NVR成為高清監(jiān)控主要存儲形態(tài)探討

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

相應(yīng)的，在很多中小型監(jiān)控系統(tǒng)或行業(yè)末端接入監(jiān)控系統(tǒng)中，基于NVR實現(xiàn)高清監(jiān)控的存儲也將順理成章的直接取代傳統(tǒng)的DVR存儲模式。這固然是NVR取代DVR的結(jié)果，同時也是NVR本身具備的存儲優(yōu)勢所決定的：

第一，NVR基于IP端口實現(xiàn)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，會有各種形態(tài)，而受限于模擬端口數(shù)，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，可以滿足各種存儲需求；

第二，NVR一誕生就具備RAID以及ANR等先進的存儲可靠性技術(shù)，在確保資料完整性方面有著得天獨厚的優(yōu)勢，而目前絕大部分DVR都不帶RAID功能，同時由于其模擬接入特性，也不會采用ANR技術(shù)。ANR技術(shù)正在成為IP監(jiān)控存儲中非常重要的一項可靠性技術(shù)，它實現(xiàn)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，能記錄下失效前的傳輸數(shù)據(jù)，等到網(wǎng)絡(luò)連接恢復(fù)后再把數(shù)據(jù)上傳到管理中心；其次是雙重錄像，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題或不穩(wěn)定時，管理中心和前端雙方都會把圖像數(shù)據(jù)單獨存儲在緩沖區(qū)以作備份；最后是自動修復(fù)數(shù)據(jù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常后，管理中心和前端雙方會對比各自的數(shù)據(jù)，檢查對比在網(wǎng)絡(luò)失效時的圖像數(shù)據(jù)，然后自動修復(fù)管理中心錯誤或遺失的數(shù)據(jù)；

第三，NVR本身的網(wǎng)絡(luò)開放性，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，實現(xiàn)存儲資源的統(tǒng)一管理以及統(tǒng)一檢索。

上面的情況是針對中小型監(jiān)控系統(tǒng)或行業(yè)末端接入監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)多采用IP SAN這樣的海量存儲設(shè)備，而不是DVR，這類系統(tǒng)從監(jiān)控存儲技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，也將受到NVR的沖擊。下面我們從技術(shù)趨勢層面來詳細分析其中的原因。

傳統(tǒng)的IP SAN存儲系統(tǒng)架構(gòu)典型如圖1所示：

圖1：傳統(tǒng)IPSAN存儲架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)攝像機或視頻編碼器對采集的視頻進行編碼壓縮處理后，以IP視頻包形式上傳至中心管理平臺（對于多級系統(tǒng)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(zhuǎn)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磁盤陣列進行存儲?？蛻舳嘶螂娨晧σL問回放相關(guān)錄像資源時，則經(jīng)由IPSAN-錄像服務(wù)器-平臺-客戶端或電視墻這樣相反的過程。所有的視頻碼流都要通過管理平臺進行轉(zhuǎn)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，另一方面可通過分布式部署實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的合理分布，并提升存儲可靠性，而且還可以在實現(xiàn)統(tǒng)一管理的情況下簡化用戶訪問。因此，IP SAN存儲在監(jiān)控領(lǐng)域獲得應(yīng)用本身是一個巨大的進步，現(xiàn)在很多大型的行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)都在網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)或升級改造中開始采用IP SAN方式。

但是，IP SAN+錄像服務(wù)器+平臺這樣的架構(gòu)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(xiàn)在以下幾點：

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(shè)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(tǒng)，甚至就是一臺設(shè)備集成了兩者的功能。無論是哪一種形態(tài)，前端視頻都至少要經(jīng)過兩次的網(wǎng)絡(luò)傳輸過程才能送達IP SAN，IP SAN存儲的視頻都至少要經(jīng)過兩次網(wǎng)絡(luò)傳輸過程才能到達客戶端或電視墻解碼器。這個在一定程度上影響了存儲系統(tǒng)的可靠性。此外，IP SAN本身沒有文件系統(tǒng)，文件系統(tǒng)的功能是由錄像服務(wù)器來提供的，兩者之間發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時也會因文件系統(tǒng)修復(fù)產(chǎn)生可靠性隱患；

第二，對平臺性能要求較高。無論是前端視頻存儲過程，還是客戶端或電視墻進行錄像資料的訪問回放，其視頻資源都要經(jīng)過錄像服務(wù)器/從平臺，這個對平臺的媒體轉(zhuǎn)發(fā)性能要求較高，甚至是對平臺性能的一種浪費；

第三，沒有很好的實現(xiàn)IP SAN本身的分布式部署。這樣的架構(gòu)實際上是錄像服務(wù)器與平臺捆綁得更死，這就導(dǎo)致了IP SAN還是不能很好的實現(xiàn)分布式部署；

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

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

圖2：基于NVR的流媒體存儲架構(gòu)

這樣的存儲架構(gòu)是將錄像服務(wù)器/從平臺與磁盤陣列整合在一起，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行編碼壓縮處理后，直接將IP視頻包傳送至存儲設(shè)備，碼流不經(jīng)過平臺轉(zhuǎn)發(fā)。客戶端或電視墻要訪問回放相關(guān)錄像資源時，視頻信息也是由存儲設(shè)備直接傳送給客戶端或電視墻這，碼流也不經(jīng)過平臺轉(zhuǎn)發(fā)。平臺在中間主要負責(zé)信令的交互以及管理和控制業(yè)務(wù)。

這樣的架構(gòu)很好的解決了傳統(tǒng)IP SAN架構(gòu)的缺點：

第一，可靠性提升了。碼流從前端到存儲設(shè)備或從存儲設(shè)備到客戶端/電視墻只有一次網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程，減少了影響可靠性的環(huán)節(jié)，同時在存儲設(shè)備中直接進行流媒體處理，相當(dāng)于本地存儲，減少了存儲協(xié)議的封裝過程；

第二，減少了平臺資源的損耗。所有碼流不需要通過平臺轉(zhuǎn)發(fā)，平臺僅負責(zé)信令交互、控制管理，一個平臺即可實現(xiàn)大型系統(tǒng)的管理；

第三，真正實現(xiàn)存儲設(shè)備的分布式管理。存儲設(shè)備與平臺之間可以真正實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的連接，可以部署在任意位置，可以根據(jù)前端點的分布進行合理部署，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的更合理的分布；

第四，實現(xiàn)高效的負載均衡。錄像處理和磁盤陣列直接對應(yīng)，不存在資源浪費以及復(fù)雜的負載均衡策略，資源利用更高效。

事實上，這種“磁盤陣列+錄像服務(wù)器”的“新”存儲設(shè)備形態(tài)，本質(zhì)上就是NVR。NVR就是集成了磁盤陣列、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(shè)備--網(wǎng)絡(luò)錄像機。

因此，在高清監(jiān)控時代，無論是DVR，還是IP SAN，都有望統(tǒng)一到NVR，由NVR實現(xiàn)各類監(jiān)控系統(tǒng)的集中式或分布式錄像存儲。