高清視頻存儲幾大主流技術(shù)及存儲難題

隨著(zhù)高清化趨勢愈演愈烈，項目規模越來(lái)越大，存儲時(shí)間越來(lái)越長(cháng)，監控系統對存儲容量的要求、對存儲設備穩定性的要求、對系統可擴展性的要求、對磁盤(pán)性能的要求以及對數據安全性的要求越來(lái)越高，高清監控帶給存儲系統巨大的挑戰和壓力。但是，高清監控并不僅僅意味著(zhù)海量存儲，更多的是如何基于不同的應用場(chǎng)合、不同的項目規模構建適合的高清監控存儲方案，有效降低存儲空間，形成高利用率。因此，高清視頻存儲方案如何選擇成為監控系統中至關(guān)重要的一環(huán)。

高清視頻存儲的性能要求

　　在分析高清存儲方案前，首先要了解部署高清存儲方案對軟、硬件設備的要求，無(wú)論是哪種方案，高清視頻存儲對產(chǎn)品或系統都有一定的性能要求，例如：存儲容量的需求、存儲設備的穩定性、系統的可擴展性、數據的安全性等。

　?、傧到y的高穩定性與高性能。由于視頻數據量太大，要求單體存儲產(chǎn)品的穩定性要好，從而保證整個(gè)系統的穩定性，而具有高性能的硬盤(pán)或存儲虛擬化產(chǎn)品可以提高存儲利用率從而降低成本，滿(mǎn)足客戶(hù)的存儲需求。另外，在多路并發(fā)寫(xiě)的情況下，對網(wǎng)絡(luò )帶寬、數據處理能力、緩存等都有較大影響，對存儲的壓力很大，這時(shí)候存儲需要有很強的CPU網(wǎng)絡(luò )和存儲處理能力、硬盤(pán)接口數據處理能力和專(zhuān)門(mén)針對視頻性能的優(yōu)化處理能力。

　?、谙到y的可擴展性。單體的DVR、NVR或存儲管理服務(wù)器的存儲空間有限，面對大型的視頻監控系統，這就要求存儲系統擁有可擴展性。

　?、巯到y自檢能力。當存儲系統出現問(wèn)題如網(wǎng)絡(luò )連接情況、空間使用率情況、定時(shí)錄像/布防情況等，能及時(shí)反應并排查。

　?、萦脩?hù)管理的方便性。安防監控應用的存儲設備中的海量數據必須被有效的管理起來(lái)，提供方便、可靠支持，對重要錄像文件有權限管理和防刪除、永久保存等功能。

　　高清視頻存儲技術(shù)的幾種模式

　　高清存儲格式目前有720P和1080P兩種，720P存儲以2-4M碼流存儲，1080P以4-6M碼流存儲，以720p存儲格式4Mb存儲碼流計算，單路存放1天的數據總量4Mbps÷8×3600秒×24小時(shí)×(1天)÷1024≈43.2GB，30天則需要1296GB，如果是一個(gè)平安城市項目，總的監控路數通常幾千到上萬(wàn)路，這樣的存儲是難以想象的。但，大容量的存儲系統并不是存儲設備的簡(jiǎn)單堆積，更需要解決存儲機制的完備性、存儲方式、存儲時(shí)間、存儲空間上的高效性，以及大容量存儲系統的可管理性要求，選擇高效的高清存儲解決方案顯得尤為重要。目前，高清監控存儲方式主要有混合型DVR存儲、HD-NVR存儲、存儲管理服務(wù)器+IP-SAN存儲、存儲管理服務(wù)器+FC-SAN存儲等，目前市場(chǎng)上以混合型DVR、HD-NVR和存儲管理服務(wù)器+IP-SAN三種存儲設備(方式)為主。

　　1、混合型DVR存儲

　　混合型DVR存儲是目前常見(jiàn)的一種存儲模式，多路高清攝像機接入，由DVR進(jìn)行編碼、存儲及傳輸，具有技術(shù)相對簡(jiǎn)單、降低帶寬壓力、能耗較低等優(yōu)點(diǎn)。但由于DVR性能的限制，一般采用硬盤(pán)順序寫(xiě)入的模式，較少應用RAID冗余技術(shù)來(lái)實(shí)現對數據的保護;且隨著(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)，DVR性能的局限性也影響了圖像數據的共享及分析，利用率低;單個(gè)DVR設備需要同時(shí)編解碼多路高清視頻，編解碼器的性能成為系統的瓶頸。

　　2、高清NVR存儲

　　在網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統中，NVR是模擬錄像機和硬盤(pán)錄像機的理想升級換代產(chǎn)品，是在原來(lái)DVR基礎上實(shí)現的免除窗口操作系統和計算機配合的單機獨立操作設備。HD-NVR采取高度集成化的芯片技術(shù)，擁有先進(jìn)的數字化錄像、存儲和重放功能，不需要更換和存儲錄像帶，無(wú)需計算機配合和日常維護，因此簡(jiǎn)單易用，且能實(shí)現高分辨率、高質(zhì)量實(shí)時(shí)監控，實(shí)現系統的高清化和網(wǎng)絡(luò )化。HD-NVR可同時(shí)實(shí)現高清網(wǎng)絡(luò )攝像機接入、管理、實(shí)時(shí)高清顯示、高清錄像存儲、檢索回放等功能，適用于中小高清監控項目和分布式存儲模式。

　　HD-NVR主要采用SATA、iSCSI和NAS等存儲協(xié)定擴展，它是基于大系統、聯(lián)網(wǎng)設計的，業(yè)務(wù)實(shí)現數據中心化，如今，HD-NVR有著(zhù)更強大的管理功能和存儲功能，可通過(guò)外部接口實(shí)現擴展，支持IPSAN存儲，監控視頻數據通過(guò)RAID技術(shù)在可靠性上得到了保證，最大可接入和管理的1080P高清視頻數可達到32路，并支持3TB或更高容量硬盤(pán)，不僅可支持云臺控制、電子抓拍及查看、移動(dòng)偵測、探頭報警和聯(lián)動(dòng)報警，以及手動(dòng)錄像、定時(shí)錄像和報警錄像，還支持前端設備工作狀態(tài)、錄像/報警狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示，管理授權用戶(hù)實(shí)時(shí)瀏覽、回放授權視頻、重要文件的保護功能等。

3、存儲管理服務(wù)器+IP-SAN存儲

　　集中式存儲管理模式通過(guò)存儲管理服務(wù)器連接前端編解碼器，服務(wù)器和存儲設備之間可通過(guò)SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)議下載數據存放到存儲設備上。集中式存儲管理模式，存儲空間利用率高，易于擴容;且由于采用了RAID技術(shù)，存儲的可靠性高，單一硬盤(pán)損壞不會(huì )造成視頻丟失。

　　集中式管理存儲模式可根據項目規模進(jìn)行集中存儲和管理，目前主要有存儲管理服務(wù)器+IP-SAN和存儲管理服務(wù)器+FC-SAN兩種集中式存儲管理模式，從實(shí)際的部署和效果來(lái)講，FC-SAN存儲管理由于強大的性能和數據處理能力，其穩定性高，在節點(diǎn)較多的監控環(huán)境里較為合適，但費用也比較高，而IP-SAN存儲管理比較經(jīng)濟實(shí)用，具有易于擴展、尋址靈活、可遠距離傳輸、利用率高等特點(diǎn)，且有著(zhù)強大的生命力，當系統中某一處出現故障，不會(huì )影響到整個(gè)系統的運作，可廣泛用于平安城市、金融系統、平安校園等大中型集中式網(wǎng)絡(luò )監控系統，是目前視頻監控存儲市場(chǎng)的一個(gè)熱點(diǎn)，受到業(yè)內的青睞。

　　高清網(wǎng)絡(luò )視頻存儲管理服務(wù)器可搭載高清網(wǎng)絡(luò )監控管理服務(wù)器，實(shí)現集中管理存儲，根據項目搭建不同規模的高清存儲服務(wù)器群，并可通過(guò)IP-SAN存儲方式擴展，實(shí)現海量高清存儲。高清網(wǎng)絡(luò )視頻存儲管理服務(wù)器系列可同時(shí)管理和存儲16路到64路1080p高清視頻，可有效搭載多種解決方案，且具有錄像文件防刪除功能，重要錄像文件可永久保存，提高了文件的高安全性，支持抓圖瀏覽，實(shí)現用戶(hù)在本機瀏覽查看圖片，提高了視頻管理的便利性。同時(shí)，高清網(wǎng)絡(luò )監控管理平臺還可對所有高清存儲服務(wù)器進(jìn)行管理和實(shí)時(shí)狀態(tài)監控，以及遠程數據傳輸和遠程主機配置。另外，高清網(wǎng)絡(luò )存儲管理服務(wù)器模式還可搭建分布式存儲模式、集中管理存儲模式以及分布式集中存儲管理模式，根據用戶(hù)的需求和項目的需求、規模大小，進(jìn)行合理有效的分配，實(shí)現項目?jì)r(jià)值最大化。

　　高清存儲技術(shù)的難題

　　存儲技術(shù)的難題在于如何應用一個(gè)強大的平臺管理軟件，統一相關(guān)設備的編碼方式，以及對寬帶傳輸、數據處理能力和存儲緩存等各方面的優(yōu)化處理。而城市聯(lián)網(wǎng)級別的監控存儲給服務(wù)器和本地存儲帶來(lái)了不少的壓力，在實(shí)施過(guò)程中，針對大數據流量，所需要的大容量存儲硬盤(pán)及帶寬成本相當大，如何在成本及效果方面做到平衡，如何滿(mǎn)足具體需求將是最直接的問(wèn)題，因此隨著(zhù)IT技術(shù)的不斷滲入，云存儲也逐漸應用到監控存儲中，將大量的存儲設備集合起來(lái)協(xié)同工作，實(shí)現資源共享利用，對外提供更高性能的服務(wù)接口，有效地解決大碼流視頻數據的寫(xiě)入、大數據容量的存儲、多樣化多層次的服務(wù)帶來(lái)的技術(shù)弊端，將給高清監控存儲帶來(lái)新的體驗。

　　另外，隨著(zhù)平安城市建設所帶來(lái)監控規模的越來(lái)越大，存儲系統自身的運作也相應的復雜化、龐大化，智能化的監控尤為顯得重要，例如存儲系統的網(wǎng)絡(luò )是否連接上了?剩余多少磁盤(pán)空間?錄像空間是否滿(mǎn)了?碼流產(chǎn)生了什么樣的變化……種種問(wèn)題如果單靠人工排查，將是繁瑣又不討好的工作。而迅通采用設備運行狀態(tài)監測技術(shù)，實(shí)時(shí)監控存儲系統的網(wǎng)絡(luò )連接情況、信號情況、CPU/內存/網(wǎng)絡(luò )使用率情況、錄像剩余空間情況、磁盤(pán)空間設置情況、硬盤(pán)數據寫(xiě)入情況、碼流變化狀態(tài)以及實(shí)現錄像空間預警，并監控存儲系統的錄像文件數據和用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)記錄等，提高存儲系統的效率和安全性。

　　結語(yǔ)

　　雖然目前DVR存儲仍具有較高的市場(chǎng)占有率，但并不適合目前高清化、網(wǎng)絡(luò )化的大發(fā)展趨勢。未來(lái)，根據不同規模和不同結構的高清監控系統，采用不同的存儲方案，針對中小規模的網(wǎng)絡(luò )監控系統，HD-NVR網(wǎng)絡(luò )存儲方案將受到更多青睞;而針對監控點(diǎn)相對集中，且規模較大的系統結構，可設計采用集中式管理存儲模式或云存儲模式，整個(gè)監控系統的存儲資源由存儲管理服務(wù)器統一管理、統一調度和分配。

　　目前，高清存儲技術(shù)受到業(yè)內各界的研究和推進(jìn)，監控領(lǐng)域的存儲技術(shù)發(fā)展日新月異，未來(lái)將會(huì )有更具高效的、更簡(jiǎn)潔的、更實(shí)用的高清存儲方案，讓我們拭目以待。