高清視頻存儲幾大主流技術及存儲難題

隨著高清化趨勢愈演愈烈，項目規模越來越大，存儲時間越來越長，監控系統對存儲容量的要求、對存儲設備穩定性的要求、對系統可擴展性的要求、對磁盤性能的要求以及對數據安全性的要求越來越高，高清監控帶給存儲系統巨大的挑戰和壓力。但是，高清監控并不僅僅意味著海量存儲，更多的是如何基于不同的應用場合、不同的項目規模構建適合的高清監控存儲方案，有效降低存儲空間，形成高利用率。因此，高清視頻存儲方案如何選擇成為監控系統中至關重要的一環。

高清視頻存儲的性能要求

　　在分析高清存儲方案前，首先要了解部署高清存儲方案對軟、硬件設備的要求，無論是哪種方案，高清視頻存儲對產品或系統都有一定的性能要求，例如：存儲容量的需求、存儲設備的穩定性、系統的可擴展性、數據的安全性等。

　?、傧到y的高穩定性與高性能。由于視頻數據量太大，要求單體存儲產品的穩定性要好，從而保證整個系統的穩定性，而具有高性能的硬盤或存儲虛擬化產品可以提高存儲利用率從而降低成本，滿足客戶的存儲需求。另外，在多路并發寫的情況下，對網絡帶寬、數據處理能力、緩存等都有較大影響，對存儲的壓力很大，這時候存儲需要有很強的CPU網絡和存儲處理能力、硬盤接口數據處理能力和專門針對視頻性能的優化處理能力。

　?、谙到y的可擴展性。單體的DVR、NVR或存儲管理服務器的存儲空間有限，面對大型的視頻監控系統，這就要求存儲系統擁有可擴展性。

　?、巯到y自檢能力。當存儲系統出現問題如網絡連接情況、空間使用率情況、定時錄像/布防情況等，能及時反應并排查。

　?、萦脩艄芾淼姆奖阈?。安防監控應用的存儲設備中的海量數據必須被有效的管理起來，提供方便、可靠支持，對重要錄像文件有權限管理和防刪除、永久保存等功能。

　　高清視頻存儲技術的幾種模式

　　高清存儲格式目前有720P和1080P兩種，720P存儲以2-4M碼流存儲，1080P以4-6M碼流存儲，以720p存儲格式4Mb存儲碼流計算，單路存放1天的數據總量4Mbps÷8×3600秒×24小時×(1天)÷1024≈43.2GB，30天則需要1296GB，如果是一個平安城市項目，總的監控路數通常幾千到上萬路，這樣的存儲是難以想象的。但，大容量的存儲系統并不是存儲設備的簡單堆積，更需要解決存儲機制的完備性、存儲方式、存儲時間、存儲空間上的高效性，以及大容量存儲系統的可管理性要求，選擇高效的高清存儲解決方案顯得尤為重要。目前，高清監控存儲方式主要有混合型DVR存儲、HD-NVR存儲、存儲管理服務器+IP-SAN存儲、存儲管理服務器+FC-SAN存儲等，目前市場上以混合型DVR、HD-NVR和存儲管理服務器+IP-SAN三種存儲設備(方式)為主。

　　1、混合型DVR存儲

　　混合型DVR存儲是目前常見的一種存儲模式，多路高清攝像機接入，由DVR進行編碼、存儲及傳輸，具有技術相對簡單、降低帶寬壓力、能耗較低等優點。但由于DVR性能的限制，一般采用硬盤順序寫入的模式，較少應用RAID冗余技術來實現對數據的保護;且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，DVR性能的局限性也影響了圖像數據的共享及分析，利用率低;單個DVR設備需要同時編解碼多路高清視頻，編解碼器的性能成為系統的瓶頸。

　　2、高清NVR存儲

　　在網絡視頻監控系統中，NVR是模擬錄像機和硬盤錄像機的理想升級換代產品，是在原來DVR基礎上實現的免除窗口操作系統和計算機配合的單機獨立操作設備。HD-NVR采取高度集成化的芯片技術，擁有先進的數字化錄像、存儲和重放功能，不需要更換和存儲錄像帶，無需計算機配合和日常維護，因此簡單易用，且能實現高分辨率、高質量實時監控，實現系統的高清化和網絡化。HD-NVR可同時實現高清網絡攝像機接入、管理、實時高清顯示、高清錄像存儲、檢索回放等功能，適用于中小高清監控項目和分布式存儲模式。

　　HD-NVR主要采用SATA、iSCSI和NAS等存儲協定擴展，它是基于大系統、聯網設計的，業務實現數據中心化，如今，HD-NVR有著更強大的管理功能和存儲功能，可通過外部接口實現擴展，支持IPSAN存儲，監控視頻數據通過RAID技術在可靠性上得到了保證，最大可接入和管理的1080P高清視頻數可達到32路，并支持3TB或更高容量硬盤，不僅可支持云臺控制、電子抓拍及查看、移動偵測、探頭報警和聯動報警，以及手動錄像、定時錄像和報警錄像，還支持前端設備工作狀態、錄像/報警狀態實時顯示，管理授權用戶實時瀏覽、回放授權視頻、重要文件的保護功能等。

3、存儲管理服務器+IP-SAN存儲

　　集中式存儲管理模式通過存儲管理服務器連接前端編解碼器，服務器和存儲設備之間可通過SAS、iSCSI、NAS、FC協議下載數據存放到存儲設備上。集中式存儲管理模式，存儲空間利用率高，易于擴容;且由于采用了RAID技術，存儲的可靠性高，單一硬盤損壞不會造成視頻丟失。

　　集中式管理存儲模式可根據項目規模進行集中存儲和管理，目前主要有存儲管理服務器+IP-SAN和存儲管理服務器+FC-SAN兩種集中式存儲管理模式，從實際的部署和效果來講，FC-SAN存儲管理由于強大的性能和數據處理能力，其穩定性高，在節點較多的監控環境里較為合適，但費用也比較高，而IP-SAN存儲管理比較經濟實用，具有易于擴展、尋址靈活、可遠距離傳輸、利用率高等特點，且有著強大的生命力，當系統中某一處出現故障，不會影響到整個系統的運作，可廣泛用于平安城市、金融系統、平安校園等大中型集中式網絡監控系統，是目前視頻監控存儲市場的一個熱點，受到業內的青睞。

　　高清網絡視頻存儲管理服務器可搭載高清網絡監控管理服務器，實現集中管理存儲，根據項目搭建不同規模的高清存儲服務器群，并可通過IP-SAN存儲方式擴展，實現海量高清存儲。高清網絡視頻存儲管理服務器系列可同時管理和存儲16路到64路1080p高清視頻，可有效搭載多種解決方案，且具有錄像文件防刪除功能，重要錄像文件可永久保存，提高了文件的高安全性，支持抓圖瀏覽，實現用戶在本機瀏覽查看圖片，提高了視頻管理的便利性。同時，高清網絡監控管理平臺還可對所有高清存儲服務器進行管理和實時狀態監控，以及遠程數據傳輸和遠程主機配置。另外，高清網絡存儲管理服務器模式還可搭建分布式存儲模式、集中管理存儲模式以及分布式集中存儲管理模式，根據用戶的需求和項目的需求、規模大小，進行合理有效的分配，實現項目價值最大化。

　　高清存儲技術的難題

　　存儲技術的難題在于如何應用一個強大的平臺管理軟件，統一相關設備的編碼方式，以及對寬帶傳輸、數據處理能力和存儲緩存等各方面的優化處理。而城市聯網級別的監控存儲給服務器和本地存儲帶來了不少的壓力，在實施過程中，針對大數據流量，所需要的大容量存儲硬盤及帶寬成本相當大，如何在成本及效果方面做到平衡，如何滿足具體需求將是最直接的問題，因此隨著IT技術的不斷滲入，云存儲也逐漸應用到監控存儲中，將大量的存儲設備集合起來協同工作，實現資源共享利用，對外提供更高性能的服務接口，有效地解決大碼流視頻數據的寫入、大數據容量的存儲、多樣化多層次的服務帶來的技術弊端，將給高清監控存儲帶來新的體驗。

　　另外，隨著平安城市建設所帶來監控規模的越來越大，存儲系統自身的運作也相應的復雜化、龐大化，智能化的監控尤為顯得重要，例如存儲系統的網絡是否連接上了?剩余多少磁盤空間?錄像空間是否滿了?碼流產生了什么樣的變化……種種問題如果單靠人工排查，將是繁瑣又不討好的工作。而迅通采用設備運行狀態監測技術，實時監控存儲系統的網絡連接情況、信號情況、CPU/內存/網絡使用率情況、錄像剩余空間情況、磁盤空間設置情況、硬盤數據寫入情況、碼流變化狀態以及實現錄像空間預警，并監控存儲系統的錄像文件數據和用戶訪問記錄等，提高存儲系統的效率和安全性。

　　結語

　　雖然目前DVR存儲仍具有較高的市場占有率，但并不適合目前高清化、網絡化的大發展趨勢。未來，根據不同規模和不同結構的高清監控系統，采用不同的存儲方案，針對中小規模的網絡監控系統，HD-NVR網絡存儲方案將受到更多青睞;而針對監控點相對集中，且規模較大的系統結構，可設計采用集中式管理存儲模式或云存儲模式，整個監控系統的存儲資源由存儲管理服務器統一管理、統一調度和分配。

　　目前，高清存儲技術受到業內各界的研究和推進，監控領域的存儲技術發展日新月異，未來將會有更具高效的、更簡潔的、更實用的高清存儲方案，讓我們拭目以待。