淺析視頻監(jiān)控存儲技術(shù)發(fā)展歷程

    作為安全防范系統(tǒng)的重要組成部分——視頻監(jiān)控系統(tǒng)，一直以來，備受廣大用戶和各大廠家的關(guān)注。傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控圖像存儲方式從早期的硬盤錄像機(jī)的機(jī)內(nèi)硬盤存儲到外接磁盤柜存儲，直接連接存儲(DAS)、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(NAS)、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)等名詞讓人眼花繚亂，各種存儲解決之道到底孰優(yōu)孰劣呢?

    一、傳統(tǒng)的數(shù)字硬盤錄像機(jī)(DVR)的硬盤存儲解決技術(shù)

    目前，DVR有兩種主流產(chǎn)品：PC式DVR或嵌入式DVR。由于成本原因，DVR視頻數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)大多使用IDE硬盤和E-IDE硬盤總線(BUS)完成硬盤控制和擴(kuò)展功能。DVR根據(jù)硬盤地址順序規(guī)劃邏輯盤符。圖像數(shù)據(jù)根據(jù)盤符順序，依次寫入硬盤。因此在任何時(shí)候，某塊硬盤都會(huì)處在巨大壓力中，(完成圖像數(shù)據(jù)的寫入和相應(yīng)客戶的圖像檢索要求)。如果圖像質(zhì)量和實(shí)時(shí)性要求高，就會(huì)造成數(shù)據(jù)量急劇加大。

    DVR硬盤存儲需要解決的問題，DVR并非專業(yè)的存儲產(chǎn)品，在振動(dòng)、散熱、硬盤保護(hù)等方面均未考慮，主要表現(xiàn)在：(1)穩(wěn)定性差：采取硬盤順序儲存的方式，在任何時(shí)候，某塊硬盤都會(huì)處在巨大壓力中，故障率高。(2)安全性差：硬盤保護(hù)方面未做考慮，硬盤損壞后數(shù)據(jù)丟失不可恢復(fù)，風(fēng)險(xiǎn)大;(3)管理困難：數(shù)據(jù)分散，無法統(tǒng)一管理，內(nèi)防內(nèi)控管理不易;(4)維護(hù)困難：硬盤不支持在線熱拔插。(5)擴(kuò)展性差：靠系統(tǒng)本身自帶硬盤存儲容量小，存儲容量無法在線擴(kuò)容。(6)不滿足實(shí)戰(zhàn)需求：靠系統(tǒng)本身自帶硬盤存儲容量小，高質(zhì)量圖像質(zhì)量下存儲時(shí)間太少，不滿足用戶日益提高的存儲時(shí)間的要求。(7)難以實(shí)現(xiàn)視頻圖像的集中檢索和查閱，無法滿足后期對“視頻信息綜合利用”。的應(yīng)用需求。

    DVR模式由于其成本低廉的原因，比較適合用于對數(shù)據(jù)存放安全要求不高，數(shù)據(jù)量少的小規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)。

    二、DAS的存儲解決技術(shù)

    DAS(DirectAttachedStorage直接附加存儲)存儲架構(gòu)是比較早的存儲形式。在視頻監(jiān)控應(yīng)用中，它是通過硬盤錄像機(jī)或服務(wù)器，直接連接磁盤陣列柜實(shí)現(xiàn)存儲的模式。主要包括PC式DVR+DAS的存儲解決方案和嵌入式DVR+服務(wù)器+DAS的存儲解決方案兩種。

    DAS的存儲解決方案的問題：(1)擴(kuò)展性差：在保證存儲系統(tǒng)性能的前提下，一般一臺服務(wù)器只能連接兩臺陣列，其擴(kuò)展性無法滿足大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)存儲需要;(2)資源利用率低，無法實(shí)現(xiàn)存儲資源的共享：DAS方式的存儲使得存儲空間無法充分利用，存在浪費(fèi)。不同的應(yīng)用服務(wù)器面對的存儲數(shù)據(jù)量是不一致的，同時(shí)業(yè)務(wù)發(fā)展的狀況也決定著存儲數(shù)據(jù)量的不斷變化。因此，出現(xiàn)了部分應(yīng)用的存儲空間不夠用，另一些卻有大量的存儲空間閑置的不均衡情況;(3)可管理性：管理分散繁瑣，無法集中;(4)異構(gòu)化嚴(yán)重：DAS方式使得企業(yè)在不同階段采購了不同型號不同廠商的存儲設(shè)備，設(shè)備之間異構(gòu)化現(xiàn)象嚴(yán)重，維護(hù)成本居高不下。

    三、NAS存儲技術(shù)

    NAS(NetworkAttachedStorage一網(wǎng)絡(luò)附加存儲)，是一種文件共享服務(wù)。擁有自己的文件系統(tǒng)，通過NFS或CIFS對外提供文件訪問服務(wù)：NAS設(shè)備提供統(tǒng)一的存儲空間，是基于“文件級”的存儲方式。今天，NAS和SAN不僅各有應(yīng)用場合，也相互結(jié)合，IP存儲的發(fā)展讓SAN和NAS進(jìn)一步融合到設(shè)備級。

    1、SAN的方案具備前幾種方案所沒有的優(yōu)點(diǎn)

    (1)設(shè)備整合，多臺服務(wù)器可以通過存儲網(wǎng)絡(luò)同時(shí)訪問后端存儲系統(tǒng)，不必為每臺服務(wù)器單獨(dú)購買存儲設(shè)備，降低存儲設(shè)備異構(gòu)化程度，減輕維護(hù)工作量，降低維護(hù)費(fèi)用;(2)數(shù)據(jù)集中，不同應(yīng)用和服務(wù)器的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了物理上的集中，空間調(diào)整和數(shù)據(jù)復(fù)制等工作可以在一臺設(shè)備上完成，大大提高了存儲資源利用率;(3)建設(shè)SAN可以降低總體擁有成本，整合存儲設(shè)備和集中管理數(shù)據(jù)，大大降低了用戶重復(fù)投資和長期管理維護(hù)的開銷。

    2、采用服務(wù)器后搭建SAN(FC或IPSAN)存儲方式的問題

    解決FCSAN存儲的問題有以下幾點(diǎn)：(1)FC作為一個(gè)強(qiáng)調(diào)效率但缺乏管理功能的協(xié)議，其兼容性、可管理性遠(yuǎn)低于IP;(2)成本高昂，F(xiàn)C交換機(jī)、FCHBA卡相比以太網(wǎng)交換機(jī)、普通網(wǎng)卡價(jià)格高昂，連接復(fù)雜;(3)由于FC協(xié)議的封閉性，了解和掌握的人員較少，需專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行支持，后期維護(hù)成本高。

    IPSAN存儲的優(yōu)勢有：(1)具有良好的性價(jià)比;(2)無需復(fù)雜的連接設(shè)備，安裝調(diào)試簡單，插上網(wǎng)線就能用;(3)IP-SAN的管理人員完全可以由網(wǎng)絡(luò)管理員兼任，維護(hù)管理成本低。但是無論是采用服務(wù)器后搭建FCSAN+流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器或者PSAN+流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的方式，流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器由于既要完成視頻流的“打包”存儲又要實(shí)現(xiàn)視頻流的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，其性能受限于流媒體服務(wù)器的硬件資源，無論是視頻數(shù)據(jù)的存儲還是視頻圖像的調(diào)閱都會(huì)形成整個(gè)系統(tǒng)的“瓶頸”，出現(xiàn)時(shí)延。

    對于視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)來說，由于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是基于網(wǎng)絡(luò)的音視頻流傳輸，在大量音視頻流傳輸?shù)那闆r下會(huì)對視頻監(jiān)控管理服務(wù)器的性能產(chǎn)生很大影9向，數(shù)據(jù)越多，視頻監(jiān)控管理服務(wù)器對IfO操作的調(diào)度和緩存的管理就變得越復(fù)雜，往往會(huì)出現(xiàn)多臺攝像頭對單臺服務(wù)器，多臺服務(wù)器對一臺后端存儲設(shè)備的情況，對存儲設(shè)備的頻繁訪問以及多個(gè)攝像頭多個(gè)服務(wù)器的存儲需求，需要占用大量的資源，影響了其處理能力。

    從監(jiān)控設(shè)備上來說，隨著攝像頭的增加，高清攝像頭的應(yīng)用，以及越來越高的文件存儲期限，存儲設(shè)備是否能夠在未來很長一段時(shí)間滿足需求存儲的增長也是必須要解決的問題。因此視頻監(jiān)控的存儲設(shè)備至少需要滿足高性能、高容量、高可靠性、擴(kuò)展性好的特點(diǎn)。于是我們看到，網(wǎng)絡(luò)視頻存儲已經(jīng)成為大規(guī)模的視頻監(jiān)控存儲的最佳選擇。