隨著高清時(shí)代的來(lái)臨，古老的存儲(chǔ)方式以無(wú)法滿足高清需求了，那么面對(duì)高清視頻大容量到底需要什么樣的存儲(chǔ)技術(shù)呢？請(qǐng)看本文！ 高清存儲(chǔ)之基本 1、在了解高清存儲(chǔ)系統(tǒng)之前，必須知道什么是高清? 在高清視頻標(biāo)準(zhǔn)中，視頻從最低標(biāo)準(zhǔn)到較高標(biāo)準(zhǔn)依次為720線非交錯(cuò)式，即720p逐行掃描;1080線交錯(cuò)式，即1080i隔行掃描;1080線非交錯(cuò)式，即1080p逐行
隨著高清時(shí)代的來(lái)臨，古老的存儲(chǔ)方式以無(wú)法滿足高清需求了，那么面對(duì)高清視頻大容量到底需要什么樣的存儲(chǔ)技術(shù)呢？請(qǐng)看本文！
高清存儲(chǔ)之基本
1、在了解高清存儲(chǔ)系統(tǒng)之前，必須知道什么是高清?
在高清視頻標(biāo)準(zhǔn)中，視頻從最低標(biāo)準(zhǔn)到較高標(biāo)準(zhǔn)依次為720線非交錯(cuò)式，即720p逐行掃描;1080線交錯(cuò)式，即1080i隔行掃描;1080線非交錯(cuò)式，即1080p逐行掃描，屏幕縱橫比為16:9，如果是視音頻同步的HDTV，標(biāo)準(zhǔn)輸出為杜比5.1聲道數(shù)字格式。
高清視頻有常見(jiàn)的三種分辨率，分別是：720P(1280×720P)逐行，美國(guó)的部分高清電視臺(tái)主要采用這種格式;1080i(1920×1080i)隔行;1080P(1920×1080P)逐行。網(wǎng)絡(luò)視頻高清資源以720P和1080i最為常見(jiàn)，其中作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高清部分，已產(chǎn)品化的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)普遍采用720P和1080P的拍攝標(biāo)準(zhǔn)。
2、存儲(chǔ)要求之大容量，即高清的文件到底有多大?
高清視頻在經(jīng)過(guò)不同的編碼處理以后，依據(jù)碼率不同，而有不同的要求。一般碼率在6-20Mb之間，壓縮效率、壓縮方式不同，所獲得的最終文件大小約為：3-10GB/小時(shí)，因此便產(chǎn)生了對(duì)于存儲(chǔ)大容量的要求。當(dāng)然一般意義上的視頻，壓縮模式不同，占用的存儲(chǔ)空間非常小，這里主要討論一下高清視頻的存儲(chǔ)容量。
高清視頻的一種應(yīng)用是提供這些高清網(wǎng)絡(luò)視頻資源下載的高清網(wǎng)站，規(guī)模比較小的站點(diǎn)片庫(kù)中也會(huì)有成百上千部電影，這一類(lèi)的網(wǎng)站在互聯(lián)網(wǎng)上多如牛毛，而每個(gè)站點(diǎn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的凈容量要求至少在幾十T，加上某些站點(diǎn)要建立多個(gè)文件映射和下載種子以提高綜合流量，容量就不僅僅是幾十個(gè)T了。
另一種應(yīng)用是高清視頻監(jiān)控，雖然出于經(jīng)濟(jì)性考慮，此種應(yīng)用中高清監(jiān)控視頻壓縮率會(huì)比較高。目前720P高清視頻攝像資料每小時(shí)視頻錄像可壓縮到3GB左右容量，但由于采集的是高清視頻，而一般的監(jiān)控系統(tǒng)攝像路數(shù)都是幾百乃至上千路，所以這種應(yīng)用將需要更多的存儲(chǔ)設(shè)備和更大的存儲(chǔ)容量。以此為例，按一個(gè)月保存時(shí)間要求計(jì)算，可以得到這樣一個(gè)數(shù)據(jù)：3GB/小時(shí)×24小時(shí)×30天×1路=2.16T。
每存儲(chǔ)一路視頻需要2T以上的凈容量，那么計(jì)算一個(gè)擁有500路高清視頻攝像，需要保存30天的監(jiān)控系統(tǒng)所需的最少存儲(chǔ)容量是1PB。
3、存儲(chǔ)要求之高性能
眾所周知，除了BT分布式下載結(jié)構(gòu)的網(wǎng)站，支持高清視頻的效果大多是以服務(wù)端大數(shù)據(jù)流量為代價(jià)的。以每路數(shù)據(jù)流為20Mb的高清視頻為例，在千兆單點(diǎn)服務(wù)模式，最多可以容納50路高清視頻同時(shí)播放。當(dāng)然這個(gè)是理論值，實(shí)際上還要考慮網(wǎng)絡(luò)在處理數(shù)據(jù)撞包等任務(wù)時(shí)，消耗網(wǎng)絡(luò)帶寬資源之類(lèi)的因素。因此，在高清視頻網(wǎng)站考慮服務(wù)時(shí)，首先要考慮向服務(wù)器提供高清視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的帶寬，速度才能得到有效的提升。在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，存儲(chǔ)的傳輸速率要求會(huì)隨著監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模呈正比增長(zhǎng)。
4、存儲(chǔ)要求之可靠性
從高清視頻文件對(duì)用戶的重要性來(lái)講有幾個(gè)不同的層次：一般安全性用戶、中度安全性用戶、重要視頻數(shù)據(jù)用戶。
作為一般安全性用戶，主要是指一些以分布式下載的高清電影網(wǎng)站，他們對(duì)于高清
數(shù)據(jù)安全性要求相對(duì)不高。偶爾存儲(chǔ)系統(tǒng)離線，并不會(huì)對(duì)整個(gè)體系造成太大影響，但是對(duì)于數(shù)據(jù)的完整性要求比較高。
中度安全性用戶，如一些大型高清視頻在線網(wǎng)站、交互網(wǎng)站等，要求高清視頻數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性、交互性特點(diǎn)的，以及關(guān)鍵性的高清視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，都屬于中度安全要求的用戶。他們對(duì)于高清視頻存儲(chǔ)安全性的要求，是實(shí)時(shí)性和可恢復(fù)性。
重要視頻數(shù)據(jù)用戶，比如高清視頻監(jiān)控圖像、媒體資訊制作內(nèi)容等都屬于重要視頻數(shù)據(jù)類(lèi)型，這類(lèi)用戶對(duì)高清視頻存儲(chǔ)安全的要求是實(shí)時(shí)性、冗余性和不間斷性。
綜上所述，對(duì)于中度安全用戶和重要視頻數(shù)據(jù)用戶對(duì)后端存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性要求較高，需要保證系統(tǒng)7×24小時(shí)不間斷運(yùn)營(yíng)。
高清監(jiān)控存儲(chǔ)技術(shù)
監(jiān)控存儲(chǔ)市場(chǎng)主要存在以下幾種存儲(chǔ)技術(shù)。
1、DVR存儲(chǔ)。DVR存儲(chǔ)是目前最常見(jiàn)的一種存儲(chǔ)模式，編解碼器設(shè)備直接掛接硬盤(pán)，目前最多可帶8盤(pán)硬盤(pán)。但由于編譯碼設(shè)備性能的限制，一般采用硬盤(pán)順序?qū)懭氲哪Ｊ?，沒(méi)有應(yīng)用RAID冗余技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)。隨著硬盤(pán)容量的不斷增大，單片硬盤(pán)故障導(dǎo)致關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失的幾率在同步增長(zhǎng)，且DVR性能的局限性也影響了圖像數(shù)據(jù)的共享及分析。
2、編碼器外掛存儲(chǔ)設(shè)備直連存儲(chǔ)。通過(guò)編解碼器的外部存儲(chǔ)接口連接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存儲(chǔ)協(xié)定擴(kuò)展。這種方式可以實(shí)現(xiàn)編解碼器容量的再擴(kuò)展，適合于中小規(guī)模的部署，監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)通過(guò)RAID技術(shù)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(kuò)展能力較低。IP網(wǎng)絡(luò)(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴(kuò)展能力和共享能力。由于數(shù)據(jù)的直接寫(xiě)入，減少了服務(wù)器中轉(zhuǎn)這一環(huán)節(jié)，在性能提升的同時(shí)也節(jié)省了用戶的投資，但是這種方式在進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和檢索，容易在轉(zhuǎn)發(fā)這一環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)很大瓶頸，且目前直寫(xiě)通常采用像NAS等存儲(chǔ)方式，由于NAS自身的文件協(xié)議等原因，導(dǎo)致在多節(jié)點(diǎn)并發(fā)寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)效率不高。
3、集中管理存儲(chǔ)。服務(wù)器連接前端編解碼器，通過(guò)流媒體協(xié)議下載數(shù)據(jù)，然后存放到存儲(chǔ)設(shè)備上。服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間可以通過(guò)SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)議連接。集中存儲(chǔ)方式適合于大中型平臺(tái)的部署。集中存儲(chǔ)方式中，IP連接模式(iSCSI)和FC連接模式有良好的擴(kuò)展能力和可管理性，是目前采用較多的方式之一。從實(shí)際的部署和效果來(lái)講，F(xiàn)C存儲(chǔ)由于強(qiáng)大的性能和數(shù)據(jù)處理能力，在節(jié)點(diǎn)較多的監(jiān)控環(huán)境里較為合適,而IP存儲(chǔ)由于性能和擴(kuò)展性的限制，在中小型應(yīng)用中能具備更高的性價(jià)比。
4、NVR存儲(chǔ)。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR是模擬錄像機(jī)和硬盤(pán)錄像機(jī)的理想升級(jí)換代產(chǎn)品，是在原來(lái)DVR基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的免除窗口操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)配合的單機(jī)獨(dú)立操作設(shè)備。由于NVR采取高度集成化的芯片技術(shù)，擁有先進(jìn)的數(shù)字化錄像、存儲(chǔ)和重放功能，不需要更換和存儲(chǔ)錄像帶，無(wú)需計(jì)算機(jī)配合和日常維護(hù)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率(可達(dá)到Full-D1分辨率)、高質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且簡(jiǎn)單易用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，NVR系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號(hào)數(shù)字化，通過(guò)NVR設(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)接口，以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，在DVR的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。
這么多種的存儲(chǔ)方案中，哪種更適合于高清監(jiān)控的需要呢，就必須更深層去了解專(zhuān)案的高清存儲(chǔ)具體需求了。以下我們結(jié)合NVR存儲(chǔ)和集中管理存儲(chǔ)方案的優(yōu)劣分析為例進(jìn)行探討。
在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，盡管NVR系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)快速處理能力、數(shù)字信息抗干擾能力、便于快速查詢記錄、視頻圖像清晰及單機(jī)顯示多路圖像等優(yōu)點(diǎn)。但是，從本質(zhì)上來(lái)講，NVR并沒(méi)有解決DVR系統(tǒng)中存在的模擬傳輸?shù)娜毕?，也沒(méi)有解決網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻流后帶來(lái)的更多管理問(wèn)題。實(shí)際上，每個(gè)NVR形成了一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)控中心，對(duì)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控帶來(lái)了更大的復(fù)雜性。在諸如遠(yuǎn)程控制、多層級(jí)擴(kuò)展性以及組網(wǎng)能力等方面，都是未來(lái)要待解決的技術(shù)難點(diǎn)。
而在集中管理存儲(chǔ)方面，顯而易見(jiàn)，NVR適用于大規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)強(qiáng)大的管理平臺(tái)來(lái)應(yīng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，調(diào)控及存儲(chǔ)。
這也正是技術(shù)難點(diǎn)，如何應(yīng)用一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)管理軟件，需要統(tǒng)一相關(guān)設(shè)備的編碼方式，以及對(duì)寬帶傳輸，數(shù)據(jù)處理能力和存儲(chǔ)緩存等各方面的優(yōu)化處理。而在實(shí)施過(guò)程中，針對(duì)大數(shù)據(jù)流量，所需要的大容量存儲(chǔ)硬盤(pán)及帶寬成本相當(dāng)大，如何在成本及效果方面做到平衡，如何滿足具體需求將是直接面對(duì)的問(wèn)題。因此針對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)傳輸，帶寬架設(shè)成本，大容量存儲(chǔ)硬盤(pán)這些難點(diǎn)或是瓶頸，將是高清監(jiān)控存儲(chǔ)中必然要考慮的因素。
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