從安防領(lǐng)域應(yīng)用的角度來看,網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)主要應(yīng)用于處理龐大的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),尤其在“平安城市”項(xiàng)目超大規(guī)模的視頻監(jiān)控應(yīng)用中,這類應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)的攝像頭動輒數(shù)量上千路,總存儲容量需求在上百TB。
高清時(shí)代的監(jiān)控現(xiàn)狀
在“平安城市”工程,以及奧運(yùn)會、世博會等的推動下,中國視頻監(jiān)控市場快速發(fā)展,伴隨傳統(tǒng)模擬監(jiān)控市場的發(fā)展,數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化視頻監(jiān)控已逐步成為監(jiān)控市場的主流,并且隨IP網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展而穩(wěn)步增長?,F(xiàn)階段視頻監(jiān)控的變化主要突出在以下幾個方面。
1、應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。除了金融、政府、軍隊(duì)、口岸和交通等特殊行業(yè)外,社區(qū)、寫字樓、酒店公共場所、工廠和商場都已應(yīng)用或正在實(shí)施數(shù)字監(jiān)控。
2、規(guī)模和輻射區(qū)域越來越大。典型的例子是目前的“平安城市”項(xiàng)目,其項(xiàng)目范圍涉及到了全國多個城市,有些城市攝像頭達(dá)到上萬個。而視頻監(jiān)控產(chǎn)品也從本地的DVR模式向NetDVR、NVS及IPCamera網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。
3、圖像記錄周期越來越長。實(shí)時(shí)監(jiān)控錄像已從每天8小時(shí)向全天時(shí)發(fā)展,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)保留周期從1周到1個月、3個月,甚至更長的時(shí)間。
4、清晰度要求越來越高。監(jiān)控系統(tǒng)清晰度從普通的CIF格式(352×288)向D1格式(704×576),再向高清720P(1280×720P)/1080P(1920×1080P)提升,碼流從300Kbps、500Kbps向1Mbps、2Mbps、4Mbps等更高碼流發(fā)展。
網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是監(jiān)控發(fā)展的趨勢,隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,視頻監(jiān)控也會不斷的前進(jìn),將來可能監(jiān)控的范圍還會更大,使用的領(lǐng)域還會不斷地增加,存儲的周期還會更長,這就會給視頻存儲提出更高的要求。
視頻監(jiān)控存儲應(yīng)用特點(diǎn)
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下會對視頻監(jiān)控管理服務(wù)器的性能產(chǎn)生很大影響,數(shù)據(jù)越多,視頻監(jiān)控管理服務(wù)器的I/O操作的調(diào)度和緩存的管理就變得越復(fù)雜,對存儲設(shè)備的頻繁訪問需要占用大量的資源。對此,杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司的產(chǎn)品經(jīng)理鄭維容表示,“在存儲設(shè)備選擇上,應(yīng)優(yōu)先選擇為視音頻存儲應(yīng)用專門開發(fā)的產(chǎn)品,這是因?yàn)楸O(jiān)控視音頻碼流的存取特點(diǎn)與通用數(shù)據(jù)存儲業(yè)務(wù)的要求有明顯區(qū)別?!?/p>
從現(xiàn)階段的視頻監(jiān)控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來看,視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用的存儲設(shè)備在數(shù)據(jù)讀寫方式上具有與其他類型系統(tǒng)不同的特點(diǎn)。視頻監(jiān)控應(yīng)用中主要是視頻碼流的寫入,具體特點(diǎn)如下:
1、視頻數(shù)據(jù)以流媒體方式寫入存儲設(shè)備或從存儲設(shè)備回放,與傳統(tǒng)的文件讀寫不同。
2、多路視頻長時(shí)間同時(shí)寫入同一存儲設(shè)備,要求存儲系統(tǒng)能長期穩(wěn)定工作。
3、實(shí)時(shí)多路視頻寫入要求存儲系統(tǒng)具有高帶寬,且恒定。
4、容量需求巨大,存儲擴(kuò)展性能要求高,可在線更換故障設(shè)備或進(jìn)行擴(kuò)容。
5、多路并發(fā)讀寫時(shí)對存儲設(shè)備性能要求非常高。[nextpage]
監(jiān)控存儲的主要方式
視頻監(jiān)控系統(tǒng)目前正處于以DVR數(shù)字硬盤錄像機(jī)為代表的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)全面地向以NVS服務(wù)器、DVS網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、IP Camera網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)以及最近興起的NVR網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)為代表的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的階段。此過渡階段,絕大多數(shù)的應(yīng)用是數(shù)字與網(wǎng)絡(luò)混合型的系統(tǒng)。相比數(shù)字視頻監(jiān)控而言,以IP協(xié)議為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可構(gòu)建更大規(guī)模、更復(fù)雜、更靈活、更具有擴(kuò)展性的應(yīng)用體系。其核心部分是一套具有廣泛兼容性和高度集成性的智能視頻監(jiān)控管理平臺(軟件),將視頻監(jiān)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)/信息管理系統(tǒng)連接起來,使兩個相互獨(dú)立的系統(tǒng)走向融合。
在常見監(jiān)控方案中,視頻錄像采集到監(jiān)控主機(jī)中,由監(jiān)控主機(jī)中內(nèi)置幾顆硬盤完成存儲,最大容量只能達(dá)到約3TB左右。隨著視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)量的增大,這種模式已經(jīng)很難滿足應(yīng)用的要求。根據(jù)不同的監(jiān)控環(huán)境與要求,目前大致可分為以下幾種視頻監(jiān)控存儲方式。
1、DVR存儲
DVR存儲是目前最常見的一種存儲模式,DVR控制器直接掛接硬盤,目前最多可帶8盤硬盤。但由于DVR控制器性能的限制,一般采用硬盤順序?qū)懭氲哪J?,沒有應(yīng)用RAID冗余技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保護(hù)。隨著硬盤容量的不斷增大,單片硬盤故障導(dǎo)致關(guān)鍵數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的共享及分析。這種方式的特點(diǎn)是:價(jià)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(guī)模、分布式的部署。
2、編碼器直連存儲
編解碼器外掛存儲設(shè)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(xié)議擴(kuò)展。這種方式可以實(shí)現(xiàn)編解碼器容量的再擴(kuò)展,適合于中小規(guī)模的部署,監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)通過RAID技術(shù)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(kuò)展能力較低,目前應(yīng)用逐漸被淘汰;而在IP網(wǎng)絡(luò)(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴(kuò)展能力和共享能力。比如浪潮的系列網(wǎng)絡(luò)存儲產(chǎn)品就可和多個主流廠商的編碼設(shè)備實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的直接寫入,減少了服務(wù)器中轉(zhuǎn)這一環(huán)節(jié),在性能提升的同時(shí)也節(jié)省了用戶的投資,但是這種方式由于需要依靠流媒體服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和檢索,容易在流媒體轉(zhuǎn)發(fā)這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸,且目前直寫通常采用NAS存儲方式,由于NAS自身的文件協(xié)議等原因,導(dǎo)致在多節(jié)點(diǎn)并發(fā)寫入數(shù)據(jù)時(shí)效率不高。
3、集中存儲
服務(wù)器連接前端編解碼器,通過流媒體協(xié)議下載數(shù)據(jù),然后存放到存儲設(shè)備上。服務(wù)器和存儲設(shè)備之間可以通過SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)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)和FC連接模式有良好的擴(kuò)展能力和可管理性,是目前采用較多的方式之一。從實(shí)際的部署和效果來講,F(xiàn)C存儲由于強(qiáng)大的性能和數(shù)據(jù)處理能力,在節(jié)點(diǎn)較多的監(jiān)控環(huán)境里較為合適;而IP存儲由于性能和擴(kuò)展性的限制,在中小型應(yīng)用中能具備更高的性價(jià)比。
4、NVR存儲
在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,NVR是DVR的理想升級換代產(chǎn)品,是在原來DVR基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的免除視窗操作系統(tǒng)和電腦配合的單機(jī)獨(dú)立操作設(shè)備。由于NVR采取高度集成化的芯片技術(shù),擁有先進(jìn)的數(shù)字化錄像、存儲和重放功能,不需要更換存儲設(shè)備,無需電腦配合和日常維護(hù),因此,能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率、高質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控,并且簡單易用。簡單來說,NVR系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號數(shù)字化,通過NVR設(shè)備上的網(wǎng)絡(luò)接口,以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,在DVR的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。