世博國家館視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　為了滿足世博場(chǎng)館安全和科學(xué)系統(tǒng)化管理的需要，為了對(duì)隨時(shí)發(fā)生的事件進(jìn)行全面、及時(shí)地了解和追蹤，對(duì)意外情況能迅速做出正確判斷和反應(yīng)，并給出正確、快速的指揮和處理，整個(gè)場(chǎng)館的監(jiān)控系統(tǒng)前端設(shè)備采用的攝像機(jī)數(shù)量超過300路高清，視頻錄像文件的存儲(chǔ)保存方式采取硬盤錄像機(jī)外掛IPSAN的方式，存儲(chǔ)時(shí)間大約要在兩周以上，總存儲(chǔ)容量需求在100TB左右。其錄像存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)如下所示：

　　這套視頻監(jiān)控存儲(chǔ)設(shè)備通過IP網(wǎng)絡(luò)向所有的視頻編碼設(shè)備，包括視頻服務(wù)器（NVS）、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)提供視頻監(jiān)控錄像存儲(chǔ)空間。其它服務(wù)器或監(jiān)控設(shè)備可以直接從磁盤陣列中讀取視頻監(jiān)控錄像，或者通過視頻編碼設(shè)備讀取視頻監(jiān)控錄像。

　　方案優(yōu)點(diǎn)：

　　1.充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，靈活部署存儲(chǔ)設(shè)備，授權(quán)用戶限制保護(hù)訪問存儲(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)，有利于外防內(nèi)控。

　　2.數(shù)據(jù)靈活調(diào)用，對(duì)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)綜合應(yīng)用平臺(tái)能夠做到無縫支持，有利于監(jiān)控系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。

　　3.網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)解決方案，簡(jiǎn)單易用、價(jià)格經(jīng)濟(jì)，擁有完善獨(dú)立的配置向?qū)Ы缑?，?jiǎn)單輕松完成系統(tǒng)配置。對(duì)于那些數(shù)據(jù)增長迅速的監(jiān)控存儲(chǔ)環(huán)境，還有助于降低成本和復(fù)雜性。

　　4. 大容量、低成本，一套存儲(chǔ)系統(tǒng)可以保存300路、長達(dá)30天的錄像視頻。無論存儲(chǔ)性能、容量，還是可靠性和可用性，都可以很好地滿足關(guān)鍵區(qū)域的視頻監(jiān)控存儲(chǔ)需求。

　　5.兼容各種視頻編碼設(shè)備，支持多數(shù)主流視頻監(jiān)控設(shè)備廠商的視頻編碼設(shè)備，包括NVS、DVR和PC-DVR。

　　6. 專業(yè)可靠的存儲(chǔ)設(shè)備，并針對(duì)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)的特點(diǎn)在IO、管理等多方面進(jìn)行了優(yōu)化。支持Raid 0/1/5/6/10/50等多種Raid級(jí)別設(shè)置，支持網(wǎng)絡(luò)冗余，支持電源、風(fēng)扇等硬件冗余，支持網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)和系統(tǒng)映像備份等多種增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性和可靠性的技術(shù)手段，并對(duì)病毒的侵犯具有出色的防御能力。

　　 視頻監(jiān)控錄像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

　　安防產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，“平安城市”、“3111工程”、“全球眼”、等重大項(xiàng)目的開展；視頻監(jiān)控在交通、食品、海關(guān)、能源、金融、國防等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)前景相當(dāng)看好。而存儲(chǔ)系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化視頻中的一個(gè)重要組成部分，在實(shí)際的應(yīng)用中卻經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)掉盤、卷鎖死等諸多問題，嚴(yán)重影響了整體監(jiān)控系統(tǒng)的正常使用，所以視頻數(shù)據(jù)專用存儲(chǔ)已經(jīng)成為市場(chǎng)上最關(guān)注的安防產(chǎn)品之一。目前的數(shù)字視頻領(lǐng)域中，最常用的無非是如下四種存儲(chǔ)方式：硬盤、DAS、NAS、SAN。這些方式有各自的短板。

　　硬盤

　　DVR、DVS后掛硬盤或是服務(wù)器后面直接連接擴(kuò)展柜的方式，都是采用硬盤進(jìn)行存儲(chǔ)的方式。應(yīng)該說使用硬盤進(jìn)行的存儲(chǔ)，并不能算作嚴(yán)格意義上的存儲(chǔ)系統(tǒng)。其原因包含以下幾點(diǎn)：

　　首先，硬盤一般不具備RAID系統(tǒng)，對(duì)于硬盤上的數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行冗余保護(hù)，即使有也是通過主機(jī)端的RAID卡或者軟RAID實(shí)現(xiàn)。嚴(yán)重的影響整體性能；

　　其次，擴(kuò)展能力極為有限，無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)。

　　再有，硬盤后期維護(hù)成本較高，特別是在DVS后掛硬盤的方式，其維護(hù)成本往往在一年之內(nèi)就超過了購置成本。應(yīng)該說硬盤存儲(chǔ)方式不適合大型數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。特別是需要長時(shí)間錄像的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。一般這種方式都是與其它存儲(chǔ)方式并存于同一系統(tǒng)中，作為其他存儲(chǔ)方式的緩沖或應(yīng)急替代。

　　Direc（Direct Attached Storage），全稱為直接連接附加存儲(chǔ)，采用DAS的方式可以很簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的容量擴(kuò)容，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)可以提供多種RAlD級(jí)別的保護(hù)。其連接方式如圖1所示：

　　DAS直聯(lián)存儲(chǔ)

　　采用DAS方式，在視頻存儲(chǔ)單元上部署相關(guān)的HBA卡。用于跟后端的存儲(chǔ)設(shè)備建立數(shù)據(jù)通道。前端的視頻存儲(chǔ)單元可以是DVR，也可以是視頻存儲(chǔ)服務(wù)器。其通道可以采用光纖、IP網(wǎng)線、SAS線纜甚至于USB。采用DAS方式并不能同時(shí)支持很多視頻存儲(chǔ)服務(wù)單元同時(shí)接入，而且其擴(kuò)容能力嚴(yán)重依賴所選擇的存儲(chǔ)設(shè)備自身的擴(kuò)容能力。所以在大型數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，應(yīng)用DAS存儲(chǔ)方式將造成系統(tǒng)維護(hù)難度的極大提升。正是由于DAS存儲(chǔ)的這些特點(diǎn)，所以這種存儲(chǔ)方式一般應(yīng)用于對(duì)于DVR的擴(kuò)容或者小型數(shù)字視頻監(jiān)控項(xiàng)目中。

　　NAS網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)

　　NAS（Network Attached Storage）。全稱為網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)，是一種專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)文件存儲(chǔ)及文件備份設(shè)備。同時(shí)NAS對(duì)數(shù)據(jù)可以提供多種RAID級(jí)別的保護(hù)。NAS設(shè)備和多臺(tái)視頻存儲(chǔ)服務(wù)單元均通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，按照TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，以文件的I/O（輸入/輸出）方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。一個(gè)NAS單元包括核心處理器，文件服務(wù)管理工具，一個(gè)或者多個(gè)的硬盤驅(qū)動(dòng)器用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

　　采用NAS方式可以同時(shí)支持多個(gè)主機(jī)端同時(shí)進(jìn)行讀寫，具備非常優(yōu)秀的共享性能和擴(kuò)展能力；同時(shí)NAS可以應(yīng)用在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。部署也非常靈活。

　　但由于NAS采用CIF/NFS協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)的文件級(jí)傳輸，所以網(wǎng)絡(luò)開銷非常大，特別是在寫入數(shù)據(jù)時(shí)帶寬的利用率一般只有20％。所以目前NAS一般應(yīng)用于小型的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中或者只是用于部分?jǐn)?shù)據(jù)的共享存儲(chǔ)。

　　SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)

　　SAN（Storage Area Network），全稱為存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，通過交換機(jī)等連接設(shè)備將磁盤陣列與相關(guān)服務(wù)器連接起來的高速專用子網(wǎng)。同時(shí)SAN對(duì)數(shù)據(jù)可以提供多種RAID級(jí)別的保護(hù)。SAN提供了一個(gè)專用的、高可靠性的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。允許獨(dú)立地增加它們的存儲(chǔ)容量，也使得管理及集中控制更加簡(jiǎn)化。正是由于這些特點(diǎn)，SAN架構(gòu)特別適合于大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)應(yīng)用，可以應(yīng)對(duì)上千、上萬個(gè)前端監(jiān)控點(diǎn)的存儲(chǔ)。目前SAN主要分為FC-SAN（光纖存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）和IP- SAN（以太網(wǎng)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）。它們之間的區(qū)別是連接線路以及使用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的不同。雖然FC-SAN由于采用專用協(xié)議可以保證傳輸時(shí)更加穩(wěn)定、高效，但其部署方式、構(gòu)建成本均較之IP-SAN高出很多，所以目前在大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)中更多采用的是IP-SAN架構(gòu)。

　　世博國家場(chǎng)館采取的是給予IP網(wǎng)絡(luò)的SAN存儲(chǔ)架構(gòu)，全面兼容前端網(wǎng)絡(luò)數(shù)字產(chǎn)品的直接視頻錄入。針對(duì)視頻監(jiān)控這個(gè)特殊的行業(yè)模式，在系統(tǒng)平臺(tái)層面上進(jìn)行優(yōu)化，前端數(shù)字編碼設(shè)備將數(shù)字化后的視頻數(shù)據(jù)直接寫入IP-SAN設(shè)備中。充分利用系統(tǒng)架構(gòu)，有效減少設(shè)備數(shù)量，降低整體系統(tǒng)的管理難度、維護(hù)強(qiáng)度，以及能源消耗。