視頻監控存儲技術(shù)進(jìn)化史

除了上帝，誰(shuí)都離不開(kāi)數據，所以，大數據時(shí)代數據存儲量呈現爆炸式增長(cháng)。同時(shí)，隨著(zhù)IT網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的蓬勃發(fā)展和視頻監控數字化、網(wǎng)絡(luò )化、高清化、 智能化的逐漸成熟，視頻監控前端攝像機視頻采集技術(shù)也在飛速發(fā)展，從早期的10萬(wàn)像素到今天的200萬(wàn)、500萬(wàn)像素，視頻清晰度越來(lái)越高，視頻畫(huà)面中的 信息量也越來(lái)越豐富。作為安防視頻管理系統信息的最終集散地，存儲技術(shù)引發(fā)了行業(yè)變革。那么，追根溯源，我國視頻監控存儲技術(shù)，經(jīng)歷了哪些變革呢?

被遺忘的存儲記憶

第一代存儲是早期的監控系統采用的VCR存儲，VCR存儲實(shí)現了最基本的記錄功能或記憶功能。這個(gè)存儲技術(shù)在2000年初較為盛行，韓國品牌為主，國內企業(yè)較少涉足。由于年代較于久遠，而且磁盤(pán)存儲的諸多不足，在這里不做詳細介紹和點(diǎn)評。

從寵愛(ài)到非主流

第二代的存儲是DVR，DVR產(chǎn)品的出現讓人們眼前一亮，DVR采用數字化視頻圖像處理方式，并應用了計算機及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，視頻存儲在硬盤(pán)上，實(shí)現了存儲 的數字化，錄像很容易在各種數字介質(zhì)上轉移和復制，而視頻的質(zhì)量不會(huì )因此有任何的降低。另外，DVR的存儲也可以實(shí)現遠程網(wǎng)絡(luò )的管理。從DVR開(kāi)始，引爆 了當時(shí)中國安防的數字化升級浪潮。杭州出現的上市部落那幾家企業(yè)，都是從DVR產(chǎn)品開(kāi)始企業(yè)的技術(shù)與資金的原始積累。就到目前為止，DVR仍有市場(chǎng)。不 過(guò)，從寵愛(ài)到邊緣化，只能說(shuō)安防的演進(jìn)之路，它算是一個(gè)見(jiàn)證者。

并駕齊驅的雙雄之爭

第三代存儲，這里一直存在爭議，有人說(shuō)NVR，有人說(shuō)是IP存儲。其實(shí)這兩種存儲都是視頻存儲發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)階段，都可以歸納為網(wǎng)絡(luò )存儲?，F在很多用 戶(hù)和工程商將網(wǎng)絡(luò )和高清等同了，其實(shí)這是概念的錯位，網(wǎng)絡(luò )存儲最重要的不是解決網(wǎng)絡(luò )的問(wèn)題，而是解決高清的問(wèn)題。早期的IPC確實(shí)是解決網(wǎng)絡(luò )的問(wèn)題，模擬 系統無(wú)法讓終端的客戶(hù)控制最前端的攝像頭，所以IPC誕生了，隨著(zhù)IPC的發(fā)展，我們發(fā)現2012年之前只有網(wǎng)絡(luò )才是解決高清的最好的方式。所以才導致很 多人誤將高清和網(wǎng)絡(luò )混淆了。這樣我們就很清晰的認識到第三代存儲是網(wǎng)絡(luò )存儲，用網(wǎng)絡(luò )手段解決了高清的問(wèn)題。

網(wǎng)絡(luò )存儲最為常見(jiàn)的就是 NVR和SAN，前者是由DVR發(fā)展而來(lái)的，DVR接模擬攝像頭，改為接網(wǎng)絡(luò )攝像機就是NVR了，所以NVR集成了 DVR的各種技術(shù)，表現出產(chǎn)品非常成熟和穩定，非常適應安防行業(yè)。NVR這個(gè)概念有蘇州科達提出，2008年當時(shí)是一石激起千層浪，引發(fā)行業(yè)其他巨頭研發(fā) 混合DVR與之抗衡。就目前應用而言，NVR自身技術(shù)也在升級，完全可以適合于小型高清項目應用。

IPSAN在安防行業(yè)出現也較早，在 2005年到2011年之間，仿佛最早的集中存儲方案，IP-SAN是存儲的唯一選擇。而2011年之后，IPSAN同門(mén)師兄(FCSAN誕生早于 IPSAN)，FCSAN在安防耀世而出，開(kāi)始了征程。與IPSAN相比較，優(yōu)勢顯而易見(jiàn)。

其一，能大幅提高系統架構的穩定性。一般來(lái) 說(shuō)IPSAN監控存儲設備的磁盤(pán)控制器不是采用FCSAN存儲設備中的硬件RAID芯片+中央處理器的結構，而是采用每個(gè)磁盤(pán)柜中分為多個(gè)磁盤(pán)組，而每個(gè) 磁盤(pán)組由一個(gè)微處理芯片控制所有的磁盤(pán)RAID操作(采用軟件計算，效率較低)和RAID組的管理操作。這樣一來(lái)，每一次磁盤(pán)I/O操作都將經(jīng)過(guò) IPSAN存儲內置的一個(gè)類(lèi)似交換機的設備從前端眾多的主機端口中讀取或者寫(xiě)入數據，而這些操作都是基于IP 交換協(xié)議，其協(xié)議本身就要求每一個(gè)微處理芯片工作時(shí)需要大容量的緩存來(lái)支持數據包隊列的排隊操作，所以一般我們看到的IPSAN存儲都具有幾十個(gè)GB的緩 存。利用這個(gè)大的緩存區，IPSAN存儲在測試Cache的最大讀帶寬時(shí)可以獲得600，000IOPS甚至以上這樣高的值，但是這個(gè)值并不能真正說(shuō)明在 實(shí)際應用中就能夠獲得好的性能。因為在具有海量存儲的時(shí)候，不可能所有的數據均載入到系統緩存中，這個(gè)時(shí)候就需要大量的磁盤(pán)I/O操作來(lái)查找數據，而 IP-SAN存儲所采用的SATA磁盤(pán)在這一塊切切性能非常弱，而且還涉及到一個(gè)在IP網(wǎng)絡(luò )上流動(dòng)的iSCSI數據向ATA格式數據轉化的效率損失問(wèn)題。 也就是說(shuō)IP-SAN存儲存在一個(gè)緩存Cache到磁盤(pán)的數據I/O和數據處理瓶頸。而采用FC磁盤(pán)的FCSAN存儲設備就不存在這樣的問(wèn)題。通過(guò)2條甚 至4條冗余的后端光纖磁盤(pán)通道，可以獲得一個(gè)非常高的磁盤(pán)讀寫(xiě)帶寬，而且FC的磁盤(pán)讀寫(xiě)協(xié)議不存在一個(gè)數據格式轉換的問(wèn)題，因為他們內部采用的都是 SCSI協(xié)議傳輸，避免了效率的損失。而且FCSAN存儲設備由于光纖交換和數據傳輸的高效性，并不需要很大的緩存就能夠獲得一個(gè)好的數據命中率和讀寫(xiě)性 能，一般2Gb或者4Gb即可滿(mǎn)足要求。另外由于具備專(zhuān)門(mén)的硬件RAID校驗控制芯片，所以磁盤(pán)RAID性能將比軟件RAID性能好很多，并且可靠性更 好。

其二，比IPSAN節省50%以上的項目建設成本，利于產(chǎn)品的再次升級或換代。FCSAN誕生于1991年(被美國的行業(yè)標準協(xié)會(huì ) 批準通過(guò))，一直應用在銀行、電信、廣電、證券交易所等高端行業(yè)，其中證券交易所是國家規定必須使用光纖存儲，在以往光纖核心技術(shù)都在國外的廠(chǎng)家手里，使 用成本很高。北京智慧倉存儲技術(shù)有限公司在國內率先開(kāi)發(fā)RAID算法，設備不需使用RAID卡;同時(shí)穩定支持用戶(hù)自購的監控級硬盤(pán)，是用戶(hù)購買(mǎi)費用大幅降 低。而 IPSAN誕生于2001年，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的低端存儲，以往的應用范圍也不是很廣，到了高清視頻廣泛應用之后，才大規模使用，成本只有市場(chǎng)上最低價(jià)格 FCSAN的三分之一或四分之一。雖然IPSAN的千兆起步價(jià)格確實(shí)比較便宜，但今天的千兆以太網(wǎng)如果要在性能上與FCSAN一爭高下的話(huà)，必須全部升級 來(lái)達到下一代10G的速度才有可能與4GFCSAN相提并論。但目前來(lái)看，10G以太網(wǎng)技術(shù)主要應用在大型城域網(wǎng)骨干，10G桌面的以太網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品尚不 普及，10GIPSAN價(jià)格也遠高于4GFCSAN。

最后，FCSAN解決了目前低端IPSAN存儲的主要技術(shù)問(wèn)題，如IPSAN常見(jiàn) 的科學(xué)技術(shù)缺失(光纖通道技術(shù)、RAID技術(shù)等)，可以大大改進(jìn)存儲的安全性、穩定性、磁盤(pán)兼容性和可維護性等。智慧倉的FCSAN是嵌入式操作系統，一 般非嵌入式系統盤(pán)容為1GB，而智慧倉只有其十分之一，安全性大為提高。如果是非嵌入式系統，故障率一般較高，抗以外破壞能力也弱，斷電等意外情況經(jīng)常會(huì ) 導致系統重新啟動(dòng)或RAID不能正常組裝。我們的RAID技術(shù)除了經(jīng)濟性高還有較高使用壽命，獨有的配置方法可以保證多組RAID大量硬盤(pán)的運行穩定。此 外，在售后中可以簡(jiǎn)單更換整機而無(wú)需重新初始化RAID，提供安全性。