隨著社會(huì)的進(jìn)步,視頻監(jiān)控被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域,在各地的項(xiàng)目中也逐步獲得廣泛認(rèn)可,全國(guó)的“平安城市”、“全球眼”項(xiàng)目中更是掀起了網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用的高潮,網(wǎng)絡(luò)視頻廠商如雨后春筍般在全國(guó)范圍內(nèi)迅速增加,市場(chǎng)上出現(xiàn)了大量的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控品牌,眾多IT廠商或傳統(tǒng)行業(yè)也加入了網(wǎng)絡(luò)視頻行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng),紛紛推出了自己的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品及系統(tǒng)平臺(tái)解決方案。
目前市場(chǎng)上網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)機(jī)制各異,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控解決方案更是多種多樣,本文希望通過(guò)一些平臺(tái)解決方案,能給系統(tǒng)集成商一些建議,以便選擇適合自己的產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方案。
市場(chǎng)狀況分析
從行業(yè)應(yīng)用看,視頻監(jiān)控面向的主要行業(yè)都已明顯趨向于優(yōu)先選擇網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。根據(jù)2008年底專業(yè)媒體的市場(chǎng)調(diào)研,目前視頻監(jiān)控的主力市場(chǎng)集中在政府公安、金融、工業(yè)企業(yè)、建筑小區(qū)、教育、交通等幾個(gè)主要行業(yè)。而政府機(jī)關(guān)和公安主導(dǎo)的“平安城市”項(xiàng)目中,有70%明確表示要選擇網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,20%表示要測(cè)試評(píng)估后再?zèng)Q定。金融和交通行業(yè)在近幾年呈現(xiàn)出了明確的大聯(lián)網(wǎng)需求,在經(jīng)受了模擬監(jiān)控和數(shù)字監(jiān)控?zé)o能為力的痛楚以及體驗(yàn)了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控游刃有余的驚喜之后,網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控毫無(wú)疑問(wèn)已經(jīng)成為其首要選擇。教育行業(yè)則由于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完善毫無(wú)例外地明顯傾向于選擇網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。工業(yè)企業(yè)和建筑小區(qū)比較分散、獨(dú)立,行業(yè)特征不太明顯,產(chǎn)品自主選擇性較弱,因此傾向性沒(méi)有上面幾個(gè)行業(yè)那么明顯,但是由于網(wǎng)絡(luò)化概念在集成商、工程商以及設(shè)計(jì)院這些環(huán)節(jié)已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)可,因此大多數(shù)新建系統(tǒng)已優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。
從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境看,今天的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完全具備了進(jìn)行視頻傳輸和視頻通信的要求,用戶對(duì)此的認(rèn)可程度也已今非昔比了。其最初對(duì)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控最主要的擔(dān)憂集中在網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)安全性等四個(gè)方面,針對(duì)視頻監(jiān)控這樣一個(gè)快速增長(zhǎng)的市場(chǎng),從最初的懷疑,到后來(lái)的一致認(rèn)可,網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)不再是趨勢(shì),網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)實(shí)實(shí)在在地來(lái)到身邊。
視頻監(jiān)控中心管理平臺(tái)
對(duì)于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控來(lái)說(shuō),中心管理平臺(tái)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心,邏輯上需要實(shí)現(xiàn)用戶接入認(rèn)證、系統(tǒng)設(shè)備管理、業(yè)務(wù)功能控制以及媒體分發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。目前主要的平臺(tái)管理軟件一般都有中心服務(wù)平臺(tái)、接入服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器、分發(fā)服務(wù)器、管理客戶端、用戶客戶端、電視墻等幾個(gè)部分組成,各部分間的邏輯關(guān)系參見(jiàn)圖1。在實(shí)現(xiàn)上,中心管理平臺(tái)可以基于“服務(wù)器/PC+軟件”方式,也可以基于嵌入式硬件方式。
中心服務(wù)器主要負(fù)責(zé)用戶的權(quán)限驗(yàn)證和設(shè)備的故障信息處理,是唯一一個(gè)直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的模塊。接入服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備注冊(cè)和定位服務(wù)、Keep-Alive服務(wù)(心跳服務(wù))、消息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、重定向服務(wù)、客戶端代理服務(wù)。存儲(chǔ)服務(wù)器則是負(fù)責(zé)存儲(chǔ)錄像文件。[nextpage]
客戶端是遠(yuǎn)程圖像集中監(jiān)控和維護(hù)管理的應(yīng)用端,是基于PC的監(jiān)控業(yè)務(wù)軟件,可采用B/S或C/S架構(gòu),主要實(shí)現(xiàn)用戶登錄、圖像瀏覽、錄像回放、輔助設(shè)備控制、碼流控制等業(yè)務(wù)功能??蛻舳私酉聛?lái)的主要趨勢(shì)是簡(jiǎn)單化及可定制化,用戶要能夠很直觀、很方便進(jìn)行操作,而且能夠根據(jù)使用習(xí)慣進(jìn)行界面定制。
IP前端部署在監(jiān)控點(diǎn),用于實(shí)現(xiàn)前端視頻等信號(hào)(還可以有音頻、控制、報(bào)警等信號(hào))的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化,它通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)接入到中心管理平臺(tái),用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)視音頻信息和報(bào)警信息的采集、編碼、傳輸以及外圍設(shè)備(如攝像機(jī)、云臺(tái)、矩陣等)的控制。IP前端包括各類型的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器。
根據(jù)一份調(diào)研報(bào)告預(yù)測(cè),從2008年到2012年,隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的快速增長(zhǎng),網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器的年復(fù)合增長(zhǎng)率將分別達(dá)到50.6%和18.4%,而DVR的年均復(fù)合增長(zhǎng)率僅為7%左右。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用的普及,IP前端的系列化和豐富化在2009年到2010年也將得到大幅度提升,尤其是各種各樣的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)將大量涌現(xiàn),很多傳統(tǒng)攝像機(jī)廠商將通過(guò)自主研發(fā)、外部合作等多種方式實(shí)現(xiàn)向網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)廠商轉(zhuǎn)變,甚至?xí)ㄟ^(guò)與平臺(tái)商的合作提供網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控整體解決方案。
圖像存儲(chǔ)服務(wù)器主要用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控信號(hào)的數(shù)字化存儲(chǔ)、檢索、回放以及管理功能?;诓煌墓芾砥脚_(tái),錄像存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)方式也會(huì)有所不同,在運(yùn)營(yíng)級(jí)系統(tǒng)中,通常采用“服務(wù)器+錄像存儲(chǔ)軟件+IP SAN存儲(chǔ)設(shè)備”的方式;在行業(yè)級(jí)系統(tǒng)中,通常采用中心管理平臺(tái)外接USB或IP SAN存儲(chǔ)設(shè)備的方式;而在NVR中,直接通過(guò)NVR內(nèi)置硬盤實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)。
目前圖像錄像存儲(chǔ)服務(wù)器可以放在一個(gè)中心集中存儲(chǔ),也可以是分布在多個(gè)中心分布式存儲(chǔ)。而隨著用戶需求的不同,前端存儲(chǔ)也將會(huì)得到一定規(guī)模的應(yīng)用。前端存儲(chǔ)是指在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器中內(nèi)置硬盤實(shí)現(xiàn)本地存儲(chǔ)。對(duì)于對(duì)存儲(chǔ)可靠性要求非常高的行業(yè),可以采用前端存儲(chǔ)和中心存儲(chǔ)相結(jié)合的方式:一、前端存儲(chǔ)因人為破壞或磁盤故障導(dǎo)致錄像丟失時(shí),有中心存儲(chǔ)還可以保證錄像的完整性;二、中心存儲(chǔ)因設(shè)備、磁盤或網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致錄像丟失,則前端存儲(chǔ)仍可以保證錄像完整性;三、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬有限時(shí),中心存儲(chǔ)可采用CIF視頻保證流暢性,而前端存儲(chǔ)仍然可以采用D1視頻保證高清晰度;四、所有前端均采用前端存儲(chǔ)時(shí),中心存儲(chǔ)僅需針對(duì)重點(diǎn)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行備份存儲(chǔ)即可,這樣可以大大降低中心存儲(chǔ)的投資成本,因?yàn)閹岸舜鎯?chǔ)功能的視頻編碼器成本并不高。通過(guò)管理平臺(tái)的統(tǒng)一管理,系統(tǒng)內(nèi)所有前端及中心存儲(chǔ)資源均可由監(jiān)控中心和客戶端統(tǒng)一檢索、瀏覽和回放。
隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的普及,中心管理平臺(tái)將會(huì)在2009年得到大量的部署,而針對(duì)運(yùn)營(yíng)商、行業(yè)以及中小企業(yè)/商業(yè)三個(gè)不同細(xì)分市場(chǎng)也將使中心管理平臺(tái)呈現(xiàn)系列化趨勢(shì)。關(guān)于管理平臺(tái)的軟、硬之爭(zhēng)將在2009年持續(xù)一段時(shí)間。很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,在運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng),由于運(yùn)營(yíng)商本身的策略、需求以及運(yùn)營(yíng)商本身對(duì)服務(wù)器架構(gòu)的開(kāi)放性和可移植性考慮,軟件平臺(tái)仍將占據(jù)主導(dǎo)地位;而在行業(yè)和企業(yè)級(jí)市場(chǎng),出于客戶對(duì)穩(wěn)定性、安全性、簡(jiǎn)單性、易維護(hù)性的考慮,硬件平臺(tái)逐漸被行業(yè)和企業(yè)級(jí)用戶認(rèn)可,未來(lái)會(huì)成為行業(yè)應(yīng)用的主流。NVR作為一個(gè)小型的、高度集成化的管理平臺(tái),作為硬件平臺(tái)的代表,相信在2009年將會(huì)得到更多的關(guān)注和更廣泛的部署,不管是帶網(wǎng)絡(luò)功能的DVR,還是混合型DVR,這些概念都在欲拒還迎地推動(dòng)著NVR取代DVR的進(jìn)程。
圖像存儲(chǔ)機(jī)制介紹
眾所周知,目前企業(yè)存儲(chǔ)應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)主要有DAS、NAS和SAN三種模式。這三種模式從體系架構(gòu)的邏輯上看,有明顯的區(qū)別。
DAS即直連方式存儲(chǔ),依賴于服務(wù)器,其本身是硬件的堆疊,不帶有任何存儲(chǔ)操作系統(tǒng),DAS英文全稱是Direct Attached Storage,即直接附加存儲(chǔ)。顧名思義,在這種方式中,存儲(chǔ)設(shè)備是通過(guò)電纜(通常是SCSI接口電纜)直接連到服務(wù)器的,I/O(輸入/輸出)請(qǐng)求直接發(fā)送到存儲(chǔ)設(shè)備。DAS,也可稱為SAS(Server-Attached Storage,服務(wù)器附加存儲(chǔ))。它依賴于服務(wù)器,其本身是硬件的堆疊,不帶有任何存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。[nextpage]
DAS的適用環(huán)境為:
1、服務(wù)器在地理分布上很分散,通過(guò)SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))或NAS(網(wǎng)絡(luò)直接存儲(chǔ))在它們之間進(jìn)行互連非常困難時(shí)(商店或銀行的分支便是一個(gè)典型的例子);
2、存儲(chǔ)系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器(如Microsoft Cluster Server或某些數(shù)據(jù)庫(kù)使用的“原始分區(qū)”)上時(shí);
3、包括許多數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用,它們需要直接連接到存儲(chǔ)器上,群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi)。
對(duì)于多個(gè)服務(wù)器或多臺(tái)PC的環(huán)境,使用DAS方式設(shè)備的初始費(fèi)用可能比較低,可是這種連接方式下,每臺(tái)PC或服務(wù)器單獨(dú)擁有自己的存儲(chǔ)磁盤,容量的再分配困難;對(duì)于整個(gè)環(huán)境下的存儲(chǔ)系統(tǒng)管理,工作繁瑣而重復(fù),沒(méi)有集中管理解決方案。所以整體的擁有成本(TCO)較高。目前DAS基本被NAS所代替。
NAS(Network Attachment Storage)網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)設(shè)備,簡(jiǎn)單地說(shuō)是通過(guò)網(wǎng)線連接的網(wǎng)絡(luò)磁盤陣列,是部件級(jí)的存儲(chǔ)方案。它具備了磁盤陣列的主要特征:高容量、高效能、高可靠。NAS是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上,所以無(wú)需服務(wù)器就可以直接上網(wǎng),與用戶端的操作系統(tǒng)無(wú)關(guān),而專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備。同時(shí)由于它的高性價(jià)比,在某些領(lǐng)域完全可以和磁帶同等的成本進(jìn)行數(shù)據(jù)備份,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資料的網(wǎng)絡(luò)備份。其次NAS安裝簡(jiǎn)單管理方便,是真正即插即用的產(chǎn)品,最重要的是,NAS能夠滿足那些對(duì)于成本敏感的中小企業(yè)不同的存儲(chǔ)需求,具有相當(dāng)好的性能價(jià)格比。
SAN(Storage Area Network)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng),相對(duì)NAS而言,SAN有如下特點(diǎn):首先,SAN具有無(wú)限的擴(kuò)展能力;由于SAN采用了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),服務(wù)器可以訪問(wèn)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的任何一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備,因此用戶可以自由增加磁盤陣列、帶庫(kù)和服務(wù)器等設(shè)備,使得整個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間和處理能力可以按客戶需求不斷擴(kuò)大;其次,SAN具有更高的連接速度和處理能力。在NAS系統(tǒng)里,客戶端通過(guò)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)NAS,而SAN采用了為大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸而專門設(shè)計(jì)的光纖通道技術(shù)。SAN架構(gòu)的產(chǎn)品性能出色,但成本很高,目前基本是大企業(yè)的選擇。
SAN產(chǎn)品陣營(yíng)中的主要廠商有EMC、IBM、Hitachi、HP、Sun等大公司,NAS產(chǎn)品的陣營(yíng)中主要有NetApp、Maxtor、Proco等。國(guó)內(nèi)的廠商也不斷地加入到各自的陣營(yíng)中,使得存儲(chǔ)市場(chǎng)愈加絢麗多彩。從技術(shù)角度看,對(duì)于不同公司SAN產(chǎn)品的互操作性和管理問(wèn)題,目前可望解決。來(lái)自存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會(huì)(SNIA)的一份聲明,如EMC、IBM、Brocade、McData等廠商會(huì)員一致同意,提供可以支持多個(gè)廠商之間進(jìn)行互操作的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,以解決現(xiàn)階段不同公司SAN產(chǎn)品無(wú)法相互操作的問(wèn)題。
存儲(chǔ)設(shè)備選型要素分析
用戶在確定了存儲(chǔ)系統(tǒng)基本架構(gòu)之后,還需要進(jìn)行產(chǎn)品的選型。那么選擇合適的存儲(chǔ)產(chǎn)品,可以從數(shù)據(jù)保護(hù)能力、性能、容量、連接性、管理性和附加功能這幾個(gè)方面來(lái)考慮。
1、數(shù)據(jù)保護(hù)能力
數(shù)據(jù)保護(hù)能力是指在存儲(chǔ)設(shè)備的設(shè)計(jì)方面,對(duì)各種偶然性錯(cuò)誤和意外情況的預(yù)期,以及采取的預(yù)防或補(bǔ)救措施。這里,用戶需要注意的是,存儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)從軟到硬的復(fù)雜系統(tǒng),所以,對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)能力的評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)考慮到整個(gè)系統(tǒng)。一些低端磁盤陣列廠商宣稱自已的產(chǎn)品由于采用了RAID、熱交換磁盤、雙電源等技術(shù),數(shù)據(jù)將永不丟失。對(duì)一些中小型用戶,這些數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)基本可以滿足要求,但是對(duì)關(guān)鍵性業(yè)務(wù)的用戶來(lái)說(shuō),這些技術(shù)只能算數(shù)據(jù)保護(hù)的最基本前提。只有對(duì)數(shù)據(jù)完整性的保護(hù)、對(duì)寫緩存的保護(hù)、對(duì)主機(jī)連接的保護(hù)以及對(duì)遠(yuǎn)程容災(zāi)的支持等方面,才能夠體現(xiàn)出存儲(chǔ)產(chǎn)品的真正數(shù)據(jù)保護(hù)能力。[nextpage]
2、性能
對(duì)存儲(chǔ)產(chǎn)品的性能評(píng)價(jià)是最容易的,因?yàn)檫@一指標(biāo)可以被充分量化。對(duì)磁盤陣列產(chǎn)品來(lái)說(shuō),性能指數(shù)主要有兩個(gè):帶寬和IOps(每秒I/O次數(shù))。帶寬決定于整個(gè)陣列系統(tǒng),與所配置的磁盤個(gè)數(shù)也有一定關(guān)系;而IOps則基本由陣列控制器完全決定。在Web、E-mail、數(shù)據(jù)庫(kù)等小文件頻繁讀寫的環(huán)境下,性能主要由IOps決定。在視頻、測(cè)繪等大文件連續(xù)讀寫的環(huán)境下,性能主要由帶寬決定??梢?jiàn),在不同的應(yīng)用方式中,需要考察的側(cè)重點(diǎn)也不同。對(duì)NAS產(chǎn)品來(lái)說(shuō),主要性能指數(shù)也是兩個(gè):OPS和ORT,分別代表每秒可響應(yīng)的并發(fā)請(qǐng)求數(shù)和每個(gè)請(qǐng)求的平均反應(yīng)時(shí)間。對(duì)磁帶存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)說(shuō),單個(gè)磁帶驅(qū)動(dòng)器的讀寫速度是最重要的性能指標(biāo)。
3、容量
容量是最簡(jiǎn)單的一個(gè)方面,這里需要留意的是,用戶不僅要關(guān)心產(chǎn)品的最大容量,還要關(guān)心廠商推薦使用容量以及擴(kuò)容成本等問(wèn)題。而對(duì)磁帶產(chǎn)品來(lái)說(shuō),容量決定于磁帶記錄格式。因?yàn)榇艓?qū)動(dòng)器都具有硬件壓縮功能,所以磁帶容量有壓縮容量和非壓縮容量之分,一般壓縮容量按非壓縮容量的兩倍計(jì)算。
4、連接性
在SAN環(huán)境中,以光纖連接設(shè)備為中心,要連接主機(jī)、磁盤陣列、磁帶庫(kù)等設(shè)備,環(huán)境比較復(fù)雜,因此在產(chǎn)品選型時(shí),要充分考慮設(shè)備間的連接性。選擇具有良好的開(kāi)放性和連接性的產(chǎn)品,不僅是當(dāng)前系統(tǒng)正常連接和運(yùn)行的保障,也為系統(tǒng)將來(lái)擴(kuò)展提供更大的空間和靈活性。
5、管理性
管理性是任何產(chǎn)品的重要方面之一。首先,用戶應(yīng)考慮產(chǎn)品所提供的管理功能或方式是否實(shí)用可靠;其次,支持中心化管理和遠(yuǎn)程管理的產(chǎn)品一定會(huì)令用戶省事不少,且很多產(chǎn)品的故障自動(dòng)通知機(jī)制給用戶帶來(lái)了方便,但同時(shí)也是數(shù)據(jù)安全的隱患;最后,在配置改變或系統(tǒng)擴(kuò)容時(shí),不需宕機(jī)或盡可能縮短宕機(jī)時(shí)間,這是企業(yè)級(jí)產(chǎn)品的重要特征。
6、附加功能
今天的存儲(chǔ)產(chǎn)品,尤其是部門級(jí)和企業(yè)級(jí)的在線存儲(chǔ)產(chǎn)品,已經(jīng)不僅僅是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盒子,而是一個(gè)智能的小型系統(tǒng)。各廠商將很多功能性軟件都整合到自己的存儲(chǔ)設(shè)備中,以向用戶提供更好的解決方案。目前,比較常見(jiàn)的附加功能主要有以下幾種:數(shù)據(jù)快照功能、LUN Masking功能、異地?cái)?shù)據(jù)復(fù)制功能等。