淺談視頻監(jiān)控存儲的三大格局與六種方式

對于監(jiān)控點路數(shù)比較少、存儲時間要求不長的應用場合，中心/分中心存儲可以采用服務器插硬盤或外接磁盤柜這種比較簡單的方式進行部署，稱為DAS(直接訪問存儲)，與單機類似。而隨著網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的優(yōu)勢被廣泛認可，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)都面臨著前端設備的大規(guī)模接入和大容量集中存儲的需求。以往的單機存儲方式無法滿足這些系統(tǒng)在容量靈活擴展方面的應用需求，必須采用更為先進的網(wǎng)絡存儲設備和存儲技術(shù)，其中典型的就是SAN、NAS以及iSCSI。

SAN(存儲區(qū)域網(wǎng))起源于上世紀九十年代中后期，與DAS不同，SAN基于光纖通道技術(shù)，服務器和存儲陣列之間通過光纖通道交換機連接，形成專用于數(shù)據(jù)存儲的區(qū)域網(wǎng)絡。SAN采用了面向網(wǎng)絡的存儲結(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展、尋址靈活、可遠距離傳輸數(shù)據(jù)、I/O性能高、存儲設備利用率高等特點，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)絡訪問存儲)基于IP網(wǎng)絡實現(xiàn)服務器和存儲陣列的互聯(lián)，使用TCP/IP協(xié)議進行通信，以文件級的I/O方式進行數(shù)據(jù)傳輸。相比之下，NAS設備的安裝、調(diào)試、使用和管理更簡單，部署成本也相對較低。

iSCSI是IETF一種新的標準協(xié)議，即透過IP網(wǎng)絡，將SCSI區(qū)塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡封包的一種傳輸標準，它和NAS一樣透過IP網(wǎng)絡來傳輸數(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，通過IP網(wǎng)絡即可實現(xiàn)原先的功能，既降低了管理復雜度又降低了成本;第二，由于用戶應用需求的復雜性，往往會同時部署SAN和NAS兩種存儲網(wǎng)絡，而iSCSI則可以將兩者融合起來。

iSCSI的這些特點非常契合現(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)絡進行中心/分中心存儲系統(tǒng)的構(gòu)建，iSCSI技術(shù)無疑是一個很好的參考。

三、應用存儲格局

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

實際上，隨著芯片技術(shù)的快速發(fā)展，CPU或?qū)Ｓ肁SIC芯片的運算及處理速度成倍提高，而存儲設備的整體價格卻在不斷降低。在設備選型及購買時，出于設備更新?lián)Q代方面的考慮，用戶一般會選擇稍高一級別的存儲設備。再者，當投資充裕時價格差別對用戶影響也比較小。因而在很多的應用系統(tǒng)中，用戶采購的存儲設備性能往往高出實際業(yè)務系統(tǒng)真實需求很多，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)在視頻服務器而不是存儲設備端，存儲設備所能提供的帶寬往往是視頻監(jiān)控實際總帶寬的兩倍或三倍，IOPS也是實際需求的3～5倍。存儲設備控制器長時間處于半負荷工作狀態(tài)，大量的高性能資源被浪費。為保障高可用性、高效性、穩(wěn)定性和安全性，存儲設備的控制器部分一般都是專門設計的，并采用專用的處理器和緩存，其各項技術(shù)參數(shù)和性能均高于普通PC服務器。為了有效地利用存儲的富余資源，可在存儲設備控制器部分內(nèi)嵌特殊功能的應用軟件，存儲設備不僅為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲服務器，還能提供一定的軟件應用服務器，這種存儲設備就稱為應用存儲。

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，要滿足六個方面的要求。

電信級數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)的重要特點之一是大量集中的數(shù)據(jù)存儲和分散化的前端應用。因此，存儲系統(tǒng)必須具有較強的數(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，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，同時又必須具備良好的擴展性能，應對數(shù)據(jù)量飛速增長對于存儲空間擴大的需求。

另外，由于監(jiān)控系統(tǒng)一般要求實時的錄像輸入，所以這種實時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，最終將會導致緩存數(shù)據(jù)溢出以致主機死機。

目前監(jiān)控錄像需要在間隔一段時間后對數(shù)據(jù)進行刪除，在數(shù)據(jù)刪除后，會有一定時間的間隔，數(shù)據(jù)不能立即寫入，這時候數(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營維護的成本，同時也是系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要保障。