挑戰高清時(shí)代 海量存儲技術(shù)突圍

　　數字化視頻監控涉及到巨量數據的采集、存儲和使用。因此，一個(gè)高效能的視頻監控系統必須具備高效能的數據存儲系統，這關(guān)系著(zhù)數據管理的效率、數據安全以及數據利用的效率。而日益逼近的高清監控時(shí)代更需要強大、可靠的存儲平臺。在監控網(wǎng)絡(luò )化和集成化的過(guò)程中，存儲技術(shù)也必須不斷適應安防監控的應用特點(diǎn)，存儲技術(shù)和監控技術(shù)的整合已是大勢所趨。

　　視頻監控技術(shù)作為一種重要的安防手段日益普及，隨著(zhù)視頻監控技術(shù)的發(fā)展，全數字化的網(wǎng)絡(luò )視頻監控系統已經(jīng)逐漸取代傳統的模擬監控系統成為視頻監控系統的主流。數字化監控的應用越來(lái)越廣、規模越來(lái)越大，采用何種存儲方式對數字視頻信息進(jìn)行保存逐漸成為廠(chǎng)商以及用戶(hù)關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　要達到存儲系統獨立的數據管理目標，對存儲系統的特性則有如下幾個(gè)方面的要求，按照重要性排列分別是：

　　1、可靠性。數據集中到存儲系統中，必然對系統設備的可靠性提出更高的要求。同時(shí)需要建立數據備份、容災系統進(jìn)行配合，提高數據安全性。

　　2、可擴展性。網(wǎng)絡(luò )時(shí)代業(yè)務(wù)發(fā)展的不確定性和數據的高速膨脹，對獨立于計算系統之外的存儲系統，必然提出高可擴展性的要求。這種擴展性并非是簡(jiǎn)單的容量擴展，同時(shí)還必須包括數據處理能力、數據交換帶寬和數據管理功能的擴展。

　　3、兼容性。雖然存儲系統已分離于計算系統之外，但今天主機系統對數據的使用方式，仍舊以文件系統，數據庫系統為主要手段。存儲系統要適應各種主機系統的數據I/O要求，就必須要能夠兼容各種操作系統、文件系統、數據庫系統等各種傳統數據管理手段。

　　4、可管理性。支持各種主流的管理協(xié)議和管理架構，能夠與網(wǎng)絡(luò )、計算機等各種設備統一管理和集中管理，能夠在各種復雜的環(huán)境中實(shí)現方便統一的設備和數據管理功能。

　　5、性能。能夠根據不同應用類(lèi)型要求提供帶寬、IOPS(IO Per Second，每秒IO操作數)、OPS(Operations Per Second，每秒并發(fā)操作數)、ORT(Overall Response Time，總響應時(shí)間)等不同指標側重點(diǎn)的性能服務(wù)。高端系統還應能夠對系統性能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的擴展和調整。

　　6、功能。各種數據遷移、數據分發(fā)、數據版本管理、數據復制、在線(xiàn)擴容等數據管理功能。

　　網(wǎng)絡(luò )存儲技術(shù)的三種基本類(lèi)型

　　隨著(zhù)安防市場(chǎng)的迅速發(fā)展和技術(shù)的不斷創(chuàng )新，視頻監控技術(shù)也在向著(zhù)高清化、數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化的方向發(fā)展。而畫(huà)面質(zhì)量的提高、視頻線(xiàn)路的增加等諸多因素，都會(huì )令視頻監控系統的存儲容量成倍增長(cháng)，存儲設備正在成為網(wǎng)絡(luò )視頻監控未來(lái)發(fā)展的決定性因素。

　　網(wǎng)絡(luò )存儲技術(shù)是基于數據存儲的一種通用網(wǎng)絡(luò )術(shù)語(yǔ)。網(wǎng)絡(luò )存儲結構大致分為三種：直連式存儲(DAS：Direct Attached Storage)、網(wǎng)絡(luò )存儲設備(NAS：Network Attached Storage)和存儲網(wǎng)絡(luò )(SAN：Storage Area Network)。

　　直連式存儲(DAS)

　　是直接將DAS存儲設備連接到服務(wù)器后端，用于擴展應用服務(wù)器的存儲容量。其擴展成本最低、物理連接簡(jiǎn)單，但是也存在存儲資源歸屬于某一臺或幾臺服務(wù)器、資源利用率低、后續擴展性差等問(wèn)題。DAS較適用于存儲系統結構簡(jiǎn)單且相對固定的應用場(chǎng)景，比如某一存儲空間要求穩定的服務(wù)器擴展其存儲空間。

　　網(wǎng)絡(luò )附件存儲(NAS)

　　是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )文件系統，構建文件級聯(lián)網(wǎng)存儲，實(shí)現客戶(hù)端主機(如監控系統中的編碼設備)與NAS網(wǎng)絡(luò )設備間的數據直接傳輸。NAS由于其協(xié)議兼容性高，配置、維護簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，適用于文件共享、小規模系統存儲等應用場(chǎng)景。

　　存儲區域網(wǎng)絡(luò )(SAN)

　　是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò )方式連接存儲設備和應用服務(wù)器的存儲構架，這個(gè)網(wǎng)絡(luò )專(zhuān)用于主機(如監控系統中的編碼設備或錄像管理服務(wù)器)和存儲設備之間的訪(fǎng)問(wèn)。當有數據存取需求時(shí)，數據可以通過(guò)存儲區域網(wǎng)絡(luò )在主機和后臺存儲設備之間高速傳輸。根據傳輸協(xié)議的不同，又可分為FC SAN和IP SAN。SAN存儲方式，具有存儲資源集中管理、擴展便利、數據塊級傳輸效率高、兼容性高等特點(diǎn)。一般來(lái)講，其技術(shù)復雜程度高，系統建設和維護成本也高。由于SAN系統將存儲設備的存儲空間當成物理硬盤(pán)交由主機管理，存儲傳輸網(wǎng)絡(luò )的可靠性程度、主機文件系統的不同，對存儲系統的可靠性影響極大。SAN存儲方案，由于其技術(shù)領(lǐng)先特性，適用于構建大型的存儲系統，為大規模數據存儲、應用服務(wù)。

　　對于高清網(wǎng)絡(luò )攝像機的高清圖像記錄就需要網(wǎng)絡(luò )存儲系統(包括存儲服務(wù)器和存儲設備)。其中IP SAN方式一方面采用IP架構的以太網(wǎng)絡(luò )傳輸，具備良好的擴展性、共享性和較低的分攤應用成本，是目前大中型集中監控存儲主要采用的技術(shù)之一。另一方面，IT上使用的主流數據硬盤(pán)容量已達TB級以上，2TB的數據硬盤(pán)也逐步走進(jìn)大家的視線(xiàn)(按每小時(shí)數據量1G計算，1TB的數據硬盤(pán)大約可存儲720P的視頻圖像1000小時(shí)或者1000路攝像機錄像1個(gè)小時(shí)的數據)。

　　這三類(lèi)存儲技術(shù)手段，各存儲系統都有著(zhù)自己的特點(diǎn)，對比如下表所示：

　　海量存儲解決方案

　　隨著(zhù)高清視頻的推廣應用，基于IP的視頻錄像海量存儲解決方案也逐漸浮出水面。針對視頻監控海量存儲的方式主要有以下幾種模式：

　　分布式存儲集中管理

　　對于大規模的城市聯(lián)網(wǎng)監控系統，通常采用多個(gè)層次型的監控中心體系，每個(gè)基層的監控中心管理其轄區內的監控資源并進(jìn)行存儲，因此會(huì )采用分布式存儲集中管理的模式進(jìn)行構建，這種模式有助于減輕網(wǎng)絡(luò )的壓力，同時(shí)將設備資源分發(fā)下沉，有助于戰略部門(mén)掌握更多的資源和信息。一級監控中心統一管理所有的視頻資源和錄像文件，二級、三級監控中心可以分發(fā)和瀏覽視頻。

　　集中存儲分布式管理

　　對于只有一個(gè)集中管理中心的中小規模聯(lián)網(wǎng)監控系統，如縣/地級市、某大城市公安分局、某大型工礦企業(yè)，數據一般集中存儲在一級監控中心，其他的基層監控中心安裝系統平臺的分控客戶(hù)端進(jìn)行瀏覽和管理部分前端。在這種情況下，存儲服務(wù)器集中放置在一級監控中心，通過(guò)虛擬卷和網(wǎng)格存儲技術(shù)，形成一個(gè)無(wú)限容量的虛擬存儲池，使存儲擴展對用戶(hù)透明。

　　大型混合型存儲

　　所謂混合型存儲解決方案是將前面兩種方式進(jìn)行結合，以分布式存儲作為基礎，同時(shí)在一級監控中心設置網(wǎng)絡(luò )存儲服務(wù)器。短期的數據臨時(shí)存放在基層監控中心的網(wǎng)絡(luò )存儲服務(wù)器內，長(cháng)期的數據存儲于上傳一級監控中心的網(wǎng)絡(luò )存儲服務(wù)器中。重要監控點(diǎn)位的視頻資料不僅存儲在基層監控中心的網(wǎng)絡(luò )存儲服務(wù)器，也實(shí)時(shí)地傳輸到一級監控中心的網(wǎng)絡(luò )存儲服務(wù)器中作為備份。在基層監控中心建立備份計劃，采用定時(shí)自動(dòng)備份的方式，將超過(guò)規定時(shí)間的視頻文件備份到網(wǎng)絡(luò )存儲服務(wù)器相對應的目錄中。

　　監控存儲技術(shù)的應用未來(lái)

　　隨著(zhù)安防監控技術(shù)與用戶(hù)需求相結合的趨勢愈加明顯，在安防監控產(chǎn)品集成實(shí)施過(guò)程中，存儲技術(shù)也必須不斷適應安防監控的應用特點(diǎn)，不斷地完善自己，存儲產(chǎn)品和安防監控技術(shù)整合已經(jīng)是大勢所趨。除了上文提到的幾種網(wǎng)絡(luò )存儲方式，一種被稱(chēng)之為“云存儲”的概念，開(kāi)始逐漸走進(jìn)監控行業(yè)，其表明了存儲和監控相融合的發(fā)展趨勢。

　　據了解，云存儲可以實(shí)現存儲完全虛擬化，大大簡(jiǎn)化應用環(huán)節，節省客戶(hù)建設成本，同時(shí)提供更強的存儲和共享功能。云狀存儲中所有設備對使用者完全透明，任何地方任何被授權用戶(hù)都可以通過(guò)一根接入線(xiàn)與云存儲連接，進(jìn)行空間與數據訪(fǎng)問(wèn)。用戶(hù)無(wú)需關(guān)心存儲設備型號、數量、網(wǎng)絡(luò )結構、存儲協(xié)議、應用接口等，操作簡(jiǎn)單透明。

　　監控云存儲的出現，突破了傳統存儲方式的性能和容量瓶頸，使云存儲提供商能夠聯(lián)接網(wǎng)絡(luò )中大量各種不同類(lèi)型的存儲設備形成異常強大的存儲能力，實(shí)現性能與容量的線(xiàn)型擴展，讓海量數據的存儲成為了可能，從而讓企業(yè)擁有相當于整片云的存儲能力，成功解決存儲難題。

　　云存儲作為一種新興的商業(yè)模型，正逐步改變著(zhù)傳統存儲的提供與使用方式。借助云會(huì )議廠(chǎng)家提供的監控云存儲服務(wù)，企業(yè)有望擺脫在硬件存儲設備上的巨額投入，減少在系統維護上的人力支出，節省運營(yíng)成本，提升企業(yè)競爭力。屆時(shí)，用戶(hù)只需支付少量的儲存費用，就能把超大容量的數據存在“云端”，并根據需要設置相關(guān)權限，隨時(shí)隨地共享給需要共享的人員，在減少數據傳輸時(shí)間的同時(shí)，借助廠(chǎng)家更為出色的加密技術(shù)，避免傳輸過(guò)程中造成的丟包、泄密等事故的產(chǎn)生，全面保證了數據的安全性。