運(yùn)用在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)技術(shù)

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運(yùn)用在高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)技術(shù)

來源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時(shí)間：2011/01/05

　　　高清監(jiān)控作為一個(gè)系統(tǒng)，只有在包括了前端攝像機(jī)、管理平臺(tái)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、顯示等各個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)才有意義，因此擁有高清整體解決方案不僅僅是單純的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。“無監(jiān)控，不存儲(chǔ)”是市場對(duì)于安防監(jiān)控存儲(chǔ)功能重要性的評(píng)價(jià)，可以說任何形式的監(jiān)控都是以監(jiān)視和存儲(chǔ)為首要目的。
　　針對(duì)時(shí)下熱議的高清監(jiān)控系統(tǒng)，除了前端部分外，如何在中間的存儲(chǔ)系統(tǒng)滿足高清需求，使用者如何根據(jù)自己的應(yīng)用特點(diǎn)來選擇存儲(chǔ)方案，以及目前的高清存儲(chǔ)都面臨哪些難點(diǎn)和挑戰(zhàn)，用戶又該如何去解決這些難點(diǎn)，這些是發(fā)展高清監(jiān)控系統(tǒng)需要解決一系列問題。
　　高清存儲(chǔ)的本質(zhì)需求
　　前面說了，存儲(chǔ)是監(jiān)控最重要的環(huán)節(jié)之一，那如何來選取合適的高清存儲(chǔ)方案呢?可以從如下幾個(gè)方面來考慮。
　　·海量存儲(chǔ)的需求。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)一般起碼是7×24小時(shí)連續(xù)工作存儲(chǔ)，而且存放時(shí)間從半月，一月，半年甚至增長到1年，數(shù)據(jù)量隨著時(shí)間增加呈線性增長。另外，采用高清的數(shù)據(jù)流量，再加上監(jiān)控路數(shù)達(dá)到幾千甚至上萬路，那就更是對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)容量提出了更高的要求，這在以前傳統(tǒng)的存儲(chǔ)行業(yè)是難以想象的;
　　·存儲(chǔ)性能的需求。視頻監(jiān)控主要是視頻碼流的持續(xù)寫入，表現(xiàn)性能好壞決定存儲(chǔ)能同時(shí)支持多少路碼流(通常每路標(biāo)清碼流是384Kbps-2Mbps，高清更是達(dá)到4M-10Mbps)。在多路并發(fā)寫入數(shù)據(jù)的情況下，對(duì)帶寬、數(shù)據(jù)處理能力、緩存等都有很大影響，對(duì)存儲(chǔ)需要有專門針對(duì)視頻性能的優(yōu)化處理;
　　·海量數(shù)據(jù)的安全性需求。在監(jiān)控視頻的錄像數(shù)據(jù)必須在第一時(shí)間就能保證是完好的，必須要做到對(duì)錄像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，不間斷性和冗余性;
　　·集中管理的需求。安防監(jiān)控應(yīng)用中，由于需要大量存儲(chǔ)設(shè)備，存儲(chǔ)設(shè)備中的海量數(shù)據(jù)，必須被有效的管理起來，需要對(duì)最終使用者的使用提供方便、可靠、透明的支持;
　　·網(wǎng)絡(luò)化的需求。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)是安防監(jiān)控技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)技術(shù)將在安防監(jiān)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程中發(fā)揮不可替代的作用。
　　因此從以上種種來看，相對(duì)來講高清的存儲(chǔ)方案基本上以集中管理存儲(chǔ)和NVR存儲(chǔ)這兩種方式為主，這也正是我們努力發(fā)展的目標(biāo)及應(yīng)用解決方案。
　　適合高清的存儲(chǔ)技術(shù)分析
　　大致來講，目前監(jiān)控市場主要存在以下幾種存儲(chǔ)技術(shù)。
　　1、DVR存儲(chǔ)。DVR存儲(chǔ)是目前最常見的一種存儲(chǔ)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。但由于編譯碼設(shè)備性能的限制，一般采用硬盤順序?qū)懭氲哪Ｊ剑瑳]有應(yīng)用RAID冗余技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)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，且DVR性能的局限性也影響了圖像數(shù)據(jù)的共享及分析。
　　2、編碼器外掛存儲(chǔ)設(shè)備直連存儲(chǔ)。通過編解碼器的外部存儲(chǔ)接口連接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存儲(chǔ)協(xié)定擴(kuò)展。這種方式可以實(shí)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。由于數(shù)據(jù)的直接寫入，減少了服務(wù)器中轉(zhuǎn)這一環(huán)節(jié)，在性能提升的同時(shí)也節(jié)省了用戶的投資，但是這種方式在進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和檢索，容易在轉(zhuǎn)發(fā)這一環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)很大瓶頸，且目前直寫通常采用像NAS等存儲(chǔ)方式，由于NAS自身的文件協(xié)議等原因，導(dǎo)致在多節(jié)點(diǎn)并發(fā)寫入數(shù)據(jù)時(shí)效率不高。

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　　3、集中管理存儲(chǔ)。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(chǔ)設(shè)備上。服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間可以通過SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)議連接。集中存儲(chǔ)方式適合于大中型平臺(tái)的部署。集中存儲(chǔ)方式中，IP連接模式(iSCSI)和FC連接模式有良好的擴(kuò)展能力和可管理性，是目前采用較多的方式之一。從實(shí)際的部署和效果來講，F(xiàn)C存儲(chǔ)由于強(qiáng)大的性能和數(shù)據(jù)處理能力，在節(jié)點(diǎn)較多的監(jiān)控環(huán)境里較為合適,而IP存儲(chǔ)由于性能和擴(kuò)展性的限制，在中小型應(yīng)用中能具備更高的性價(jià)比。
　　4、NVR存儲(chǔ)。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR是模擬錄像機(jī)和硬盤錄像機(jī)的理想升級(jí)換代產(chǎn)品，是在原來DVR基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的免除窗口操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)配合的單機(jī)獨(dú)立操作設(shè)備。由于NVR采取高度集成化的芯片技術(shù)，擁有先進(jìn)的數(shù)字化錄像、存儲(chǔ)和重放功能，不需要更換和存儲(chǔ)錄像帶，無需計(jì)算機(jī)配合和日常維護(hù)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率(可達(dá)到Full-D1分辨率)、高質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且簡單易用。簡單來說，NVR系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號(hào)數(shù)字化，通過NVR設(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)接口，以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，在DVR的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。
　　這么多種的存儲(chǔ)方案中，哪種更適合于高清監(jiān)控的需要呢，就必須更深層去了解專案的高清存儲(chǔ)具體需求了。以下我們結(jié)合NVR存儲(chǔ)和集中管理存儲(chǔ)方案的優(yōu)劣分析為例進(jìn)行探討。
　　在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，盡管NVR系統(tǒng)具有計(jì)算機(jī)快速處理能力、數(shù)字信息抗干擾能力、便于快速查詢記錄、視頻圖像清晰及單機(jī)顯示多路圖像等優(yōu)點(diǎn)。但是，從本質(zhì)上來講，NVR并沒有解決DVR系統(tǒng)中存在的模擬傳輸?shù)娜毕荩矝]有解決網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻流后帶來的更多管理問題。實(shí)際上，每個(gè)NVR形成了一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)控中心，對(duì)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控帶來了更大的復(fù)雜性。在諸如遠(yuǎn)程控制、多層級(jí)擴(kuò)展性以及組網(wǎng)能力等方面，都是未來要待解決的技術(shù)難點(diǎn)。
　　而在集中管理存儲(chǔ)方面，顯而易見，NVR適用于大規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)，通過強(qiáng)大的管理平臺(tái)來應(yīng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集中管理，調(diào)控及存儲(chǔ)。這也正是技術(shù)難點(diǎn)，如何應(yīng)用一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)管理軟件，需要統(tǒng)一相關(guān)設(shè)備的編碼方式，以及對(duì)寬帶傳輸，數(shù)據(jù)處理能力和存儲(chǔ)緩存等各方面的優(yōu)化處理。而在實(shí)施過程中，針對(duì)大數(shù)據(jù)流量，所需要的大容量存儲(chǔ)硬盤及帶寬成本相當(dāng)大，如何在成本及效果方面做到平衡，如何滿足具體需求將是直接面對(duì)的問題。因此針對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)傳輸，帶寬架設(shè)成本，大容量存儲(chǔ)硬盤這些難點(diǎn)或是瓶頸，將是高清監(jiān)控存儲(chǔ)中必然要考慮的因素。
　　高清存儲(chǔ)方案未來發(fā)展方向
　　基于對(duì)以上應(yīng)用的理解，監(jiān)控領(lǐng)域的存儲(chǔ)未來發(fā)展可能還是朝著兩大領(lǐng)域發(fā)展：對(duì)于節(jié)點(diǎn)不是太多的中小型應(yīng)用中，NVR是未來的主要發(fā)展方向;其次是大型的監(jiān)控系統(tǒng)，視頻管理平臺(tái)+SAN存儲(chǔ)(以iSCSI存儲(chǔ)為主)是大型監(jiān)控系統(tǒng)的不二選擇。另外高清監(jiān)控系統(tǒng)存在的存儲(chǔ)問題是較多的無用視頻信息也被存儲(chǔ)、傳輸，既浪費(fèi)了存儲(chǔ)空間又增加了帶寬，因此也需要在存儲(chǔ)設(shè)備中加裝智能化的分析模塊，能對(duì)一些無用視頻，通過智能分析技術(shù)，可采用低碼流等方式進(jìn)行合適壓縮再存儲(chǔ)，可大大減少存儲(chǔ)空間，同時(shí)又緩解了帶寬壓力，因?yàn)樵黾又悄芑瘮?shù)據(jù)分析來挖掘存儲(chǔ)有價(jià)值信息將是必然趨勢。

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