安防千里：監(jiān)控存儲技術(shù)選擇與注意事項

分布式和集中式存儲的選擇

    視頻監(jiān)控領(lǐng)域，監(jiān)控數(shù)據(jù)對存儲的要求是可想而知的，數(shù)字視頻錄像的數(shù)據(jù)，有數(shù)據(jù)量大、安全性要求高、大文件存儲等特點。這就要求存儲設(shè)備有很好的擴(kuò)展性能，這點從近期浪潮推出的AS400存儲系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案中，其最大容量可以達(dá)到36TB，最大可擴(kuò)展4GB的緩存中可以體現(xiàn)。

    眾所周知，光纖技術(shù)在高端應(yīng)用中得以普及，由于采用了主流的4Gb光纖技術(shù)，在雙控狀態(tài)下，AS400的最大主機(jī)帶寬可以達(dá)到1600MB/s，在磁盤通道方面，SAS技術(shù)不僅有效的消除了磁盤通道技術(shù)落后所形成的系統(tǒng)傳輸能力瓶頸，還避免了采用高速光纖硬盤所需的巨大投入，為用戶提供了簡單的分級存儲方案選擇。

    電信級設(shè)備強(qiáng)調(diào)模塊化設(shè)計，模塊化設(shè)計的好處是：首先模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計采用業(yè)務(wù)模塊和控制模塊分開設(shè)計的原則，每個硬件模塊只負(fù)責(zé)完成特定的功能，硬件實現(xiàn)和維護(hù)比較方便。其次，模塊化設(shè)計便于系統(tǒng)的升級和擴(kuò)容，無需購置新機(jī)器，只要增加接口板卡就可以實現(xiàn);最后，模塊化設(shè)計可以縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期;這樣可以基本保證產(chǎn)品的穩(wěn)定和可靠。

    當(dāng)然，安全性特性是電信級系統(tǒng)重要特性之一，例如設(shè)備冗余保護(hù)、存儲冗余保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全管理、關(guān)鍵數(shù)據(jù)容災(zāi)/備份、多級安全認(rèn)證機(jī)制等都是需要用戶考慮的，其中多級安全認(rèn)證機(jī)制中全面的權(quán)限管理功能，也是目前電信級視頻監(jiān)控基本安全的保證。

    集中存儲的優(yōu)缺點是，物理介質(zhì)集中布放;視頻流上傳到中心對機(jī)房環(huán)境要求高，要求機(jī)房空間大，承重、空調(diào)等都是需要考慮的問題。

    分布存儲，集中管理的優(yōu)缺點是，物理介質(zhì)分布到不同的地理位置;視頻流就近上傳，對骨干網(wǎng)帶寬沒有什么要求;可采用多套低端的小容量的存儲設(shè)備分布部署，設(shè)備價格和維護(hù)成本較低;小容量設(shè)備分布部署，對機(jī)房環(huán)境要求低。

    對于城市監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)，各個區(qū)域是否集中，怎么集中很多時候和一個城市的行政劃分有關(guān)，一個城市的區(qū)域大小和可用的網(wǎng)絡(luò)狀況有關(guān)。城市越小，網(wǎng)絡(luò)條件越好，越容易實現(xiàn)集中存儲。反之就越需要進(jìn)行分布式存儲。如北京有8個區(qū)。建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，可以每個區(qū)域先集中，再匯聚到總中心，如應(yīng)急指揮中心。

    視頻監(jiān)控存儲采購需要注意的問題因為監(jiān)控是一個視頻應(yīng)用類系統(tǒng)，具有和其它系統(tǒng)不同的訪問特點：以流媒體方式對存儲設(shè)備進(jìn)行訪問，多路視頻長時間同時寫入同一個存儲，實時多路視頻訪問同一個文件，視頻訪問帶寬恒定，帶寬穩(wěn)定性要求高，為1/25秒的平均值，視頻訪問時間長，容量需求巨大，存儲擴(kuò)展性能高。視頻存儲對存儲環(huán)境沒有特殊的要求。按常規(guī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基本上都是臨時性，超過在線存儲時間(如7天、15天，個別會要求30天)后，就可以刪除了，因此監(jiān)控系統(tǒng)的備份很多時候只要能滿足一個月就可以了。

    因此的設(shè)備選型時，不一定非要選帶寬最大的，而要選擇帶寬波動最小的，曲線最平穩(wěn)的。因為要長時間運行，最好在用控制器架構(gòu)的存儲設(shè)備，不要選擇PC架構(gòu)的，選擇容量可以擴(kuò)張的設(shè)備。

    另外，在超過100TB容量的情況下，F(xiàn)C-sata設(shè)備的價格不一定就比ISCSI設(shè)備貴。FC支持的磁盤數(shù)量多，ISCSI設(shè)備一般支持的數(shù)量少，假設(shè)容量要求為500TB，F(xiàn)C-sata只需要一套就可以，而ISCSI設(shè)備就需要很多到才行，僅僅ISCSI設(shè)備的控制器部門的費用就是很大一塊。

    視頻監(jiān)控系統(tǒng)首先是一個視頻應(yīng)用系統(tǒng)，因為存儲設(shè)備要能夠提供穩(wěn)定的帶寬輸出，滿足長時間視頻讀寫的要求，其次，視頻監(jiān)控系統(tǒng)既要滿足大量攝像頭的實時數(shù)據(jù)寫入，和要滿足大量監(jiān)控端的視頻回放需求，因此，還要考慮存儲系統(tǒng)可以提供足夠的IOPS性能。

    由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般遍布全市甚至全國，因此存儲設(shè)備還要考慮是否可以實現(xiàn)物理上分散，但管理和監(jiān)控上可以統(tǒng)一的功能。

    網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的存儲方案選擇視頻應(yīng)用類系統(tǒng)包括如網(wǎng)絡(luò)視頻、IPTV、VOD點播和視頻監(jiān)控。但由于網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的碼率一般相對較小，大約為100Kb/S-200Kb/s左右，因此對帶寬要求相對較小。需要在線播放的用戶很多，因此一般來將存儲設(shè)備的IOPS性能要求很高，一般網(wǎng)站機(jī)房的總帶寬一般都在1-2Gb/s(實際可用的帶寬)左右，個別大型網(wǎng)站可能達(dá)到4-5Gb/s.能分配給網(wǎng)絡(luò)視頻板塊的也就差不多100-200MB/S，因此對于帶寬來講一般的ISCSI存儲和FC存儲都可以輕松滿足，但如果采用NAS存儲，則需要中高端產(chǎn)品。

    雖然采用高端NAS設(shè)備的成本較高，但NAS本身對外提供共享的文件系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)視頻的管理和共享方面區(qū)有天然的優(yōu)勢，方便后期的視頻服務(wù)器數(shù)量擴(kuò)張和升級。ISCSI和中低端的FC設(shè)備由于采用低成本的SATA磁盤，IOPS新能一般都在6w-10w左右，因此無法用與大型的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)。建議網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)選型是要從帶寬和IOPS兩個方面去考慮，在兩個方面都滿足的情況，盡量采用NAS產(chǎn)品。大型系統(tǒng)建議采用FC磁盤的光纖設(shè)備。

    如果系統(tǒng)有一個好的視頻管理系統(tǒng)和分發(fā)軟件系統(tǒng)的話，可以采用小容量的高性能存儲作為在線存儲為用戶提高實時訪問，再采用一臺低成本的ISCSI或NAS設(shè)備作為二級存儲。

    例如安防盡量采用星型連接方式，同時也可以用總線的方式或者無線的方式做為補(bǔ)充。電力線載波很難用于安防探頭的連接方式，因為無法解決停電時的信號傳輸問題。星型連接還是信息綜合布線的最佳解決方案。燈光和除了信息類家電以外的電器如空調(diào)、電飯煲等的控制可以采用總線、電力線、無線或紅外等方式。

視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)選購注意事項

    1、使用硬盤驅(qū)動器內(nèi)置的DVR，NVR或服務(wù)器。這仍然是目前最常見的存儲形式。

    2、直連存儲即在硬盤以外使用DVR，NVR或服務(wù)器。NAS或SAN系統(tǒng)提供了更大的擴(kuò)展性，靈活性和空間。

    3、集中存儲。

    視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個相對特殊的系統(tǒng)，主要要求大容量和成本，否則根本沒有那么大的資金去建立遍布全市，甚至于全國的監(jiān)控系統(tǒng)。因此選擇大容量低成本的IP存儲是監(jiān)控系統(tǒng)本身的特點和需求決定的，同時可以保證系統(tǒng)的安全性。

    按照監(jiān)控系統(tǒng)配置選擇存儲設(shè)備的容量考慮存儲設(shè)備容量的大小，除了與攝像頭數(shù)量有關(guān)外，還與視頻的格式，碼率，存儲的天數(shù)有關(guān)。存儲系統(tǒng)容量的計算方法如下：假設(shè)視頻的格式為D1，碼率為2Mb/s.單路視頻每天存儲容量為：1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小時=21GB.單路視頻每月存儲容量為：1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小時*30天=648GB.攝像頭數(shù)量、碼率、存儲時間可根據(jù)實際情況來選擇。

   系統(tǒng)集成商選購注意事項

    由于監(jiān)控領(lǐng)域的系統(tǒng)集成商沒有專業(yè)的存儲工程師，對存儲行業(yè)也不是很了解，所以建議系統(tǒng)集成商在選擇存儲設(shè)備的時候注意以下幾點：

    1.設(shè)備的管理和維護(hù)要非常簡單

    選擇具有嵌入式Web管理功能的設(shè)備，不需要在管理終端上安裝軟件，就可以隨時隨地進(jìn)行設(shè)備的安裝調(diào)試，維護(hù)起來非常簡單。ERASTOR所有的設(shè)備都不需要專業(yè)的存儲工程師去安裝調(diào)試，在ERASTOR工程師的電話支持下，5分鐘就可以教會系統(tǒng)集成商的工程師或者用戶如何安裝調(diào)試自己的設(shè)備。

    2.選擇質(zhì)量穩(wěn)定的設(shè)備

    存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠是壓倒一切的，特別是系統(tǒng)集成商和用戶都沒有專業(yè)存儲硬件工程師的情況下，設(shè)備的安全穩(wěn)定更為重要。如果產(chǎn)品不穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生一些小問題，那么維護(hù)的成本將非常高。所謂的Cable-less架構(gòu)就是整個設(shè)備里面沒有一根線纜，控制器、電源、風(fēng)扇、背板、硬盤之間的連接全部都是電路板。因為磁盤陣列中的硬盤數(shù)量較多，產(chǎn)生的熱量很多，而且傳輸?shù)男盘柺歉哳l信號，時間一長，線纜兩頭的合金金屬片會因為氧化產(chǎn)生較大的信號衰減，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。

    存儲產(chǎn)品的穩(wěn)定性和生產(chǎn)工藝有著非常大的關(guān)系，生產(chǎn)工藝可以從電路板的印刷整齊情況、各個部件之間銜接的空間誤差大小情況等看出工藝的好壞。例如，硬盤托架和插槽之間銜接松緊程度和硬盤的使用壽命有非常大的關(guān)系。因為硬盤中的磁碟在高速轉(zhuǎn)動，如果銜接不緊就容易使硬盤產(chǎn)生振動，從而大大降低硬盤的使用壽命。另外，如果背板工藝差意味著電壓和電流波動會比較大，也會使硬盤的使用壽命大打折扣，系統(tǒng)也會經(jīng)常出現(xiàn)故障。

    3.選擇智能化程度較高的設(shè)備

    什么是Roaming功能呢?舉例說，我有2TB的數(shù)據(jù)存在5塊500GB硬盤作為一組的RAID上，如果設(shè)備出現(xiàn)問題時，可以把這5塊硬盤拔出來，插入到同一系列的任何一臺設(shè)備上，照樣可以讀寫這些數(shù)據(jù)。這種功能最大限度地保護(hù)了用戶的數(shù)據(jù)安全，對于那種購買多臺同一品牌設(shè)備的用戶尤為實用。

    虛擬卷技術(shù)原本是使用在高端存儲產(chǎn)品上的一種技術(shù)。由于虛擬卷技術(shù)的實用性、靈活性，更能滿足客戶多種應(yīng)用需求的存儲，因此被越來越多地應(yīng)用在中低端存儲產(chǎn)品上。如果客戶有3種以上的數(shù)據(jù)，需要不同的安全保護(hù)級別，而且單位數(shù)據(jù)的大小、傳輸速度也不一樣，這時普通的磁盤陣列很難滿足用戶的存儲需求，而采用虛擬卷技術(shù)的陣列就可以滿足應(yīng)用需求。