NVR成為高清監控主要存儲形態(tài)探討

隨著(zhù)高清監控的逐步普及，視頻監控正在快速邁入全網(wǎng)絡(luò )化時(shí)代，在這樣的背景下，NVR取代DVR已經(jīng)成為了整個(gè)產(chǎn)業(yè)的共識。

相應的，在很多中小型監控系統或行業(yè)末端接入監控系統中，基于NVR實(shí)現高清監控的存儲也將順理成章的直接取代傳統的DVR存儲模式。這固然是NVR取代DVR的結果，同時(shí)也是NVR本身具備的存儲優(yōu)勢所決定的：

第一，NVR基于IP端口實(shí)現前端接入，其接入能力有大有小，從幾路到幾十路甚至上百路，會(huì )有各種形態(tài)，而受限于模擬端口數，目前大容量DVR的主要形態(tài)均為16路接入，因此，NVR在多種容量以及大容量并發(fā)存儲方面具備明顯的優(yōu)勢，可以滿(mǎn)足各種存儲需求；

第二，NVR一誕生就具備RAID以及ANR等先進(jìn)的存儲可靠性技術(shù)，在確保資料完整性方面有著(zhù)得天獨厚的優(yōu)勢，而目前絕大部分DVR都不帶RAID功能，同時(shí)由于其模擬接入特性，也不會(huì )采用ANR技術(shù)。ANR技術(shù)正在成為IP監控存儲中非常重要的一項可靠性技術(shù)，它實(shí)現了本地存儲和網(wǎng)絡(luò )存儲的完美融合：首先是偵測網(wǎng)絡(luò )狀況，在網(wǎng)絡(luò )失效時(shí)，能記錄下失效前的傳輸數據，等到網(wǎng)絡(luò )連接恢復后再把數據上傳到管理中心；其次是雙重錄像，當網(wǎng)絡(luò )出現問(wèn)題或不穩定時(shí)，管理中心和前端雙方都會(huì )把圖像數據單獨存儲在緩沖區以作備份；最后是自動(dòng)修復數據，當網(wǎng)絡(luò )恢復正常后，管理中心和前端雙方會(huì )對比各自的數據，檢查對比在網(wǎng)絡(luò )失效時(shí)的圖像數據，然后自動(dòng)修復管理中心錯誤或遺失的數據；

第三，NVR本身的網(wǎng)絡(luò )開(kāi)放性，也使得NVR能夠提供更為靈活、更為便捷的存儲部署，在緩解網(wǎng)絡(luò )流量壓力的情況下，實(shí)現存儲資源的統一管理以及統一檢索。

上面的情況是針對中小型監控系統或行業(yè)末端接入監控系統而言的，其DVR存儲模式將完全被NVR取代。我們都知道，目前很多大型的、分布式的網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統多采用IP SAN這樣的海量存儲設備，而不是DVR，這類(lèi)系統從監控存儲技術(shù)的發(fā)展趨勢來(lái)看，也將受到NVR的沖擊。下面我們從技術(shù)趨勢層面來(lái)詳細分析其中的原因。

傳統的IP SAN存儲系統架構典型如圖1所示：

圖1：傳統IPSAN存儲架構

網(wǎng)絡(luò )攝像機或視頻編碼器對采集的視頻進(jìn)行編碼壓縮處理后，以IP視頻包形式上傳至中心管理平臺（對于多級系統為分中心管理平臺），中心管理平臺或分中心管理平臺再將IP視頻包轉發(fā)至錄像服務(wù)器，錄像服務(wù)器將IP視頻包處理后再送至IPSAN磁盤(pán)陣列進(jìn)行存儲?？蛻?hù)端或電視墻要訪(fǎng)問(wèn)回放相關(guān)錄像資源時(shí)，則經(jīng)由IPSAN-錄像服務(wù)器-平臺-客戶(hù)端或電視墻這樣相反的過(guò)程。所有的視頻碼流都要通過(guò)管理平臺進(jìn)行轉發(fā)。

作為一種網(wǎng)絡(luò )化的存儲形式，IP SAN加平臺的存儲方案與以前的DVR存儲相比，一方面部署位置相對靈活，存儲容量也可以做得非常大，另一方面可通過(guò)分布式部署實(shí)現網(wǎng)絡(luò )流量的合理分布，并提升存儲可靠性，而且還可以在實(shí)現統一管理的情況下簡(jiǎn)化用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)。因此，IP SAN存儲在監控領(lǐng)域獲得應用本身是一個(gè)巨大的進(jìn)步，現在很多大型的行業(yè)監控系統都在網(wǎng)絡(luò )化建設或升級改造中開(kāi)始采用IP SAN方式。

但是，IP SAN+錄像服務(wù)器+平臺這樣的架構并不是一種完美的解決方案，它仍然存在一定的缺陷，其中主要體現在以下幾點(diǎn)：

第一，可靠性仍然有提升空間?！颁浵穹?wù)器+管理平臺”在物理的設備形態(tài)上，有的是“從平臺+主平臺”的形式，有的是“服務(wù)器+主平臺”的形式，對于小型系統，甚至就是一臺設備集成了兩者的功能。無(wú)論是哪一種形態(tài)，前端視頻都至少要經(jīng)過(guò)兩次的網(wǎng)絡(luò )傳輸過(guò)程才能送達IP SAN，IP SAN存儲的視頻都至少要經(jīng)過(guò)兩次網(wǎng)絡(luò )傳輸過(guò)程才能到達客戶(hù)端或電視墻解碼器。這個(gè)在一定程度上影響了存儲系統的可靠性。此外，IP SAN本身沒(méi)有文件系統，文件系統的功能是由錄像服務(wù)器來(lái)提供的，兩者之間發(fā)生網(wǎng)絡(luò )故障時(shí)也會(huì )因文件系統修復產(chǎn)生可靠性隱患；

第二，對平臺性能要求較高。無(wú)論是前端視頻存儲過(guò)程，還是客戶(hù)端或電視墻進(jìn)行錄像資料的訪(fǎng)問(wèn)回放，其視頻資源都要經(jīng)過(guò)錄像服務(wù)器/從平臺，這個(gè)對平臺的媒體轉發(fā)性能要求較高，甚至是對平臺性能的一種浪費；

第三，沒(méi)有很好的實(shí)現IP SAN本身的分布式部署。這樣的架構實(shí)際上是錄像服務(wù)器與平臺捆綁得更死，這就導致了IP SAN還是不能很好的實(shí)現分布式部署；

第四，負載均衡不夠完善。無(wú)論是一臺錄像服務(wù)器/從平臺對應多臺IP SAN，還是多臺錄像服務(wù)器/從平臺對應多臺IP SAN，都難以實(shí)現完善的流量負載均衡，或者說(shuō)難以保證負載均衡策略的合理性。

而隨著(zhù)CDN等流媒體領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的滲透，以及ONVIF標準逐漸被采納，上述“IP SAN+錄像服務(wù)器+平臺”的存儲架構正受到一種新的存儲模式的沖擊，其典型架構如圖2所示：

圖2：基于NVR的流媒體存儲架構

這樣的存儲架構是將錄像服務(wù)器/從平臺與磁盤(pán)陣列整合在一起，形成一種“新”的存儲形態(tài)，網(wǎng)絡(luò )攝像機或視頻編碼器對采集的視頻進(jìn)行編碼壓縮處理后，直接將IP視頻包傳送至存儲設備，碼流不經(jīng)過(guò)平臺轉發(fā)?？蛻?hù)端或電視墻要訪(fǎng)問(wèn)回放相關(guān)錄像資源時(shí)，視頻信息也是由存儲設備直接傳送給客戶(hù)端或電視墻這，碼流也不經(jīng)過(guò)平臺轉發(fā)。平臺在中間主要負責信令的交互以及管理和控制業(yè)務(wù)。

這樣的架構很好的解決了傳統IP SAN架構的缺點(diǎn)：

第一，可靠性提升了。碼流從前端到存儲設備或從存儲設備到客戶(hù)端/電視墻只有一次網(wǎng)絡(luò )傳輸的過(guò)程，減少了影響可靠性的環(huán)節，同時(shí)在存儲設備中直接進(jìn)行流媒體處理，相當于本地存儲，減少了存儲協(xié)議的封裝過(guò)程；

第二，減少了平臺資源的損耗。所有碼流不需要通過(guò)平臺轉發(fā)，平臺僅負責信令交互、控制管理，一個(gè)平臺即可實(shí)現大型系統的管理；

第三，真正實(shí)現存儲設備的分布式管理。存儲設備與平臺之間可以真正實(shí)現基于網(wǎng)絡(luò )的連接，可以部署在任意位置，可以根據前端點(diǎn)的分布進(jìn)行合理部署，從而實(shí)現網(wǎng)絡(luò )流量的更合理的分布；

第四，實(shí)現高效的負載均衡。錄像處理和磁盤(pán)陣列直接對應，不存在資源浪費以及復雜的負載均衡策略，資源利用更高效。

事實(shí)上，這種“磁盤(pán)陣列+錄像服務(wù)器”的“新”存儲設備形態(tài)，本質(zhì)上就是NVR。NVR就是集成了磁盤(pán)陣列、錄像服務(wù)器以及流媒體業(yè)務(wù)的新一代網(wǎng)絡(luò )存儲設備--網(wǎng)絡(luò )錄像機。

因此，在高清監控時(shí)代，無(wú)論是DVR，還是IP SAN，都有望統一到NVR，由NVR實(shí)現各類(lèi)監控系統的集中式或分布式錄像存儲。