視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個相對特殊的系統(tǒng),主要要求大容量和成本,否則根本沒有那么大的資金去建立遍布全市,甚至于全國的監(jiān)控系統(tǒng)。由此可見監(jiān)控存儲是多么的重要。
視頻監(jiān)控多種特征共存
在視頻監(jiān)控領(lǐng)域,監(jiān)控數(shù)據(jù)對存儲的要求是可想而知的,數(shù)字視頻錄像的數(shù)據(jù),有數(shù)據(jù)量大、安全性要求高、大文件存儲等特點(diǎn)。這就要求存儲設(shè)備有很好的擴(kuò)展性能,這點(diǎn)從近期浪潮推出的AS400存儲系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案中,其最大容量可以達(dá)到36TB,最大可擴(kuò)展4GB的緩存中可以體現(xiàn)。
眾所周知,光纖技術(shù)在高端應(yīng)用中得以普及,由于采用了主流的4Gb光纖技術(shù),在雙控狀態(tài)下,AS400的最大主機(jī)帶寬可以達(dá)到1600MB/s,在磁盤通道方面,SAS技術(shù)不僅有效的消除了磁盤通道技術(shù)落后所形成的系統(tǒng)傳輸能力瓶頸,還避免了采用高速光纖硬盤所需的巨大投入,為用戶提供了簡單的分級存儲方案選擇。
電信級設(shè)備強(qiáng)調(diào)模塊化設(shè)計,模塊化設(shè)計的好處是:首先模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計采用業(yè)務(wù)模塊和控制模塊分開設(shè)計的原則,每個硬件模塊只負(fù)責(zé)完成特定的功能,硬件實(shí)現(xiàn)和維護(hù)比較方便。其次,模塊化設(shè)計便于系統(tǒng)的升級和擴(kuò)容,無需購置新機(jī)器,只要增加接口板卡就可以實(shí)現(xiàn);最后,模塊化設(shè)計可以縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期;這樣可以基本保證產(chǎn)品的穩(wěn)定和可靠。
當(dāng)然,安全性特性是電信級系統(tǒng)重要特性之一,例如設(shè)備冗余保護(hù)、存儲冗余保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全管理、關(guān)鍵數(shù)據(jù)容災(zāi)/備份、多級安全認(rèn)證機(jī)制等都是需要用戶考慮的,其中多級安全認(rèn)證機(jī)制中全面的權(quán)限管理功能,也是目前電信級視頻監(jiān)控基本安全的保證。
視頻監(jiān)控存儲六方面
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(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)時的錄像輸入,所以這種實(shí)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(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(yùn)營維護(hù)的成本,同時也是系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要保障。
分布式和集中式存儲的選擇
集中存儲的優(yōu)缺點(diǎn)是,物理介質(zhì)集中布放;視頻流上傳到中心對機(jī)房環(huán)境要求高,要求機(jī)房空間大,承重、空調(diào)等都是需要考慮的問題。
分布存儲,集中管理的優(yōu)缺點(diǎn)是,物理介質(zhì)分布到不同的地理位置;視頻流就近上傳,對骨干網(wǎng)帶寬沒有什么要求;可采用多套低端的小容量的存儲設(shè)備分布部署,設(shè)備價格和維護(hù)成本較低;小容量設(shè)備分布部署,對機(jī)房環(huán)境要求低。
對于城市監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù),各個區(qū)域是否集中,怎么集中很多時候和一個城市的行政劃分有關(guān),一個城市的區(qū)域大小和可用的網(wǎng)絡(luò)狀況有關(guān)。城市越小,網(wǎng)絡(luò)條件越好,越容易實(shí)現(xiàn)集中存儲。反之就越需要進(jìn)行分布式存儲。如北京有8個區(qū)。建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)時,可以每個區(qū)域先集中,再匯聚到總中心,如應(yīng)急 指揮中心。
視頻監(jiān)控存儲采購需要注意的問題因為監(jiān)控是一個視頻應(yīng)用類系統(tǒng),具有和其它系統(tǒng)不同的訪問特點(diǎn):以流媒體方式對存儲設(shè)備進(jìn)行訪問,多路視頻長時間同時寫入同一個存儲,實(shí)時多路視頻訪問同一個文件,視頻訪問帶寬恒定,帶寬穩(wěn)定性要求高,為1/25秒的平均值,視頻訪問時間長,容量需求巨大,存儲擴(kuò)展性能高。視頻存儲對存儲環(huán)境沒有特殊的要求。按常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基本上都是臨時性,超過在線存儲時間(如7天、15天,個別會要求30天)后,就可以刪除了,因此監(jiān)控系統(tǒng)的備份很多時候只要能滿足一個月就可以了。
因此的設(shè)備選型時,不一定非要選帶寬最大的,而要選擇帶寬波動最小的,曲線最平穩(wěn)的。因為要長時間運(yùn)行,最好在用控制器架構(gòu)的存儲設(shè)備,不要選擇PC架構(gòu)的,選擇容量可以擴(kuò)張的設(shè)備。
另外,在超過100TB容量的情況下,F(xiàn)C-sata設(shè)備的價格不一定就比ISCSI設(shè)備貴。FC支持的磁盤數(shù)量多,ISCSI設(shè)備一般支持的數(shù)量少,假設(shè)容量要求為500TB,F(xiàn)C-sata只需要一套就可以,而ISCSI設(shè)備就需要很多到才行,僅僅ISCSI設(shè)備的控制器部門的費(fèi)用就是很大一塊。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)首先是一個視頻應(yīng)用系統(tǒng),因為存儲設(shè)備要能夠提供穩(wěn)定的帶寬輸出,滿足長時間視頻讀寫的要求,其次,視頻監(jiān)控系統(tǒng)既要滿足大量攝像頭的實(shí)時數(shù)據(jù)寫入,和要滿足大量監(jiān)控端的視頻回放需求,因此,還要考慮存儲系統(tǒng)可以提供足夠的IOPS性能。
由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般遍布全市甚至全國,因此存儲設(shè)備還要考慮是否可以實(shí)現(xiàn)物理上分散,但管理和監(jiān)控上可以統(tǒng)一的功能。
網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的存儲方案選擇視頻應(yīng)用類系統(tǒng)包括如網(wǎng)絡(luò)視頻、IPTV、VOD點(diǎn)播和視頻監(jiān)控。但由于網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的碼率一般相對較小,大約為100Kb/S-200Kb/s左右,因此對帶寬要求相對較小。需要在線播放的用戶很多,因此一般來將存儲設(shè)備的IOPS性能要求很高,一般網(wǎng)站機(jī)房的總帶寬一般都在1-2Gb/s(實(shí)際可用的帶寬)左右,個別大型網(wǎng)站可能達(dá)到4-5Gb/s.能分配給網(wǎng)絡(luò)視頻板塊的也就差不多100-200MB/S,因此對于帶寬來講一般的ISCSI存儲和FC存儲都可以輕松滿足,但如果采用NAS存儲,則需要中高端產(chǎn)品。
雖然采用高端NAS設(shè)備的成本較高,但NAS本身對外提供共享的文件系統(tǒng),在網(wǎng)絡(luò)視頻的管理和共享方面區(qū)有天然的優(yōu)勢,方便后期的視頻服務(wù)器數(shù)量擴(kuò)張和升級。ISCSI和中低端的FC設(shè)備由于采用低成本的SATA磁盤,IOPS新能一般都在6w-10w左右,因此無法用與大型的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)。
建議網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)選型是要從帶寬和IOPS兩個方面去考慮,在兩個方面都滿足的情況,盡量采用NAS產(chǎn)品。大型系統(tǒng)建議采用FC磁盤的光纖設(shè)備。
如果系統(tǒng)有一個好的視頻管理系統(tǒng)和分發(fā)軟件系統(tǒng)的話,可以采用小容量的高性能存儲作為在線存儲為用戶提高實(shí)時訪問,再采用一臺低成本的ISCSI或NAS設(shè)備作為二級存儲。
例如安防盡量采用星型連接方式,同時也可以用總線的方式或者無線的方式做為補(bǔ)充。電力線載波很難用于安防探頭的連接方式,因為無法解決停電時的信號傳輸問題。星型連接還是信息綜合布線的最佳解決方案。燈光和除了信息類家電以外的電器如空調(diào)、電飯煲等的控制可以采用總線、電力線、無線或紅外等方 式。
視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)選購注意事項
1 使用硬盤驅(qū)動器內(nèi)置的DVR , NVR或服務(wù)器。這仍然是目前最常見的存儲形式。
2 直連存儲即在硬盤以外使用DVR ,NVR或服務(wù)器。NAS或SAN系統(tǒng)提供了更大的擴(kuò)展性,靈活性和空間。
3 集中存儲。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個相對特殊的系統(tǒng),主要要求大容量和成本,否則根本沒有那么大的資金去建立遍布全市,甚至于全國的監(jiān)控系統(tǒng)。因此選擇大容量低成本的IP存儲是監(jiān)控系統(tǒng)本身的特點(diǎn)和需求決定的,同時可以保證系統(tǒng)的安全性。
按照監(jiān)控系統(tǒng)配置選擇存儲設(shè)備的容量考慮存儲設(shè)備容量的大小,除了與攝像頭數(shù)量有關(guān)外,還與視頻的格式,碼率,存儲的天數(shù)有關(guān)。存儲系統(tǒng)容量的計算方法如下:假設(shè)視頻的格式為D1,碼率為2Mb/s.單路視頻每天存儲容量為:1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小時=21GB.單路視頻每月存儲容量為:1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小時*30天=648GB.攝像頭數(shù)量、碼率、存儲時間可根據(jù)實(shí)際情況來選擇。
由于監(jiān)控領(lǐng)域的系統(tǒng)集成商沒有專業(yè)的存儲工程師,對存儲行業(yè)也不是很了解,所以建議系統(tǒng)集成商在選擇存儲設(shè)備的時候注意以下幾點(diǎn):
1.設(shè)備的管理和維護(hù)要非常簡單
選擇具有嵌入式Web管理功能的設(shè)備,不需要在管理終端上安裝軟件,就可以隨時隨地進(jìn)行設(shè)備的安裝調(diào)試,維護(hù)起來非常簡單。ERASTOR所有的設(shè)備都不需要專業(yè)的存儲工程師去安裝調(diào)試,在ERASTOR工程師的電話支持下,5分鐘就可以教會系統(tǒng)集成商的工程師或者用戶如何安裝調(diào)試自己的設(shè)備。
2.選擇質(zhì)量穩(wěn)定的設(shè)備
存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是壓倒一切的,特別是系統(tǒng)集成商和用戶都沒有專業(yè)存儲硬件工程師的情況下,設(shè)備的安全穩(wěn)定更為重要。如果產(chǎn)品不穩(wěn)定,經(jīng)常發(fā)生一些小問題,那么維護(hù)的成本將非常高。所謂的Cable-less架構(gòu)就是整個設(shè)備里面沒有一根線纜,控制器、電源、風(fēng)扇、背板、硬盤之間的連接全部都是電路板。因為磁盤陣列中的硬盤數(shù)量較多,產(chǎn)生的熱量很多,而且傳輸?shù)男盘柺歉哳l信號,時間一長,線纜兩頭的合金金屬片會因為氧化產(chǎn)生較大的信號衰減,導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。
存儲產(chǎn)品的穩(wěn)定性和生產(chǎn)工藝有著非常大的關(guān)系,生產(chǎn)工藝可以從電路板的印刷整齊情況、各個部件之間銜接的空間誤差大小情況等看出工藝的好壞。例如,硬盤托架和插槽之間銜接松緊程度和硬盤的使用壽命有非常大的關(guān)系。因為硬盤中的磁碟在高速轉(zhuǎn)動,如果銜接不緊就容易使硬盤產(chǎn)生振動,從而大大降低硬盤的使用壽命。另外,如果背板工藝差意味著電壓和電流波動會比較大,也會使硬盤的使用壽命大打折扣,系統(tǒng)也會經(jīng)常出現(xiàn)故障。
3.選擇智能化程度較高的設(shè)備
什么是Roaming功能呢?舉例說,我有2TB的數(shù)據(jù)存在5塊500GB硬盤作為一組的RAID上,如果設(shè)備出現(xiàn)問題時,可以把這5塊硬盤拔出來,插入到同一系列的任何一臺設(shè)備上,照樣可以讀寫這些數(shù)據(jù)。這種功能最大限度地保護(hù)了用戶的數(shù)據(jù)安全,對于那種購買多臺同一品牌設(shè)備的用戶尤為實(shí)用。
虛擬卷技術(shù)原本是使用在高端存儲產(chǎn)品上的一種技術(shù)。由于虛擬卷技術(shù)的實(shí)用性、靈活性,更能滿足客戶多種應(yīng)用需求的存儲,因此被越來越多地應(yīng)用在中低端存儲產(chǎn)品上。如果客戶有3種以上的數(shù)據(jù),需要不同的安全保護(hù)級別,而且單位數(shù)據(jù)的大小、傳輸速度也不一樣,這時普通的磁盤陣列很難滿足用戶的存儲需求,而采用虛擬卷技術(shù)的陣列就可以滿足應(yīng)用需求。