員的終端界面上，這樣才能夠準確的進行協作控制。

七、看運維管理

智能化的運維管理就像人體的免疫系統一樣不可或缺，它可以圍繞業務系統進行日常安全監測，掌握系統的各項指標，并根據指標作出“健康”與否的判斷；對檢測到的設備運行不正常狀態或者設備故障發生預警，并及時通知運維管理人員進行維護。這種運維方式側重于設備故障隱患和缺陷的早期發現和處理，提高了設備的穩定性和可靠性。專業的運維管理解決方案涵蓋如下要點：

1、動態展示系統連接的拓撲圖

與分布式相關的周邊系統，尤其是網絡系統，都與最終畫面上屏的響應速度、圖像質量、操作延遲、拼接同步性等效果息息相關。分布式節點通過交換機、路由器等網絡設備連接，任何一個網絡節點故障、掉線，都會使得某路畫面黑屏，這時需要能夠及時定位到故障點，才可以在最短時間內解決網絡故障。

因此分布式系統的運維管理軟件需要能提供一個動態變化的設備連接拓撲圖，通過拓撲圖直觀地看到分布式設備及周邊設備的在線狀態與故障狀態，不用實際到現場排查，就可以反饋給用戶到底是哪個環節發生問題。

2、圖形化查看設備詳細運行指標

除了設備的在線與否之外，為了更好的掌握系統運行狀態與趨勢，設備的詳細運行指標也同樣關鍵，如各個分布式節點的輸入輸出分辨率、幀率、視頻傳輸速率等。與分布式設備連接的交換機，也需要實時了解其運行時間、溫度、CPU占用率、內存占用率、某端口流量、抖動、丟包率等。只有掌握了這些信息，才能在發生畫面抖動、卡頓、錯位等“軟問題”時，精準定位到問題所在，降低分布式系統可能受到的外界環境干擾。

3、具備故障告警與預警提示

傳統的運維模式通常是被動式的，即用戶發現問題，再排查問題所在。而現代化的分布式運維更應該是主動式的，即系統一旦發生故障，分布式系統要能主動以頁面的彈窗、聲音或郵件、短信等渠道，為用戶做出告警提示，即使用戶不再指揮中心或會議室內，也能通過手機等方式遠程掌握分布式系統的狀態。另外，智能化的運維管理應不僅僅是發生問題、解決問題，更應該利用大數據等手段，記錄系統運行數據，并對未來趨勢進行預測，在設備可能發生某個問題之前，前置性的做出預警提示，真正提高分布式系統的穩定性。

4、建立完善并有記錄的運維工作流程

擁有了設備的監測與告警，用戶可以最短時間內掌握系統故障點，但如何解決這些故障，依舊是一個值得深究的問題。分布式系統具有無限的擴展性與覆蓋度，往往部署在大地域中。管理分布式的運維人員也常常不是一個人，而是上下級單位、各個機構多人配合。

效率最高的運維解決方案是多人分工配合，如管理員在指揮中心對整個分布式系統監管，發現故障點后，遠程指導操作員實際到現場處理，并可通過系統實時判斷問題是否解決。這就需要分布式系統提供一個科學的運維工作流程，從發現問題、派工單下發、到現場解決與問題反饋，運維人員只需按照標準化的運維流程來操作，并在系統內記錄相關工作信息，即可高效率的完成運維管理工作。

5、覆蓋系統級別的統計與分析

真正的分布式運維管理是一門系統性的科學與工作，應該做到“精細化運維”。所謂“精細化運維”，即不僅僅對設備運行狀態進行監管，也要收集并記錄運維工作流中的告警響應時間、工單解決時間、故障處理時間等信息，同時通過數據的挖掘與關聯，對各類設備的故障率、高風險參數、視頻質量影響率等進行分析，生成綜合性的多維度系統運行報表，幫助用戶持續改善分布式系統的運維管理工作與應用方式。