詳解監控存儲技術

　　在視頻監控領域，監控數據對存儲的要求是可想而知的，數字視頻錄像的數據，有數據量大、安全性要求高、大文件存儲等特點。這就要求存儲設備有很好的擴展性能。

　　安防存儲需求

　　首先，安防存儲對于海量存儲的需求。監控數據是7×24小時寫入，存放時間從7天、15天......甚至到1年，數據量隨時間增加線性增長。對于一個平安城市項目而言，總的監控路數通常幾千到上萬路，上千TB的項目比較常見，這對于傳統的存儲行業是難以想象的。

　　其次，性能的要求。視頻監控主要是視頻碼流的寫入，表征性能的是存儲能支持多少路碼流(通常是384Kbps-2Mbps)。在多路并發寫的情況下，對帶寬、數據能力、緩存等都有較大影響，對存儲的壓力很大，這時候存儲需要有專門針對視頻性能的優化處理。

　　第三，安防存儲價格的敏感。安防監控行業的海量存儲，由于總容量大，造成總的價格成本上升。反而言之，對單位容量成本(每TB價格)的要求很高;

　　第五，集中管理的要求。安防監控應用中，由于需要大量存儲設備，存儲設備中的海量數據，必須被有效的管理起來，對最終用戶的使用提供方便、可靠、透明的支持。

　　最后，網絡化要求。TCP/IP網絡是安防監控技術向網絡化方向發展的網絡基礎，基于TCP/IP網絡的存儲技術將在安防監控技術網絡化進程中發揮不可替代的作用。

　　監控領域的安防存儲可能朝著兩大領域發展，一對于節點不是太多的中小型應用中，NVR是未來的主要發展方向;其次是大型的監控系統，視頻管理平臺+SAN存儲(以ISCSI存儲為主)仍舊是大型監控系統的不二選擇。

　　安防存儲技術

　　1、DVR存儲。DVR存儲是目前最常見的一種存儲模式，編解碼器設備直接掛接硬盤，目前最多可帶8盤硬盤。但由于編解碼設備性能的限制，一般采用硬盤順序寫入的模式，沒有應用RAID冗余技術來實現對數據的保護。隨著硬盤容量的不斷增大，單片硬盤故障導致關鍵數據丟失的幾率在同步增長，且DVR性能上的局限性也影響了圖像數據的共享及分析。這種方式的特點是：價格便宜，使用起來方便，通過遙控器和鍵盤就可以操作;DVR方式適合于小規模、分布式的部署。國產DVR產品例如?？?、大華的產品，都已經十分成熟。

　　2、編碼器直連存儲。編解碼器外掛存儲設備，通過編解碼器的外部存儲接口連接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存儲協議擴展。這種方式可以實現編解碼器容量的再擴展，適合于中小規模安防存儲的部署，監控視頻數據通過RAID技術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，目前應用逐漸被淘汰;IP網絡(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴展能力和共享能力。比如的系列網絡存儲產品就可和多個主流廠商的編碼設備實現視頻數據的直接寫入，減少了服務器中轉這一環節，在性能提升的同時也節省了用戶的投資，但是這種方式由于需要依靠流媒體服務器進行數據的轉發和檢索，容易在流媒體轉發這一環節出現瓶頸，且目前直寫通常采用NAS存儲方式，由于NAS自身的文件協議等原因，導致在多節點并發寫入數據時效率不高。

　　3、集中存儲。服務器連接前端編解碼器，通過流媒體協議下載數據，然后存放到存儲設備上。服務器和存儲設備之間可以通過SAS、iSCSI、NAS、FC協議連接。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)和FC連接模式有良好的擴展能力和可管理性，是目前采用較多的方式之一。從實際的部署和效果來講，FC存儲由于強大的性能和數據處理能力，在節點較多的監控環境里較為合適;而IP存儲由于性能和擴展性的限制，在中小型應用中能具備更高的性價比。

　　4、NVR存儲。在視頻監控系統中，NVR是模擬錄像機和硬盤錄像機的理想升級換代產品，是在原來DVR基礎上實現的免除視窗操作系統和電腦配合的單機獨立操作設備。由于NVR采取高度集成化的芯片技術，擁有先進的數字化錄像、存儲和重放功能，不需要更換和存儲錄像帶，無需電腦配合和日常維護，因此，能夠實現高分辨率(可達到Full-D1分辨率)、高質量實時監控，并且簡單易用。簡單來說，NVR系統的安防存儲將傳統的視頻、音頻及控制信號數字化，通過NVR設備上的網絡接口，以IP包的形式在網絡上傳輸，在DVR的基礎上，實現了系統的網絡化。

　　應用當中，盡管NVR系統具有計算機快速處理能力、數字信息抗干擾能力、便于快速查詢記錄、視頻圖像清晰及單機顯示多路圖像等優點。但是，從本質上來講，NVR不僅沒有解決DVR系統中存在的模擬傳輸的缺陷，也沒有很好地解決網絡傳輸視頻流后帶來的更多管理問題。實際上，每個NVR形成了一個獨立的監控中心，給全網監控的實現造成了更大的復雜性。在諸如遠程控制、多層級擴展性以及組網能力等方面，還有待提高。

　　安防存儲設備的應用特點

　　視頻監控系統一般具有監控點多，攝像頭數量多，監控時間長，采集數據的時間往往長達幾天或幾十天。視頻監控系統中采用的存儲設備在數據讀寫方式上具有與其它類型系統不同的特點.

　　1)數字視頻編碼器或視頻服務器以流媒體方式將數據寫入存儲設備，實時監控點回傳的圖像和畫面以流媒體方式保存在存儲中，回放工作站以流媒體方式來讀取已存儲的視頻文件。這種讀寫方式與普通數據庫系統或文件服務器系統中存儲采用的小數據塊或文件級讀寫方式完全不同，因此視頻監控系統存儲在技術參數要求方面與其它應用系統有較大的區別。

　　2)大型的視頻監控系統中往往有2000-3000個，甚至更多個監控攝像頭，每個攝像頭一般采用D1格式回傳圖像。每路D1圖像的碼率為2Mb/s,所有攝像頭累加超來總共需要500-750MB/S的帶寬。

　　視頻采集過程中，視頻文件格式一般都不會發生變化，且碼率保持恒定，視頻圖像的幀率一般都在15-25幀/S之間，也就是說在存儲的讀寫操作中，必須保證每1/25秒內都能夠達到500-750MB/S的帶寬，否則圖像采集或回放就會出現丟幀現象，除非存儲設備本身配置一個大容量的緩存。因此視頻監控系統存儲不僅要求帶寬大，還要求帶寬恒定。

　　3)數據讀寫操作的持續時間長。由于攝像頭一般都是7*24小時工作的，即使流媒體文件采用分段保存方式，寫入操作的持續時間也有可能長達2-6個小時，后期回放時也需要相同的時間。因此要求存儲具有超強的長時間工作能力，保持長時間的穩定性。

　　4)視頻監控系統一般具有攝像頭數量多，視頻圖像存儲時間長，因此存儲容量需求巨大，且隨著圖像存儲時間的增加，存儲容量需求呈線性的、爆炸性的增長。因此視頻監控系統存儲必須支持大容量，且容量具有高擴展性，滿足長時間大容量視頻圖像存儲的需求。

　　5)數字視頻編碼器一般對外提供標準的IP接口或iSCSI接口，通過在ADS、城域網或專用網絡上傳輸TCP/IP協議包文或iSCSI協議包文來向后方監控中心回傳數據。如果存儲設備具有與數字視頻編碼器相同的接口，編碼器就有可能直接將數據寫存儲，從而就會大大減少監控系統的數據傳輸環節，提供數據存儲的效率。

　　安防存儲設備選型注意事項

　　由于監控領域的系統集成商沒有專業的存儲工程師，對存儲行業也不是很了解，所以建議系統集成商在選擇存儲設備的時候注意以下幾點：

　　1.設備的管理和維護要非常簡單

　　選擇具有嵌入式Web管理功能的設備，不需要在管理終端上安裝軟件，就可以隨時隨地進行設備的安裝調試，維護起來非常簡單。ERASTOR所有的設備都不需要專業的存儲工程師去安裝調試，在ERASTOR工程師的電話支持下，5分鐘就可以教會系統集成商的工程師或者用戶如何安裝調試自己的設備。

　　2.選擇質量穩定的設備

　　存儲系統的穩定可靠是壓倒一切的，特別是系統集成商和用戶都沒有專業存儲硬件工程師的情況下，設備的安全穩定更為重要。如果產品不穩定，經常發生一些小問題，那么維護的成本將非常高。所謂的Cable-less架構就是整個設備里面沒有一根線纜，控制器、電源、風扇、背板、硬盤之間的連接全部都是電路板。因為磁盤陣列中的硬盤數量較多，產生的熱量很多，而且傳輸的信號是高頻信號，時間一長，線纜兩頭的合金金屬片會因為氧化產生較大的信號衰減，導致系統不穩定。

　　存儲產品的穩定性和生產工藝有著非常大的關系，生產工藝可以從電路板的印刷整齊情況、各個部件之間銜接的空間誤差大小情況等看出工藝的好壞。例如，硬盤托架和插槽之間銜接松緊程度和硬盤的使用壽命有非常大的關系。因為硬盤中的磁碟在高速轉動，如果銜接不緊就容易使硬盤產生振動，從而大大降低硬盤的使用壽命。另外，如果背板工藝差意味著電壓和電流波動會比較大，也會使硬盤的使用壽命大打折扣，系統也會經常出現故障。

　　3.選擇智能化程度較高的設備

　　什么是Roaming功能呢?舉例說，我有2TB的數據存在5塊500GB硬盤作為一組的RAID上，如果設備出現問題時，可以把這5塊硬盤拔出來，插入到同一系列的任何一臺設備上，照樣可以讀寫這些數據。這種功能最大限度地保護了用戶的數據安全，對于那種購買多臺同一品牌設備的用戶尤為實用。

　　虛擬卷技術原本是使用在高端存儲產品上的一種技術。由于虛擬卷技術的實用性、靈活性，更能滿足客戶多種應用需求的存儲，因此被越來越多地應用在中低端存儲產品上。如果客戶有3種以上的數據，需要不同的安全保護級別，而且單位數據的大小、傳輸速度也不一樣，這時普通的磁盤陣列很難滿足用戶的存儲需求，而采用虛擬卷技術的陣列就可以滿足應用需求。