监控视频存储

监控视频存储监控视频存储云存储将成未来视频监控储存主要模式存储在视频监控领域的发展与视频监控本身的发展有着密切的联系。视频监控经历了模拟、数字、网络三个阶段，存储在视频监控领域的应用也经历了模拟、数字、网络这三个阶段。而随着高清技术逐渐普及，高清监控的应用对监控存储产品和技术提出了新的要求。视频监控存储中存储的主要形态包括DVR、NVR、IPSAN三种，而如果按照传输协议来分，则可以划分为文件传输协议、数据块传输协议、流媒体协议三种。随着客户需求的提升和技术发展的趋势，安防行业的存储应用也衍生出多种模式。安防行业典型的存储应用模式DVR存储视频监控进入数字化时代后，最典型的存储应用是数字硬盘录像机(DVR)，采用内置硬盘的方式进行图像存储。DVR存储一度占据视频监控存储份额的90%以上，优点是价格便宜、技术成熟、使用方便，通过遥控器和键盘就可以操作，实现即插即用。随着监控规模的扩大，在DVR模式下出现了扩展存储模式，主要采用eSATA、USB等存储协议扩展，适合于中小规模的部署，监控视频数据通过RAID(独立冗余磁盘阵列)技术在可靠性上得到了一定保证。但该模式一般是直连的，不能共享且扩展能力较低，仍然不适合大规模数据存储。随着网络化普及，DVR也进化成为小型NVR和混合DVR，可以支持模拟、IP摄像机。但由于DVR其可靠性和共享性较差，受制于容量和性能的限制，连接的摄像机路数有限，所以仅广泛应用于小规模、分布式系统中，用于本地和单机存储。IPSAN/NAS网络存储在视频监控进入网络化时代以后，网络存储扮演了越来越重要的角色。在中等规模的视频监控项目中，随着监控前端数量的增多，特别是高清摄像前端的大量使用，存储容量规模急剧增长，存储设备的数量快速增加。通过中心业务平台进行集中管理和控制、以网络视频服务器和IP摄像机为前端、以IPSAN/NAS网络存储为后端的网络化视频监控系统得到广泛部署。网络摄像机或视频编码器对采集的视频进行编码压缩处理后，上传至中心平台视频服务器(规模较大时存在分中心平台)，视频服务器将视频包处理后再送至IPSAN/NAS进行存储。客户端或电视墙要访问回放相关录像资源时，则经由存储-视频服务器-客户端或电视墙的过程，所有的视频码流都要通过视频服务器进行转发。与以前的DVR存储相比，IPSAN/NAS存储优点较多：容量大性能高，支持的摄像机数量更多;采用RAID技术和冗余设计，可靠性高;空间统一管理，共享方便;扩展能力强，升级方便，部署灵活。由于架构合理、扩展灵活、层次清晰，基于IPSAN/NAS构建的网络视频监控系统成为当前视频监控系统的主要形式，广泛应用于“平安城市”等有前端设备的大规模接入和大容量集中存储的需求的环境中。NVR存储在IPSAN/NAS存储方式中，视频的存储、转发、回放都要经过视频服务器，视频服务器会成为性能和稳定性的瓶颈;而且IPSAN/NAS都是通 用标准的网络存储，难以满足安防用户的定制化需求;基于X86架构的IPSAN/NAS，其本身特有的开放式系统设计促使一种新的应用模式也就是NVR存 储产生，例如UIT的应用存储SV1000系列，可以将视频监控平台管理软件嵌入到SV1000存储内部运行，变成一体化的应用存储平台。基于IPSAN的NVR存储，采用成熟的的存储硬件平台和安全稳定的存储管理系统，有效的保证了系统运行的安全性和可靠性;采用了RAID技术、部 件冗余保证系统的高可用性，及快速的数据恢复从而保证数据的安全;可以通过多种技术手段兼容各类型的前端视频的接入。这种方式就可以省去监控平台服务器， 将视频服务器和存储设备融为一体，为客户提供了高性价比的解决方案，部署更为灵活和方便，而且可以通过丰富的软件功能与其相配合，满足多样化需求。NVR流媒体存储IPSAN/NAS网络存储因具有高性价比的优势在视频监控中广泛使用，但也有一些缺点，例如：视频服务器存在性能瓶颈和单点故障风险;循环覆盖写入方式造成大量文件碎片，导致存储性能降低;突然断电时容易造成文件系统损坏导致数据丢失。为了改善和解决这些问题，诞生了流媒体直存图2IPSAN/NAS网络存储应用示意图图3NVR存储应用示意图技术。ONVIF标准也推动了不同品牌网络视频设备之间的整合，确保产品的互联互通性。基于NVR的流媒体存储架构逐渐流行。在这种存储架构中，网络摄像机或视频编码器对采集的视频进行编码压缩处理后，直接将视频流传送至存储设备。客户端或电视墙要访问回放相关录像资源 时，视频信息也是由存储设备直接传送给客户端或电视墙。在视频写入和回放过程中，码流不经过平台转发。平台在中间主要负责信令的交互以及管理和控制业务。NVR流媒体存储架构的优点是：码流从前端到存储设备或从存储设备到客户端/电视墙不需要经过视频服务器，同时在存储设备中直接进行流媒体处理，相当于本地存储，增强了可靠性。从采集、传输、存储、播放全程采用流媒体传输，在性能、稳定性和效率上相比传统存储模式有优势。安防行业发展趋势对存储的新需求随着安防监控的高速发展，人们不满足于“看得见”，而是追求“看得清”，对监控图像质量的更高要求促使高清化进程加快;不满足于“看得见”，而是追 求“看明白”，这种对监控效率提升的要求促使智能化走入使用领域，从而将原来人工、事后的监控系统转变为主动预防的实时监控分析系统。视频监控的高清化、智能化则需要存储技术从容量、性能、应用、适用性上做更多改进：高清监控需要传输带宽更大、容量要求更高，存储产品必须具备更高的容量和性能;存储技术需要与监控应用更紧密的结合，能够针对特定的应用进行设计。而从历史上看，安防并不被认为能够带来高投资收益，而是一项成本支出。尤其是在国内，视频数据是事后查证的重要证据，在银行、司法、平安城市，视频 图像的存储时间都在1-3个月甚至是半年。随着高清监控时代来临，更清晰的图像意味着更大的存储容量、更多的设备数量、更大的机房面积、更高的制冷费用、 更贵的运维成本。所以除了探讨如何应用监控实现更多价值以外，我们更应该关注如何降低视频监控系统的总体拥有成本。安防监控对存储的新需求可以简单的总结 为“5个高”。高容量：高清化带来存储容量猛增，需要稳定可靠的大容量存储：a)提高单套系统容量：通过SAS扩展级联多个JBOD，支持3TB、4TB硬盘，增强RAID健壮性;b)使用集群存储系统：增强存储系统弹性扩展能力，弥补单机可靠性不足;高性能：高清监控对存储总带宽要求较高，而且存储性能要根据监控特点进行调优：a)性能优化：高清大码流高并发数据流，不同模式下(边写边读、边删边写、RAID重建)的IO性能优化、NAS性能优化;b)应用结合：NVR软件嵌入后的应用处理能力，合理分配系统资源;高能效：海量存储部署的背后是大量的能源消耗、高昂的使用成本，监控设备都应是低功耗设计：a)在DVR时代，监控厂商通过硬盘轮休降低功耗、延长寿命，而网络存储则可使用MAID实现节能，但MAID更多适用于备份归档环境;b)考虑到监控应用是7*24不间断的，选择高转换效率的电源(80Plus电源或者直流电源)更有价值，可在不影响应用的情况下降低能耗;高密度：监控对存储最基本的需求就是降低每TB成本、每槽位成本：a)高清监控普及后，原有3U16盘位设备，单台存储容量有限，高盘位存储可以支持更多摄像头;b)4U24盘位以上的高密度存储，可以有效降低每槽位成本、提高单台存储容量、节省机架空间;高适用：存储必须针对监控实际需求进行设计，解决客户痛点才能生存：a)文件碎片过多导致性能下降、断电后文件系统易损、流媒体直写、高效率的索引结构;b)提高NVR嵌入应用的便利性和兼容性，支持Windows/Linux软件，提供与外部监控子系统接口的API，实现高效率的分析，在海量数据中快速定位;以UIT的SV1000G2为例，从产品设计上就贯穿了“5个高”，采用端到端的SAS6Gb技术、Intel最新的SandyBridge平台提 高性能，4U24/4U36的高密度设计、支持3TB硬盘，提高单套系统的存储容量，降低每槽位成本;适用转换效率高达90%的80Plus电源，可以节 约更多电能，降低系统运营成本;通过架构优化可以与监控系统更紧密结合。云存储技术特点及优势安防行业一直在保持高速增长，尤其是“平安城市”在过去六年来都提供了巨大的机遇，但平安城市的范围很有限(仅为警方提供视频维护治安)，随着平安城市建设热潮过后，政府的公共开支会减缓，对安防的拉动作用会减小，那么安防的未来是什么?展望未来，智能城市的推进将为人们提供网络化的便利和服务，安全会成为人们越来越关注的问题，安全也会成为解决方案的一部分。安防会走入家庭、走入生活，安防不再是一个独立的产业，而是完整服务的一部分。在未来，物联网产品将会得到更加广泛的应用，拥有更为广阔的市场前景。物联网在公共安全方面应用的核心是智能化，实现预先感知、准确定位。物联网会对安防产生巨大的影响，将促使安防产业更加“互联网”化，安防将成为物联网发展的重要部分。随着安防技术的提升，安防“服务化”、“互联网化”、“运营化”的发展趋势，将对整个安防行业的产业格局、业务模式产生重大影响，今后新的安防应用 及运营模式也将会因此而层出不穷，出现“安防云”、“视频托管服务”等新模式。而这也将促使“云计算”、“云存储”在安防行业落地。云存储是在云计算概念上发展而来的，是指通过集群应用、网格技术或者分布式文件系统，将网络中不同类型的的存储设备在应用层面集合起来协同工作、共同对外提供数据存储和业务访问的系统。云存储技术突破了传统存储方式的性能瓶颈和容量瓶颈，具有极高的可扩展性和低启动成本。随着网络技术的发展和带宽的提高，云存储在视频监控前景广阔，因为：存储管理可以实现自动化和智能化，所有的存储资源被整合到一起，客户看到的是单一存储空间;提高了存储效率，通过虚拟化技术解决了存储空间的浪费，可以自动重新分配数据，提高了存储空间的利用率，同时具备负载均衡、故障冗余功能。云存储能够实现规模效应和弹性扩展，降低运营成本，避免资源浪费;受限于安防视频监控自身业务的特点，监控云存储和现有互联网云计算模型会有区别，如安防用户倾向于视频信息存储在本地、政府视频监控应用比较敏感、 视频信息的隐私问题、视频监控对网络带宽消耗较大等问题。监控云存储应用更多的会利用视频监控托管服务(VSaas)的发展契机，为客户提供私有云服务， 用于较小规模的部署，例如家庭、商店。提供安防云服务：由企业自主定制、云服务商或云端提供需要的基础架构、服务、软硬件资源等。数据中心模式会被引入并逐渐成为安防产业的主流形态，但安防的“数据中心”和互联网的数据中心是不同的，可能是集中分布相结合，可能是物理分散、逻 辑集中的模式。未来的视频监控存储模式，会有两个趋势：一个是小规模的视频监控系统，以NVR存储为主;另一个大规模的视频监控系统，会以云存储为主。文档来源：天安网南京云创存储科技有限公司