網絡存儲在安防視頻監(jiān)控方面的應用與優(yōu)勢
安防視頻監(jiān)控技術的發(fā)展可以歸結為三步:模擬化à數字化à網絡化。
在這三個階段中,可以清楚地看到視頻監(jiān)控技術和數據存儲技術結合應用的變化與發(fā)展。最初是以模擬信號和設備為特征的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)CCTV(Closed Circuit Television),采用VCR(Video Cassette Recorders)存儲監(jiān)控數據;到數字化或部分數字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,以DVR(Digital Video Recorder)存儲監(jiān)控數據;再到現(xiàn)在蓬勃發(fā)展的網絡化視頻監(jiān)控系統(tǒng)(IP監(jiān)控系統(tǒng)),采用更新的存儲技術(DAS、NAS、IP SAN或FC SAN等)存儲監(jiān)控數據。
1、 視頻監(jiān)控對存儲的要求
近幾年,安防產業(yè)在國內取得了巨大的進步, “平安城市”、“3111工程”、“全球眼”、“寬視界”等大項目的開展,視頻監(jiān)控在交通、食品、衛(wèi)生檢疫、海關、能源、金融、國防等領域應用廣泛,市場前景相當看好。市場的擴展促使安防技術不斷的進步,目前安防監(jiān)控技術已經完成了從模擬監(jiān)控到數字監(jiān)控,再到網絡監(jiān)控的轉變。
監(jiān)控視頻存儲系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分。首先數據的重要性毋庸置疑,服務器宕機或者網絡損壞都可以修復,而數據丟失是無法彌補的,后果非常嚴重;另外存儲在整個系統(tǒng)中的比重越來越大,從商業(yè)價值角度也越來越引起人們的重視。
音視頻數據7×24小時的保存到存儲系統(tǒng)中,并要求隨時可以調用,對存儲的可靠性和性能等方面都提出了新的要求,這也促使一些針對安防監(jiān)控存儲技術的產生。
海量數據的要求
監(jiān)控數據是7×24小時寫入,存放時間從7天、15天……甚至到1年,數據量隨時間增加線性增長。我們可以簡單計算一下容量規(guī)模,以一個中小規(guī)模的例子計算:500路的監(jiān)控路數,2Mbps D1格式要求,數據存儲時限30天;
需要的存儲容量=500路*30天*(24小時*3600秒*2Mbps/8)/(1024*1024) ≈300 TB;
對于一個平安城市項目而言,總的監(jiān)控路數通常幾千到上萬路,上千TB的項目比較常見,這對于傳統(tǒng)的存儲行業(yè)是難以想象的。
性能的要求
視頻監(jiān)控主要是視頻碼流的寫入,表征性能的是存儲能支持多少路碼流(通常是384Kbps-2Mbps)。傳統(tǒng)意義的性能如IO率(IOps)、存儲帶寬(MBps)在監(jiān)控系統(tǒng)里面不具備參考價值;
在多路并發(fā)寫的情況下,對存儲的壓力還是很大的,需要做性能優(yōu)化處理。
價格的敏感
安防監(jiān)控行業(yè)的海量存儲,由于總容量大,造成總的價格成本上升。反而言之,對單位容量成本(每TB價格)的要求很高;
通常情況下,不易采用國外高價的存儲產品或FC存儲。另外對于磁盤介質,希捷SATA企業(yè)級硬盤的穩(wěn)定性,在高負載環(huán)境中,能夠實現(xiàn)7×24全天候不間斷工作(工作強度要高于桌面級產品的5×8工作時長),并且可以提供長達120萬小時的MTBF(平均無故障時間),使產品使用壽命大大提高。希捷SATA企業(yè)級硬盤還具有大容量、高性價比的特點,500GB、750GB、1TB的硬盤已成為監(jiān)控行業(yè)存儲最常見的磁盤介質。
[nextpage]
可管理性的要求
安防監(jiān)控海量存儲,應用了大量存儲設備,存儲設備中的海量數據,必須被有效的管理起來,對最終用戶的使用提供方便、可靠的支持。
絡化要求
TCP/IP網絡是安防監(jiān)控技術向網絡化方向發(fā)展的網絡基礎,基于TCP/IP網絡的存儲技術將在安防監(jiān)控技術網絡化進程中發(fā)揮不可替代的作用。
2、目前視頻監(jiān)控中常用的幾種存儲技術
2.1 DVR存儲
編解碼器內部存儲――DVR存儲是目前最常見的一種存儲模式,編解碼器設備直接掛接硬盤,目前最多可帶8盤硬盤。但由于編解碼設備性能的限制,一般采用硬盤順序寫入的模式,沒有應用RAID冗余技術來實現(xiàn)對數據的保護。隨著硬盤容量的不斷增大,單片硬盤故障導致關鍵數據丟失的幾率在同步增長,且DVR性能上的局限性也影響了圖像數據的共享及分析。
這種方式的特點是:價格便宜,使用起來方便,通過遙控器和鍵盤就可以操作;DVR方式適合于小規(guī)模、分布式的部署。國產DVR產品例如??怠⒋笕A的產品,都已經十分成熟。
2.2 編解碼器 + 存儲
編解碼器外掛存儲設備,通過編解碼器的外部存儲接口連接,主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS 等存儲協(xié)議擴展。
這種方式可以實現(xiàn)編解碼器容量的再擴展,適合于中小規(guī)模的部署,監(jiān)控視頻數據通過RAID技術在可靠性上得到了一定保證。其中SATA/USB模式采用的直連方式,不能共享并且擴展能力較低;IP網絡(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴展能力和共享能力。??档腄S系列監(jiān)控NAS存儲產品,邦諾存儲的SMI系列存儲產品在監(jiān)控行業(yè)的應用都已十分成熟。
[nextpage]
2.3 集中存儲
服務器連接前端編解碼器,通過流媒體協(xié)議下載數據,然后存放到存儲設備上。服務器和存儲設備之間可以通過SCSI、iSCSI、NAS、FC協(xié)議連接。集中存儲方式適合于大中型平臺的部署。
集中存儲方式中,IP連接模式(iSCSI、NAS)有良好的擴展能力和可管理性,具備高性能價格比。
3、IP網絡存儲在監(jiān)控行業(yè)應用中的優(yōu)勢
綜合上面對目前視頻監(jiān)控中常用的幾種存儲技術的分析,我們可以從存儲技術和監(jiān)控存儲應用兩方面作一下橫向的比較。
從以上的兩個對比表可以看到,IP網絡存儲無論從高性能、可擴展性、穩(wěn)定性、管理的集中性、實施的便捷性,以及集成成本可控性,都十分適合安防監(jiān)控行業(yè)的應用需求。
同時,如邦諾存儲這樣的擁有自主核心存儲技術的公司,可以提供開放的API,和特定功能選擇,如帶寬預留、WORM、磁盤休眠。這將極為有利于存儲產品和監(jiān)控前端產品、監(jiān)控平臺系統(tǒng)的網絡化技術整合。
[nextpage]
視頻監(jiān)控數據存儲技術的發(fā)展趨勢――NVR技術
隨著近幾年,安防監(jiān)控行業(yè)對存儲產品的需求急速上升,IP網絡存儲以其高性價比的解決方案優(yōu)勢異軍突起。同時,在監(jiān)控產品、監(jiān)控平臺系統(tǒng)與存儲產品相集成化的過程中,新的技術發(fā)展方向也逐漸顯現(xiàn)出來。
存儲技術和監(jiān)控應用相結合的NVR技術應用而生,并將成為未來真正面向監(jiān)控行業(yè)的存儲產品。
1、NVR解決方案
關于NVR的定義,目前不同廠商尚存在分歧,我們這里定義的NVR如下:
NVR可以通過流媒體協(xié)議從編解碼器下載錄像;
NVR具備編索引存儲功能,以及檢索取數據功能;
客戶端可以從NVR下載播放錄像;
此外,NVR應具備存儲系統(tǒng)功能,包括RAID管理、配置、報警等功能。
2、NVR方案具有的優(yōu)勢
由于是專用存儲系統(tǒng),設計上可以徹底解決監(jiān)控存儲特有的常見存儲問題,例如因突然斷電斷網而引起的文件系統(tǒng)損壞,造成視頻圖像無法調用或者錄像的問題;
不需要存儲服務器,減少了單故障點和性能瓶頸,例如檢索視頻圖像慢,回看相應時間慢的問題,以及反復覆蓋寫后,存儲性能下降的問題;同時也降低了集成商成本開銷;
NVR可以針對視頻監(jiān)控數據應用設置專用的功能,如帶寬預留等;
NVR也可以針對視頻監(jiān)控進行性能優(yōu)化。
通過NVR解決了通用存儲的不足,可以說是視頻監(jiān)控技術和存儲技術的完美結合。北京邦諾存儲公司已與多家主流前端設備及監(jiān)控平臺廠家合作,率先推出了這種基于監(jiān)控行業(yè)應用特點的NVR存儲產品。