視頻監控存儲技術的發展及格局分析

標簽：SAN NAS

存儲發展與常用技術：90年代末，基于數字信號處理(DSP)的數字化視頻監控逐漸開始普及，各類編解碼技術在圖像處理方面獲得了廣泛應用，經過處理后的圖像也可以以數字碼流的方式進行傳輸，圖像的存儲也開始進入數字化時期。最典型的應用是數字硬盤錄像機(DVR)，采用在內置硬盤的方式進行圖像存儲。

這種存儲方式在保存時間、圖像檢索、系統維護以及遠程調用方面都有了根本性的變化。但是，由于這一階段的數字化視頻監控系統大多帶有明顯的本地化特征，規模也相對比較小，所以存儲也表現出明顯的前端化和單機化特征。

近年來，隨著信息網絡技術的快速發展，通過中心業務平臺進行集中管理和控制、以網絡視頻服務器和IPCamera為前端的網絡化視頻監控系統開始得到廣泛部署。由于架構合理、擴展靈活、層次清晰，網絡視頻監控能夠給用戶帶來全新的安防應用體驗，從而迅速成為構建新一代視頻監控系統的主要形式。

分布式的前端和平臺架構、集中化的管理和控制以及靈活便捷的用戶訪問，使得網絡視頻監控系統的存儲部分也開始走向網絡化。網絡化存儲給視頻監控帶來了全新的存儲架構，一方面，用戶在存儲的部署上更加靈活，訪問也更簡單，另一方面，構建需要實現大容量存儲的視頻監控系統也更為便捷。

DVR存儲：編解碼器內部存儲--DVR存儲是目前最常見的一種存儲模式，編解碼器設備直接掛接硬盤，目前最多可帶8盤硬盤。但由于編解碼設備性能的限制，一般采用硬盤順序寫入的模式，沒有應用RAID冗余技術來實現對數據的保護。隨著硬盤容量的不斷增大，單片硬盤故障導致關鍵數據丟失的幾率在同步增長，且DVR性能上的局限性也影響了圖像數據的共享及分析。

這種方式的特點是：價格便宜，使用起來方便，通過遙控器和鍵盤就可以操作;DVR方式適合于小規模、分布式的部署。國產DVR產品例如海康、大華的產品，都已經十分成熟。

編解碼器+存儲：編解碼器外掛存儲設備，通過編解碼器的外部存儲接口連接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存儲協議擴展。

這種方式可以實現編解碼器容量的再擴展，適合于中小規模的部署，監控視頻數據通過RAID技術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，不能共享并且擴展能力較低;IP網絡(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴展能力和共享能力。海康的DS系列監控NAS存儲產品，邦諾存儲的SMI系列存儲產品在監控行業的應用都已十分成熟。

集中存儲：服務器連接前端編解碼器，通過流媒體協議下載數據，然后存放到存儲設備上。服務器和存儲設備之間可以通過SCSI、iSCSI、NAS、FC協議連接。集中存儲方式適合于大中型平臺的部署。

集中存儲方式中，IP連接模式(iSCSI、NAS)有良好的擴展能力和可管理性，具備高性能價格比。

監控存儲三格局

一、前端存儲格局

所謂前端存儲，是在網絡視頻監控系統的前端設備(如網絡視頻編碼器或網絡攝像機)中內置存儲部件，由前端設備直接完成監控圖像的本地錄制和保存。

前端存儲具有幾個方面的優勢：一是可以通過分布式的存儲部署，來減輕集中存儲帶來的容量壓力;二是可以有效緩解集中存儲帶來的網絡流量壓力;三是可以避免集中存儲在網絡發生故障時的圖像丟失。

對于前端存儲，由于單個前端編碼設備通常所帶監控點路數不多，存儲時間也不長，所以對存儲容量要求不高，網絡攝像機一般用CF卡或SD卡，視頻服務器一般用內置硬盤。這與以往單機存儲相比，基本沒有區別。

而與以往單機存儲本質上不同的是，為了保證用戶訪問的靈活性和便捷性，網絡視頻監控系統中的所有前端存儲除了要能夠提供點對點的單機訪問外，還要能夠通過一個統一的接口提供所有內容的集中共享。為此，網絡視頻監控系統通過中心業務平臺對所有前端存儲進行統一管理和調度，并實現存儲空間和存儲內容的網絡化。這樣，用戶既可以直接登錄單個前端設備進行錄像資料的點播回放，也可以統一登錄中心業務平臺進行所有前端錄像資料的集中檢索和回放

二、中心存儲格局

在網絡視頻監控系統中，部署得更多的是中心存儲。前端設備采集監控點圖像并編碼壓縮處理成數字監控碼流，然后通過網絡傳送到中心業務平臺，由中心業務平臺將碼流分發給網絡錄像單元進行集中存儲。

在很多大型的視頻監控聯網應用中，也可采用多級分布的中心存儲方式，即分中心存儲，這樣一方面可以降低一個中心點集中存儲帶來的存儲容量和網絡流量的壓力，一方面可以大幅度提升系統的可靠性。

使用中心/分中心存儲，在以下幾個方面具有明顯優勢：一是對于用戶而言，檢索和調用錄像資源更為方便;二是存儲內容的完整性更容易保證，不會因為某個前端設備失竊或損壞而導致重要內容的丟失;三是可以合理的進行資源調度，為前端設備按需分配存儲空間，從而節約資源;四是有利于制定多樣化的存儲策略，以滿足用戶的個性化需求;五是維護方便，便于集中檢測和及時排查問題。

對于監控點路數比較少、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。而隨著網絡視頻監控的優勢被廣泛認可，現在開始出現越來越多的大型甚至超大型視頻監控系統，比如“平安城市”建設中的社會面治安監控系統、中國電信和中國網通正在全面推進的“全球眼”和“寬視界”這兩大運營級視頻監控系統，這些監控系統都面臨著前端設備的大規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在容量靈活擴展方面的應用需求，必須采用更為先進的網絡存儲設備和存儲技術，其中典型的就是SAN、NAS以及iSCSI。

SAN(存儲區域網)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，服務器和存儲陣列之間通過光纖通道交換機連接，形成專用于數據存儲的區域網絡。SAN采用了面向網絡的存儲結構，數據處理和數據存儲分離，具有存儲空間易于擴展、尋址靈活、可遠距離傳輸數據、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構。