視頻監(jiān)控存儲技術(shù)的發(fā)展及格局分析

標(biāo)簽：SAN NAS

存儲發(fā)展與常用技術(shù)：90年代末，基于數(shù)字信號處理(DSP)的數(shù)字化視頻監(jiān)控逐漸開始普及，各類編解碼技術(shù)在圖像處理方面獲得了廣泛應(yīng)用，經(jīng)過處理后的圖像也可以以數(shù)字碼流的方式進(jìn)行傳輸，圖像的存儲也開始進(jìn)入數(shù)字化時期。最典型的應(yīng)用是數(shù)字硬盤錄像機(jī)(DVR)，采用在內(nèi)置硬盤的方式進(jìn)行圖像存儲。

這種存儲方式在保存時間、圖像檢索、系統(tǒng)維護(hù)以及遠(yuǎn)程調(diào)用方面都有了根本性的變化。但是，由于這一階段的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多帶有明顯的本地化特征，規(guī)模也相對比較小，所以存儲也表現(xiàn)出明顯的前端化和單機(jī)化特征。

近年來，隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，通過中心業(yè)務(wù)平臺進(jìn)行集中管理和控制、以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和IPCamera為前端的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始得到廣泛部署。由于架構(gòu)合理、擴(kuò)展靈活、層次清晰，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控能夠給用戶帶來全新的安防應(yīng)用體驗，從而迅速成為構(gòu)建新一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要形式。

分布式的前端和平臺架構(gòu)、集中化的管理和控制以及靈活便捷的用戶訪問，使得網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲部分也開始走向網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化存儲給視頻監(jiān)控帶來了全新的存儲架構(gòu)，一方面，用戶在存儲的部署上更加靈活，訪問也更簡單，另一方面，構(gòu)建需要實現(xiàn)大容量存儲的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也更為便捷。

DVR存儲：編解碼器內(nèi)部存儲--DVR存儲是目前最常見的一種存儲模式，編解碼器設(shè)備直接掛接硬盤，目前最多可帶8盤硬盤。但由于編解碼設(shè)備性能的限制，一般采用硬盤順序?qū)懭氲哪Ｊ?，沒有應(yīng)用RAID冗余技術(shù)來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保護(hù)。隨著硬盤容量的不斷增大，單片硬盤故障導(dǎo)致關(guān)鍵數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(guī)模、分布式的部署。國產(chǎn)DVR產(chǎn)品例如海康、大華的產(chǎn)品，都已經(jīng)十分成熟。

編解碼器+存儲：編解碼器外掛存儲設(shè)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(xié)議擴(kuò)展。

這種方式可以實現(xiàn)編解碼器容量的再擴(kuò)展，適合于中小規(guī)模的部署，監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)通過RAID技術(shù)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(kuò)展能力較低;IP網(wǎng)絡(luò)(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴(kuò)展能力和共享能力。海康的DS系列監(jiān)控NAS存儲產(chǎn)品，邦諾存儲的SMI系列存儲產(chǎn)品在監(jiān)控行業(yè)的應(yīng)用都已十分成熟。

集中存儲：服務(wù)器連接前端編解碼器，通過流媒體協(xié)議下載數(shù)據(jù)，然后存放到存儲設(shè)備上。服務(wù)器和存儲設(shè)備之間可以通過SCSI、iSCSI、NAS、FC協(xié)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、NAS)有良好的擴(kuò)展能力和可管理性，具備高性能價格比。

監(jiān)控存儲三格局

一、前端存儲格局

所謂前端存儲，是在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備(如網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))中內(nèi)置存儲部件，由前端設(shè)備直接完成監(jiān)控圖像的本地錄制和保存。

前端存儲具有幾個方面的優(yōu)勢：一是可以通過分布式的存儲部署，來減輕集中存儲帶來的容量壓力;二是可以有效緩解集中存儲帶來的網(wǎng)絡(luò)流量壓力;三是可以避免集中存儲在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時的圖像丟失。

對于前端存儲，由于單個前端編碼設(shè)備通常所帶監(jiān)控點路數(shù)不多，存儲時間也不長，所以對存儲容量要求不高，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一般用CF卡或SD卡，視頻服務(wù)器一般用內(nèi)置硬盤。這與以往單機(jī)存儲相比，基本沒有區(qū)別。

而與以往單機(jī)存儲本質(zhì)上不同的是，為了保證用戶訪問的靈活性和便捷性，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的所有前端存儲除了要能夠提供點對點的單機(jī)訪問外，還要能夠通過一個統(tǒng)一的接口提供所有內(nèi)容的集中共享。為此，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過中心業(yè)務(wù)平臺對所有前端存儲進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度，并實現(xiàn)存儲空間和存儲內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)化。這樣，用戶既可以直接登錄單個前端設(shè)備進(jìn)行錄像資料的點播回放，也可以統(tǒng)一登錄中心業(yè)務(wù)平臺進(jìn)行所有前端錄像資料的集中檢索和回放

二、中心存儲格局

在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，部署得更多的是中心存儲。前端設(shè)備采集監(jiān)控點圖像并編碼壓縮處理成數(shù)字監(jiān)控碼流，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳送到中心業(yè)務(wù)平臺，由中心業(yè)務(wù)平臺將碼流分發(fā)給網(wǎng)絡(luò)錄像單元進(jìn)行集中存儲。

在很多大型的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，也可采用多級分布的中心存儲方式，即分中心存儲，這樣一方面可以降低一個中心點集中存儲帶來的存儲容量和網(wǎng)絡(luò)流量的壓力，一方面可以大幅度提升系統(tǒng)的可靠性。

使用中心/分中心存儲，在以下幾個方面具有明顯優(yōu)勢：一是對于用戶而言，檢索和調(diào)用錄像資源更為方便;二是存儲內(nèi)容的完整性更容易保證，不會因為某個前端設(shè)備失竊或損壞而導(dǎo)致重要內(nèi)容的丟失;三是可以合理的進(jìn)行資源調(diào)度，為前端設(shè)備按需分配存儲空間，從而節(jié)約資源;四是有利于制定多樣化的存儲策略，以滿足用戶的個性化需求;五是維護(hù)方便，便于集中檢測和及時排查問題。

對于監(jiān)控點路數(shù)比較少、存儲時間要求不長的應(yīng)用場合，中心/分中心存儲可以采用服務(wù)器插硬盤或外接磁盤柜這種比較簡單的方式進(jìn)行部署，稱為DAS(直接訪問存儲)，與單機(jī)類似。而隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的優(yōu)勢被廣泛認(rèn)可，現(xiàn)在開始出現(xiàn)越來越多的大型甚至超大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，比如“平安城市”建設(shè)中的社會面治安監(jiān)控系統(tǒng)、中國電信和中國網(wǎng)通正在全面推進(jìn)的“全球眼”和“寬視界”這兩大運營級視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這些監(jiān)控系統(tǒng)都面臨著前端設(shè)備的大規(guī)模接入和大容量集中存儲的需求。以往的單機(jī)存儲方式無法滿足這些系統(tǒng)在容量靈活擴(kuò)展方面的應(yīng)用需求，必須采用更為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備和存儲技術(shù)，其中典型的就是SAN、NAS以及iSCSI。

SAN(存儲區(qū)域網(wǎng))起源于上世紀(jì)九十年代中后期，與DAS不同，SAN基于光纖通道技術(shù)，服務(wù)器和存儲陣列之間通過光纖通道交換機(jī)連接，形成專用于數(shù)據(jù)存儲的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。SAN采用了面向網(wǎng)絡(luò)的存儲結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲分離，具有存儲空間易于擴(kuò)展、尋址靈活、可遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)、I/O性能高、存儲設(shè)備利用率高等特點，是一種全新的存儲體系結(jié)構(gòu)。