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[2011-2-11]
 

【CPS中安网】数字化视频监控涉及到巨量数据的采集、存储和使用。因此,一个高效能的视频监控系统必须具备高效能的数据存储系统,这关系着数据管理的效率、数据安全以及数据利用的效率。而日益逼近的高清监控时代更需要强大、可靠的存储平台。在监控网络化和集成化的过程中,存储技术也必须不断适应安防监控的应用特点,存储技术和监控技术的整合已是大势所趋。

  视频监控技术作为一种重要的安防手段日益普及,随着视频监控技术的发展,全数字化的网络视频监控系统已经逐渐取代传统的模拟监控系统成为视频监控系统的主流。数字化监控的应用越来越广、规模越来越大,采用何种存储方式对数字视频信息进行保存逐渐成为厂商以及用户关注的焦点。

  要达到存储系统独立的数据管理目标,对存储系统的特性则有如下几个方面的要求,按照重要性排列分别是:

  1、可靠性。数据集中到存储系统中,必然对系统设备的可靠性提出更高的要求。同时需要建立数据备份、容灾系统进行配合,提高数据安全性。

  2、可扩展性。网络时代业务发展的不确定性和数据的高速膨胀,对独立于计算系统之外的存储系统,必然提出高可扩展性的要求。这种扩展性并非是简单的容量扩展,同时还必须包括数据处理能力、数据交换带宽和数据管理功能的扩展。

  3、兼容性。虽然存储系统已分离于计算系统之外,但今天主机系统对数据的使用方式,仍旧以文件系统,数据库系统为主要手段。存储系统要适应各种主机系统的数据I/O要求,就必须要能够兼容各种操作系统、文件系统、数据库系统等各种传统数据管理手段。

  4、可管理性。支持各种主流的管理协议和管理架构,能够与网络、计算机等各种设备统一管理和集中管理,能够在各种复杂的环境中实现方便统一的设备和数据管理功能。

  5、性能。能够根据不同应用类型要求提供带宽、IOPS(IO Per Second,每秒IO操作数)、OPS(Operations Per Second,每秒并发操作数)、ORT(Overall Response Time,总响应时间)等不同指标侧重点的性能服务。高端系统还应能够对系统性能进行动态的扩展和调整。

  6、功能。各种数据迁移、数据分发、数据版本管理、数据复制、在线扩容等数据管理功能。

  网络存储技术的三种基本类型

  随着安防市场的迅速发展和技术的不断创新,视频监控技术也在向着高清化、数字化、网络化、智能化的方向发展。而画面质量的提高、视频线路的增加等诸多因素,都会令视频监控系统的存储容量成倍增长,存储设备正在成为网络视频监控未来发展的决定性因素。

  网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种:直连式存储(DAS:Direct Attached Storage)、网络存储设备(NAS:Network Attached Storage)和存储网络(SAN:Storage Area Network)。

  直连式存储(DAS)

  是直接将DAS存储设备连接到服务器后端,用于扩展应用服务器的存储容量。其扩展成本最低、物理连接简单,但是也存在存储资源归属于某一台或几台服务器、资源利用率低、后续扩展性差等问题。DAS较适用于存储系统结构简单且相对固定的应用场景,比如某一存储空间要求稳定的服务器扩展其存储空间。

  网络附件存储(NAS)

  是通过网络文件系统,构建文件级联网存储,实现客户端主机(如监控系统中的编码设备)与NAS网络设备间的数据直接传输。NAS由于其协议兼容性高,配置、维护简单的特点,适用于文件共享、小规模系统存储等应用场景。

  存储区域网络(SAN)

  是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架,这个网络专用于主机(如监控系统中的编码设备或录像管理服务器)和存储设备之间的访问。当有数据存取需求时,数据可以通过存储区域网络在主机和后台存储设备之间高速传输。根据传输协议的不同,又可分为FC SAN和IP SAN。SAN存储方式,具有存储资源集中管理、扩展便利、数据块级传输效率高、兼容性高等特点。一般来讲,其技术复杂程度高,系统建设和维护成本也高。由于SAN系统将存储设备的存储空间当成物理硬盘交由主机管理,存储传输网络的可靠性程度、主机文件系统的不同,对存储系统的可靠性影响极大。SAN存储方案,由于其技术领先特性,适用于构建大型的存储系统,为大规模数据存储、应用服务。

  对于高清网络摄像机的高清图像记录就需要网络存储系统(包括存储服务器和存储设备)。其中IP SAN方式一方面采用IP架构的以太网络传输,具备良好的扩展性、共享性和较低的分摊应用成本,是目前大中型集中监控存储主要采用的技术之一。另一方面,IT上使用的主流数据硬盘容量已达TB级以上,2TB的数据硬盘也逐步走进大家的视线(按每小时数据量1G计算,1TB的数据硬盘大约可存储720P的视频图像1000小时或者1000路摄像机录像1个小时的数据)。

  这三类存储技术手段,各存储系统都有着自己的特点,对比如下表所示:

  海量存储解决方案

  随着高清视频的推广应用,基于IP的视频录像海量存储解决方案也逐渐浮出水面。针对视频监控海量存储的方式主要有以下几种模式:

  分布式存储集中管理

  对于大规模的城市联网监控系统,通常采用多个层次型的监控中心体系,每个基层的监控中心管理其辖区内的监控资源并进行存储,因此会采用分布式存储集中管理的模式进行构建,这种模式有助于减轻网络的压力,同时将设备资源分发下沉,有助于战略部门掌握更多的资源和信息。一级监控中心统一管理所有的视频资源和录像文件,二级、三级监控中心可以分发和浏览视频。

  集中存储分布式管理

  对于只有一个集中管理中心的中小规模联网监控系统,如县/地级市、某大城市公安分局、某大型工矿企业,数据一般集中存储在一级监控中心,其他的基层监控中心安装系统平台的分控客户端进行浏览和管理部分前端。在这种情况下,存储服务器集中放置在一级监控中心,通过虚拟卷和网格存储技术,形成一个无限容量的虚拟存储池,使存储扩展对用户透明。

  大型混合型存储

  所谓混合型存储解决方案是将前面两种方式进行结合,以分布式存储作为基础,同时在一级监控中心设置网络存储服务器。短期的数据临时存放在基层监控中心的网络存储服务器内,长期的数据存储于上传一级监控中心的网络存储服务器中。重要监控点位的视频资料不仅存储在基层监控中心的网络存储服务器,也实时地传输到一级监控中心的网络存储服务器中作为备份。在基层监控中心建立备份计划,采用定时自动备份的方式,将超过规定时间的视频文件备份到网络存储服务器相对应的目录中。

  监控存储技术的应用未来

  随着安防监控技术与用户需求相结合的趋势愈加明显,在安防监控产品集成实施过程中,存储技术也必须不断适应安防监控的应用特点,不断地完善自己,存储产品和安防监控技术整合已经是大势所趋。除了上文提到的几种网络存储方式,一种被称之为“云存储”的概念,开始逐渐走进监控行业,其表明了存储和监控相融合的发展趋势。

  据了解,云存储可以实现存储完全虚拟化,大大简化应用环节,节省客户建设成本,同时提供更强的存储和共享功能。云状存储中所有设备对使用者完全透明,任何地方任何被授权用户都可以通过一根接入线与云存储连接,进行空间与数据访问。用户无需关心存储设备型号、数量、网络结构、存储协议、应用接口等,操作简单透明。

  监控云存储的出现,突破了传统存储方式的性能和容量瓶颈,使云存储提供商能够联接网络中大量各种不同类型的存储设备形成异常强大的存储能力,实现性能与容量的线型扩展,让海量数据的存储成为了可能,从而让企业拥有相当于整片云的存储能力,成功解决存储难题。

  云存储作为一种新兴的商业模型,正逐步改变着传统存储的提供与使用方式。借助云会议厂家提供的监控云存储服务,企业有望摆脱在硬件存储设备上的巨额投入,减少在系统维护上的人力支出,节省运营成本,提升企业竞争力。届时,用户只需支付少量的储存费用,就能把超大容量的数据存在“云端”,并根据需要设置相关权限,随时随地共享给需要共享的人员,在减少数据传输时间的同时,借助厂家更为出色的加密技术,避免传输过程中造成的丢包、泄密等事故的产生,全面保证了数据的安全性。


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