隨著社會的進步,視頻監(jiān)控被越來越廣泛地應(yīng)用到各個領(lǐng)域,在各地的項目中也逐步獲得廣泛認可,全國的“平安城市”、“全球眼”項目中更是掀起了網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用的高潮,網(wǎng)絡(luò)視頻廠商如雨后春筍般在全國范圍內(nèi)迅速增加,市場上出現(xiàn)了大量的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控品牌,眾多IT廠商或傳統(tǒng)行業(yè)也加入了網(wǎng)絡(luò)視頻行業(yè)的競爭,紛紛推出了自己的網(wǎng)絡(luò)視頻產(chǎn)品及系統(tǒng)平臺解決方案。
目前市場上網(wǎng)絡(luò)視頻存儲機制各異,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控解決方案更是多種多樣,本文希望通過一些平臺解決方案,能給系統(tǒng)集成商一些建議,以便選擇適合自己的產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)存儲方案。
市場狀況分析
從行業(yè)應(yīng)用看,視頻監(jiān)控面向的主要行業(yè)都已明顯趨向于優(yōu)先選擇網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。根據(jù)2008年底專業(yè)媒體的市場調(diào)研,目前視頻監(jiān)控的主力市場集中在政府公安、金融、工業(yè)企業(yè)、建筑小區(qū)、教育、交通等幾個主要行業(yè)。而政府機關(guān)和公安主導(dǎo)的“平安城市”項目中,有70%明確表示要選擇網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控,20%表示要測試評估后再決定。金融和交通行業(yè)在近幾年呈現(xiàn)出了明確的大聯(lián)網(wǎng)需求,在經(jīng)受了模擬監(jiān)控和數(shù)字監(jiān)控?zé)o能為力的痛楚以及體驗了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控游刃有余的驚喜之后,網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控毫無疑問已經(jīng)成為其首要選擇。教育行業(yè)則由于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的完善毫無例外地明顯傾向于選擇網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控。工業(yè)企業(yè)和建筑小區(qū)比較分散、獨立,行業(yè)特征不太明顯,產(chǎn)品自主選擇性較弱,因此傾向性沒有上面幾個行業(yè)那么明顯,但是由于網(wǎng)絡(luò)化概念在集成商、工程商以及設(shè)計院這些環(huán)節(jié)已經(jīng)得到了廣泛認可,因此大多數(shù)新建系統(tǒng)已優(yōu)選網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。
從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境看,今天的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完全具備了進行視頻傳輸和視頻通信的要求,用戶對此的認可程度也已今非昔比了。其最初對網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控最主要的擔(dān)憂集中在網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)時延、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性、網(wǎng)絡(luò)安全性等四個方面,針對視頻監(jiān)控這樣一個快速增長的市場,從最初的懷疑,到后來的一致認可,網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)不再是趨勢,網(wǎng)絡(luò)化已經(jīng)實實在在地來到身邊。
視頻監(jiān)控中心管理平臺
對于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控來說,中心管理平臺是整個網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心,邏輯上需要實現(xiàn)用戶接入認證、系統(tǒng)設(shè)備管理、業(yè)務(wù)功能控制以及媒體分發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)等功能。目前主要的平臺管理軟件一般都有中心服務(wù)平臺、接入服務(wù)器、存儲服務(wù)器、分發(fā)服務(wù)器、管理客戶端、用戶客戶端、電視墻等幾個部分組成,各部分間的邏輯關(guān)系參見圖1。在實現(xiàn)上,中心管理平臺可以基于“服務(wù)器/PC+軟件”方式,也可以基于嵌入式硬件方式。
中心服務(wù)器主要負責(zé)用戶的權(quán)限驗證和設(shè)備的故障信息處理,是唯一一個直接訪問數(shù)據(jù)庫的模塊。接入服務(wù)器主要實現(xiàn)設(shè)備注冊和定位服務(wù)、Keep-Alive服務(wù)(心跳服務(wù))、消息轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、重定向服務(wù)、客戶端代理服務(wù)。存儲服務(wù)器則是負責(zé)存儲錄像文件。[nextpage]
客戶端是遠程圖像集中監(jiān)控和維護管理的應(yīng)用端,是基于PC的監(jiān)控業(yè)務(wù)軟件,可采用B/S或C/S架構(gòu),主要實現(xiàn)用戶登錄、圖像瀏覽、錄像回放、輔助設(shè)備控制、碼流控制等業(yè)務(wù)功能??蛻舳私酉聛淼闹饕厔菔呛唵位翱啥ㄖ苹?,用戶要能夠很直觀、很方便進行操作,而且能夠根據(jù)使用習(xí)慣進行界面定制。
IP前端部署在監(jiān)控點,用于實現(xiàn)前端視頻等信號(還可以有音頻、控制、報警等信號)的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化,它通過IP網(wǎng)絡(luò)接入到中心管理平臺,用于實現(xiàn)監(jiān)控點視音頻信息和報警信息的采集、編碼、傳輸以及外圍設(shè)備(如攝像機、云臺、矩陣等)的控制。IP前端包括各類型的網(wǎng)絡(luò)攝像機和網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器。
根據(jù)一份調(diào)研報告預(yù)測,從2008年到2012年,隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的快速增長,網(wǎng)絡(luò)攝像機和網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器的年復(fù)合增長率將分別達到50.6%和18.4%,而DVR的年均復(fù)合增長率僅為7%左右。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用的普及,IP前端的系列化和豐富化在2009年到2010年也將得到大幅度提升,尤其是各種各樣的網(wǎng)絡(luò)攝像機將大量涌現(xiàn),很多傳統(tǒng)攝像機廠商將通過自主研發(fā)、外部合作等多種方式實現(xiàn)向網(wǎng)絡(luò)攝像機廠商轉(zhuǎn)變,甚至?xí)ㄟ^與平臺商的合作提供網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控整體解決方案。
圖像存儲服務(wù)器主要用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控信號的數(shù)字化存儲、檢索、回放以及管理功能?;诓煌墓芾砥脚_,錄像存儲的實現(xiàn)方式也會有所不同,在運營級系統(tǒng)中,通常采用“服務(wù)器+錄像存儲軟件+IP SAN存儲設(shè)備”的方式;在行業(yè)級系統(tǒng)中,通常采用中心管理平臺外接USB或IP SAN存儲設(shè)備的方式;而在NVR中,直接通過NVR內(nèi)置硬盤實現(xiàn)存儲。
目前圖像錄像存儲服務(wù)器可以放在一個中心集中存儲,也可以是分布在多個中心分布式存儲。而隨著用戶需求的不同,前端存儲也將會得到一定規(guī)模的應(yīng)用。前端存儲是指在網(wǎng)絡(luò)攝像機、網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器中內(nèi)置硬盤實現(xiàn)本地存儲。對于對存儲可靠性要求非常高的行業(yè),可以采用前端存儲和中心存儲相結(jié)合的方式:一、前端存儲因人為破壞或磁盤故障導(dǎo)致錄像丟失時,有中心存儲還可以保證錄像的完整性;二、中心存儲因設(shè)備、磁盤或網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致錄像丟失,則前端存儲仍可以保證錄像完整性;三、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬有限時,中心存儲可采用CIF視頻保證流暢性,而前端存儲仍然可以采用D1視頻保證高清晰度;四、所有前端均采用前端存儲時,中心存儲僅需針對重點監(jiān)控點進行備份存儲即可,這樣可以大大降低中心存儲的投資成本,因為帶前端存儲功能的視頻編碼器成本并不高。通過管理平臺的統(tǒng)一管理,系統(tǒng)內(nèi)所有前端及中心存儲資源均可由監(jiān)控中心和客戶端統(tǒng)一檢索、瀏覽和回放。
隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的普及,中心管理平臺將會在2009年得到大量的部署,而針對運營商、行業(yè)以及中小企業(yè)/商業(yè)三個不同細分市場也將使中心管理平臺呈現(xiàn)系列化趨勢。關(guān)于管理平臺的軟、硬之爭將在2009年持續(xù)一段時間。很多業(yè)內(nèi)人士認為,在運營商市場,由于運營商本身的策略、需求以及運營商本身對服務(wù)器架構(gòu)的開放性和可移植性考慮,軟件平臺仍將占據(jù)主導(dǎo)地位;而在行業(yè)和企業(yè)級市場,出于客戶對穩(wěn)定性、安全性、簡單性、易維護性的考慮,硬件平臺逐漸被行業(yè)和企業(yè)級用戶認可,未來會成為行業(yè)應(yīng)用的主流。NVR作為一個小型的、高度集成化的管理平臺,作為硬件平臺的代表,相信在2009年將會得到更多的關(guān)注和更廣泛的部署,不管是帶網(wǎng)絡(luò)功能的DVR,還是混合型DVR,這些概念都在欲拒還迎地推動著NVR取代DVR的進程。
圖像存儲機制介紹
眾所周知,目前企業(yè)存儲應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)主要有DAS、NAS和SAN三種模式。這三種模式從體系架構(gòu)的邏輯上看,有明顯的區(qū)別。
DAS即直連方式存儲,依賴于服務(wù)器,其本身是硬件的堆疊,不帶有任何存儲操作系統(tǒng),DAS英文全稱是Direct Attached Storage,即直接附加存儲。顧名思義,在這種方式中,存儲設(shè)備是通過電纜(通常是SCSI接口電纜)直接連到服務(wù)器的,I/O(輸入/輸出)請求直接發(fā)送到存儲設(shè)備。DAS,也可稱為SAS(Server-Attached Storage,服務(wù)器附加存儲)。它依賴于服務(wù)器,其本身是硬件的堆疊,不帶有任何存儲操作系統(tǒng)。[nextpage]
DAS的適用環(huán)境為:
1、服務(wù)器在地理分布上很分散,通過SAN(存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))或NAS(網(wǎng)絡(luò)直接存儲)在它們之間進行互連非常困難時(商店或銀行的分支便是一個典型的例子);
2、存儲系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器(如Microsoft Cluster Server或某些數(shù)據(jù)庫使用的“原始分區(qū)”)上時;
3、包括許多數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用,它們需要直接連接到存儲器上,群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi)。
對于多個服務(wù)器或多臺PC的環(huán)境,使用DAS方式設(shè)備的初始費用可能比較低,可是這種連接方式下,每臺PC或服務(wù)器單獨擁有自己的存儲磁盤,容量的再分配困難;對于整個環(huán)境下的存儲系統(tǒng)管理,工作繁瑣而重復(fù),沒有集中管理解決方案。所以整體的擁有成本(TCO)較高。目前DAS基本被NAS所代替。
NAS(Network Attachment Storage)網(wǎng)絡(luò)附加存儲設(shè)備,簡單地說是通過網(wǎng)線連接的網(wǎng)絡(luò)磁盤陣列,是部件級的存儲方案。它具備了磁盤陣列的主要特征:高容量、高效能、高可靠。NAS是通過標(biāo)準的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)連接到計算機網(wǎng)絡(luò)上,所以無需服務(wù)器就可以直接上網(wǎng),與用戶端的操作系統(tǒng)無關(guān),而專門用于數(shù)據(jù)存儲的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備。同時由于它的高性價比,在某些領(lǐng)域完全可以和磁帶同等的成本進行數(shù)據(jù)備份,通過網(wǎng)絡(luò)進行資料的網(wǎng)絡(luò)備份。其次NAS安裝簡單管理方便,是真正即插即用的產(chǎn)品,最重要的是,NAS能夠滿足那些對于成本敏感的中小企業(yè)不同的存儲需求,具有相當(dāng)好的性能價格比。
SAN(Storage Area Network)存儲區(qū)域網(wǎng),相對NAS而言,SAN有如下特點:首先,SAN具有無限的擴展能力;由于SAN采用了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),服務(wù)器可以訪問存儲網(wǎng)絡(luò)上的任何一個存儲設(shè)備,因此用戶可以自由增加磁盤陣列、帶庫和服務(wù)器等設(shè)備,使得整個系統(tǒng)的存儲空間和處理能力可以按客戶需求不斷擴大;其次,SAN具有更高的連接速度和處理能力。在NAS系統(tǒng)里,客戶端通過傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)訪問NAS,而SAN采用了為大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸而專門設(shè)計的光纖通道技術(shù)。SAN架構(gòu)的產(chǎn)品性能出色,但成本很高,目前基本是大企業(yè)的選擇。
SAN產(chǎn)品陣營中的主要廠商有EMC、IBM、Hitachi、HP、Sun等大公司,NAS產(chǎn)品的陣營中主要有NetApp、Maxtor、Proco等。國內(nèi)的廠商也不斷地加入到各自的陣營中,使得存儲市場愈加絢麗多彩。從技術(shù)角度看,對于不同公司SAN產(chǎn)品的互操作性和管理問題,目前可望解決。來自存儲網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會(SNIA)的一份聲明,如EMC、IBM、Brocade、McData等廠商會員一致同意,提供可以支持多個廠商之間進行互操作的存儲網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品,以解決現(xiàn)階段不同公司SAN產(chǎn)品無法相互操作的問題。
存儲設(shè)備選型要素分析
用戶在確定了存儲系統(tǒng)基本架構(gòu)之后,還需要進行產(chǎn)品的選型。那么選擇合適的存儲產(chǎn)品,可以從數(shù)據(jù)保護能力、性能、容量、連接性、管理性和附加功能這幾個方面來考慮。
1、數(shù)據(jù)保護能力
數(shù)據(jù)保護能力是指在存儲設(shè)備的設(shè)計方面,對各種偶然性錯誤和意外情況的預(yù)期,以及采取的預(yù)防或補救措施。這里,用戶需要注意的是,存儲系統(tǒng)是一個從軟到硬的復(fù)雜系統(tǒng),所以,對數(shù)據(jù)保護能力的評價應(yīng)當(dāng)考慮到整個系統(tǒng)。一些低端磁盤陣列廠商宣稱自已的產(chǎn)品由于采用了RAID、熱交換磁盤、雙電源等技術(shù),數(shù)據(jù)將永不丟失。對一些中小型用戶,這些數(shù)據(jù)保護技術(shù)基本可以滿足要求,但是對關(guān)鍵性業(yè)務(wù)的用戶來說,這些技術(shù)只能算數(shù)據(jù)保護的最基本前提。只有對數(shù)據(jù)完整性的保護、對寫緩存的保護、對主機連接的保護以及對遠程容災(zāi)的支持等方面,才能夠體現(xiàn)出存儲產(chǎn)品的真正數(shù)據(jù)保護能力。[nextpage]
2、性能
對存儲產(chǎn)品的性能評價是最容易的,因為這一指標(biāo)可以被充分量化。對磁盤陣列產(chǎn)品來說,性能指數(shù)主要有兩個:帶寬和IOps(每秒I/O次數(shù))。帶寬決定于整個陣列系統(tǒng),與所配置的磁盤個數(shù)也有一定關(guān)系;而IOps則基本由陣列控制器完全決定。在Web、E-mail、數(shù)據(jù)庫等小文件頻繁讀寫的環(huán)境下,性能主要由IOps決定。在視頻、測繪等大文件連續(xù)讀寫的環(huán)境下,性能主要由帶寬決定??梢姡诓煌膽?yīng)用方式中,需要考察的側(cè)重點也不同。對NAS產(chǎn)品來說,主要性能指數(shù)也是兩個:OPS和ORT,分別代表每秒可響應(yīng)的并發(fā)請求數(shù)和每個請求的平均反應(yīng)時間。對磁帶存儲設(shè)備來說,單個磁帶驅(qū)動器的讀寫速度是最重要的性能指標(biāo)。
3、容量
容量是最簡單的一個方面,這里需要留意的是,用戶不僅要關(guān)心產(chǎn)品的最大容量,還要關(guān)心廠商推薦使用容量以及擴容成本等問題。而對磁帶產(chǎn)品來說,容量決定于磁帶記錄格式。因為磁帶驅(qū)動器都具有硬件壓縮功能,所以磁帶容量有壓縮容量和非壓縮容量之分,一般壓縮容量按非壓縮容量的兩倍計算。
4、連接性
在SAN環(huán)境中,以光纖連接設(shè)備為中心,要連接主機、磁盤陣列、磁帶庫等設(shè)備,環(huán)境比較復(fù)雜,因此在產(chǎn)品選型時,要充分考慮設(shè)備間的連接性。選擇具有良好的開放性和連接性的產(chǎn)品,不僅是當(dāng)前系統(tǒng)正常連接和運行的保障,也為系統(tǒng)將來擴展提供更大的空間和靈活性。
5、管理性
管理性是任何產(chǎn)品的重要方面之一。首先,用戶應(yīng)考慮產(chǎn)品所提供的管理功能或方式是否實用可靠;其次,支持中心化管理和遠程管理的產(chǎn)品一定會令用戶省事不少,且很多產(chǎn)品的故障自動通知機制給用戶帶來了方便,但同時也是數(shù)據(jù)安全的隱患;最后,在配置改變或系統(tǒng)擴容時,不需宕機或盡可能縮短宕機時間,這是企業(yè)級產(chǎn)品的重要特征。
6、附加功能
今天的存儲產(chǎn)品,尤其是部門級和企業(yè)級的在線存儲產(chǎn)品,已經(jīng)不僅僅是存儲數(shù)據(jù)的盒子,而是一個智能的小型系統(tǒng)。各廠商將很多功能性軟件都整合到自己的存儲設(shè)備中,以向用戶提供更好的解決方案。目前,比較常見的附加功能主要有以下幾種:數(shù)據(jù)快照功能、LUN Masking功能、異地數(shù)據(jù)復(fù)制功能等。