視頻監控存儲技術(shù)的發(fā)展及格局分析

標簽：SAN NAS

存儲發(fā)展與常用技術(shù)：90年代末，基于數字信號處理(DSP)的數字化視頻監控逐漸開(kāi)始普及，各類(lèi)編解碼技術(shù)在圖像處理方面獲得了廣泛應用，經(jīng)過(guò)處理后的圖像也可以以數字碼流的方式進(jìn)行傳輸，圖像的存儲也開(kāi)始進(jìn)入數字化時(shí)期。最典型的應用是數字硬盤(pán)錄像機(DVR)，采用在內置硬盤(pán)的方式進(jìn)行圖像存儲。

這種存儲方式在保存時(shí)間、圖像檢索、系統維護以及遠程調用方面都有了根本性的變化。但是，由于這一階段的數字化視頻監控系統大多帶有明顯的本地化特征，規模也相對比較小，所以存儲也表現出明顯的前端化和單機化特征。

近年來(lái)，隨著(zhù)信息網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的快速發(fā)展，通過(guò)中心業(yè)務(wù)平臺進(jìn)行集中管理和控制、以網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器和IPCamera為前端的網(wǎng)絡(luò )化視頻監控系統開(kāi)始得到廣泛部署。由于架構合理、擴展靈活、層次清晰，網(wǎng)絡(luò )視頻監控能夠給用戶(hù)帶來(lái)全新的安防應用體驗，從而迅速成為構建新一代視頻監控系統的主要形式。

分布式的前端和平臺架構、集中化的管理和控制以及靈活便捷的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)，使得網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統的存儲部分也開(kāi)始走向網(wǎng)絡(luò )化。網(wǎng)絡(luò )化存儲給視頻監控帶來(lái)了全新的存儲架構，一方面，用戶(hù)在存儲的部署上更加靈活，訪(fǎng)問(wèn)也更簡(jiǎn)單，另一方面，構建需要實(shí)現大容量存儲的視頻監控系統也更為便捷。

DVR存儲：編解碼器內部存儲--DVR存儲是目前最常見(jiàn)的一種存儲模式，編解碼器設備直接掛接硬盤(pán)，目前最多可帶8盤(pán)硬盤(pán)。但由于編解碼設備性能的限制，一般采用硬盤(pán)順序寫(xiě)入的模式，沒(méi)有應用RAID冗余技術(shù)來(lái)實(shí)現對數據的保護。隨著(zhù)硬盤(pán)容量的不斷增大，單片硬盤(pán)故障導致關(guān)鍵數據丟失的幾率在同步增長(cháng)，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(diǎn)是：價(jià)格便宜，使用起來(lái)方便，通過(guò)遙控器和鍵盤(pán)就可以操作;DVR方式適合于小規模、分布式的部署。國產(chǎn)DVR產(chǎn)品例如?？?、大華的產(chǎn)品，都已經(jīng)十分成熟。

編解碼器+存儲：編解碼器外掛存儲設備，通過(guò)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(shí)現編解碼器容量的再擴展，適合于中小規模的部署，監控視頻數據通過(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，不能共享并且擴展能力較低;IP網(wǎng)絡(luò )(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴展能力和共享能力。?？档腄S系列監控NAS存儲產(chǎn)品，邦諾存儲的SMI系列存儲產(chǎn)品在監控行業(yè)的應用都已十分成熟。

集中存儲：服務(wù)器連接前端編解碼器，通過(guò)流媒體協(xié)議下載數據，然后存放到存儲設備上。服務(wù)器和存儲設備之間可以通過(guò)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(jià)格比。

監控存儲三格局

一、前端存儲格局

所謂前端存儲，是在網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統的前端設備(如網(wǎng)絡(luò )視頻編碼器或網(wǎng)絡(luò )攝像機)中內置存儲部件，由前端設備直接完成監控圖像的本地錄制和保存。

前端存儲具有幾個(gè)方面的優(yōu)勢：一是可以通過(guò)分布式的存儲部署，來(lái)減輕集中存儲帶來(lái)的容量壓力;二是可以有效緩解集中存儲帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò )流量壓力;三是可以避免集中存儲在網(wǎng)絡(luò )發(fā)生故障時(shí)的圖像丟失。

對于前端存儲，由于單個(gè)前端編碼設備通常所帶監控點(diǎn)路數不多，存儲時(shí)間也不長(cháng)，所以對存儲容量要求不高，網(wǎng)絡(luò )攝像機一般用CF卡或SD卡，視頻服務(wù)器一般用內置硬盤(pán)。這與以往單機存儲相比，基本沒(méi)有區別。

而與以往單機存儲本質(zhì)上不同的是，為了保證用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)的靈活性和便捷性，網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統中的所有前端存儲除了要能夠提供點(diǎn)對點(diǎn)的單機訪(fǎng)問(wèn)外，還要能夠通過(guò)一個(gè)統一的接口提供所有內容的集中共享。為此，網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統通過(guò)中心業(yè)務(wù)平臺對所有前端存儲進(jìn)行統一管理和調度，并實(shí)現存儲空間和存儲內容的網(wǎng)絡(luò )化。這樣，用戶(hù)既可以直接登錄單個(gè)前端設備進(jìn)行錄像資料的點(diǎn)播回放，也可以統一登錄中心業(yè)務(wù)平臺進(jìn)行所有前端錄像資料的集中檢索和回放

二、中心存儲格局

在網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統中，部署得更多的是中心存儲。前端設備采集監控點(diǎn)圖像并編碼壓縮處理成數字監控碼流，然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送到中心業(yè)務(wù)平臺，由中心業(yè)務(wù)平臺將碼流分發(fā)給網(wǎng)絡(luò )錄像單元進(jìn)行集中存儲。

在很多大型的視頻監控聯(lián)網(wǎng)應用中，也可采用多級分布的中心存儲方式，即分中心存儲，這樣一方面可以降低一個(gè)中心點(diǎn)集中存儲帶來(lái)的存儲容量和網(wǎng)絡(luò )流量的壓力，一方面可以大幅度提升系統的可靠性。

使用中心/分中心存儲，在以下幾個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢：一是對于用戶(hù)而言，檢索和調用錄像資源更為方便;二是存儲內容的完整性更容易保證，不會(huì )因為某個(gè)前端設備失竊或損壞而導致重要內容的丟失;三是可以合理的進(jìn)行資源調度，為前端設備按需分配存儲空間，從而節約資源;四是有利于制定多樣化的存儲策略，以滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求;五是維護方便，便于集中檢測和及時(shí)排查問(wèn)題。

對于監控點(diǎn)路數比較少、存儲時(shí)間要求不長(cháng)的應用場(chǎng)合，中心/分中心存儲可以采用服務(wù)器插硬盤(pán)或外接磁盤(pán)柜這種比較簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行部署，稱(chēng)為DAS(直接訪(fǎng)問(wèn)存儲)，與單機類(lèi)似。而隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )視頻監控的優(yōu)勢被廣泛認可，現在開(kāi)始出現越來(lái)越多的大型甚至超大型視頻監控系統，比如“平安城市”建設中的社會(huì )面治安監控系統、中國電信和中國網(wǎng)通正在全面推進(jìn)的“全球眼”和“寬視界”這兩大運營(yíng)級視頻監控系統，這些監控系統都面臨著(zhù)前端設備的大規模接入和大容量集中存儲的需求。以往的單機存儲方式無(wú)法滿(mǎn)足這些系統在容量靈活擴展方面的應用需求，必須采用更為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )存儲設備和存儲技術(shù)，其中典型的就是SAN、NAS以及iSCSI。

SAN(存儲區域網(wǎng))起源于上世紀九十年代中后期，與DAS不同，SAN基于光纖通道技術(shù)，服務(wù)器和存儲陣列之間通過(guò)光纖通道交換機連接，形成專(zhuān)用于數據存儲的區域網(wǎng)絡(luò )。SAN采用了面向網(wǎng)絡(luò )的存儲結構，數據處理和數據存儲分離，具有存儲空間易于擴展、尋址靈活、可遠距離傳輸數據、I/O性能高、存儲設備利用率高等特點(diǎn)，是一種全新的存儲體系結構。