淺談視頻監(jiān)控存儲的三大格局與六種方式

對于監(jiān)控點(diǎn)路數(shù)比較少、存儲時(shí)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(yùn)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(diǎn)，是一種全新的存儲體系結(jié)構(gòu)。

與SAN基于專門的光纖通道協(xié)議不同，NAS(網(wǎng)絡(luò)訪問存儲)基于IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和存儲陣列的互聯(lián)，使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，以文件級的I/O方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。相比之下，NAS設(shè)備的安裝、調(diào)試、使用和管理更簡單，部署成本也相對較低。

iSCSI是IETF一種新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，即透過IP網(wǎng)絡(luò)，將SCSI區(qū)塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)封包的一種傳輸標(biāo)準(zhǔn)，它和NAS一樣透過IP網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，但在數(shù)據(jù)存取方式上，則采用與NAS不同的，而與SAN相同的BlockProtocol協(xié)議。由此，iSCSI給用戶帶來的價(jià)值在于：第一，iSCSI使SCSI數(shù)據(jù)包在以太網(wǎng)中傳輸成為可能，使SAN擺脫了昂貴的光纖網(wǎng)絡(luò)，通過IP網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)原先的功能，既降低了管理復(fù)雜度又降低了成本;第二，由于用戶應(yīng)用需求的復(fù)雜性，往往會同時(shí)部署SAN和NAS兩種存儲網(wǎng)絡(luò)，而iSCSI則可以將兩者融合起來。

iSCSI的這些特點(diǎn)非常契合現(xiàn)在的視頻監(jiān)控發(fā)展的現(xiàn)狀和方向，特別是在運(yùn)營級視頻監(jiān)控領(lǐng)域，存儲的規(guī)模大、投入高，基于目前成熟的IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行中心/分中心存儲系統(tǒng)的構(gòu)建，iSCSI技術(shù)無疑是一個(gè)很好的參考。

三、應(yīng)用存儲格局

視頻監(jiān)控系統(tǒng)常采用的存儲網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有DAS、NAS、SAN和IP-SAN，常采用的存儲設(shè)備類型有SCSI盤陣、FC和iSCSI設(shè)備。這些設(shè)備技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單、安裝實(shí)施也非常方便。然而這些設(shè)備都具有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是存儲設(shè)備在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中只能起到一個(gè)簡單的數(shù)據(jù)存儲功能，無法替代服務(wù)器來運(yùn)行特定的應(yīng)用軟件，視頻監(jiān)控系統(tǒng)中仍然需要大量專用服務(wù)器。

實(shí)際上，隨著芯片技術(shù)的快速發(fā)展，CPU或?qū)Ｓ肁SIC芯片的運(yùn)算及處理速度成倍提高，而存儲設(shè)備的整體價(jià)格卻在不斷降低。在設(shè)備選型及購買時(shí)，出于設(shè)備更新?lián)Q代方面的考慮，用戶一般會選擇稍高一級別的存儲設(shè)備。再者，當(dāng)投資充裕時(shí)價(jià)格差別對用戶影響也比較小。因而在很多的應(yīng)用系統(tǒng)中，用戶采購的存儲設(shè)備性能往往高出實(shí)際業(yè)務(wù)系統(tǒng)真實(shí)需求很多，甚至超出好幾倍。

在一些中小視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的性能瓶頸經(jīng)常會出現(xiàn)在視頻服務(wù)器而不是存儲設(shè)備端，存儲設(shè)備所能提供的帶寬往往是視頻監(jiān)控實(shí)際總帶寬的兩倍或三倍，IOPS也是實(shí)際需求的3～5倍。存儲設(shè)備控制器長時(shí)間處于半負(fù)荷工作狀態(tài)，大量的高性能資源被浪費(fèi)。為保障高可用性、高效性、穩(wěn)定性和安全性，存儲設(shè)備的控制器部分一般都是專門設(shè)計(jì)的，并采用專用的處理器和緩存，其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)和性能均高于普通PC服務(wù)器。為了有效地利用存儲的富余資源，可在存儲設(shè)備控制器部分內(nèi)嵌特殊功能的應(yīng)用軟件，存儲設(shè)備不僅為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，還能提供一定的軟件應(yīng)用服務(wù)器，這種存儲設(shè)備就稱為應(yīng)用存儲。

監(jiān)控存儲六種方式

數(shù)字化視頻監(jiān)控涉及到巨量數(shù)據(jù)的采集、存儲和使用。因此，一個(gè)高效能的視頻監(jiān)控系統(tǒng)必須具備高效能的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，這關(guān)系著數(shù)據(jù)管理的效率、數(shù)據(jù)安全以及數(shù)據(jù)利用的效率。那么，在電信級別的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)中，對于數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的要求，一般說來，要滿足六個(gè)方面的要求。

電信級數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的重要特點(diǎn)之一是大量集中的數(shù)據(jù)存儲和分散化的前端應(yīng)用。因此，存儲系統(tǒng)必須具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸能力，否則將會影響數(shù)據(jù)存儲和利用的效率。

海量數(shù)據(jù)存儲需求和快速的增長變化的特點(diǎn)，要求存儲系統(tǒng)在必須能夠滿足電信級別數(shù)據(jù)監(jiān)控的海量存儲要求外，同時(shí)又必須具備良好的擴(kuò)展性能，應(yīng)對數(shù)據(jù)量飛速增長對于存儲空間擴(kuò)大的需求。

另外，由于監(jiān)控系統(tǒng)一般要求實(shí)時(shí)的錄像輸入，所以這種實(shí)時(shí)錄像輸入對盤陣的數(shù)據(jù)寫能力提出了較高的要求，否則在寫速度達(dá)不到要求的情況下，數(shù)據(jù)大量集中在緩存中，最終將會導(dǎo)致緩存數(shù)據(jù)溢出以致主機(jī)死機(jī)。

目前監(jiān)控錄像需要在間隔一段時(shí)間后對數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，在數(shù)據(jù)刪除后，會有一定時(shí)間的間隔，數(shù)據(jù)不能立即寫入，這時(shí)候數(shù)據(jù)都是保存在緩存里，較大的緩存可以保證更多的數(shù)據(jù)滯留在緩存中，等待向硬盤空間的重新寫入。

除此以外，對于電信級別系統(tǒng)而言，良好的穩(wěn)定性是必需的，如果缺乏穩(wěn)定性，則會給眾多用戶帶來巨大困擾，甚至帶來巨大的損失。

電信級龐大的存儲需求決定了對存儲良好管理性的要求。簡單有序的管理性可以幫助用戶降低運(yùn)營維護(hù)的成本，同時(shí)也是系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要保障。