向高清邁進 誰來擔當安防存儲重任?

    在安防業(yè)界曾經(jīng)盛傳這么一句話，2010年是高清爆發(fā)元年，2011年則是高清的全面進軍年。從2010年安防市場的表現(xiàn)來看，無論是廠商對高清產(chǎn)品的熱情，還是用戶工程商對高清產(chǎn)品的期盼和質(zhì)疑，高清似乎確實來到了我們身邊。

    應(yīng)該說，數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場的興起，不僅刺激了對數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)攝像機的巨大需求，同時也刺激了存儲設(shè)備市場。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在采用傳統(tǒng)的DVR和NVR解決方案時，存儲設(shè)備占整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的成本大致為15%～30%;而在數(shù)字網(wǎng)絡(luò)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，存儲設(shè)備在整個系統(tǒng)中的造價則將上升到50%～70%。

    而隨著百萬像素數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場的不斷拓展，越來越多的最終用戶趨向于采用數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機進行存儲和檢索監(jiān)控視頻，百萬像素攝像機產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)要比低分辨率的攝像機多得多，構(gòu)建監(jiān)控存儲解決方案成為一大難題。

    安防監(jiān)控存儲的特點分析

    視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點是圖像信息量巨大，要求具有足夠的存儲空間。與其他類型系統(tǒng)不同，視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有監(jiān)控點多(攝像頭數(shù)量多)、視頻數(shù)據(jù)流大、存儲時間長、24小時連續(xù)不間斷作業(yè)等特點。

    以目前高清最基本的720P效果為例，正常監(jiān)控錄像需要的硬盤容量大約為4G~8G/路•小時，出于經(jīng)濟性考慮，降低每小時視頻錄像可壓縮到3GB左右容量。以此為例，按一個月保存時間計算，8路監(jiān)控大約17T(17000G)容量左右。

    可想而知，如果需要成百上千路這樣的高清監(jiān)控，如此龐大的視頻數(shù)據(jù)對存儲設(shè)備的容量，讀寫性能、可靠性提出了更高要求。具體來說，視頻監(jiān)控應(yīng)用對存儲設(shè)備的要求大概如下：

    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.多路視頻長時間同時寫入同一個存儲設(shè)備，要求存儲系統(tǒng)能長期穩(wěn)定工作。

    3.實時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，存儲擴展性能要求高，可在線更換故障設(shè)備或進行擴容。

    5.多路并發(fā)讀寫時對存儲設(shè)備性能要求非常高。

    應(yīng)該說，作為圖像數(shù)據(jù)和報警事件記錄的載體，存儲的重要性已不言而喻。當前，存儲已不僅是一個設(shè)備而已，而是已經(jīng)升華到了一個解決方案平臺的地步。大容量的存儲系統(tǒng)并不是存儲設(shè)備的簡單堆積，更需要解決存儲機制的完備性、存儲標準以及在時間(存儲數(shù)據(jù)處理速度)和空間(存儲容量)上的可使用性等問題，還有大容量存儲系統(tǒng)的可管理性要求。

    目前監(jiān)控存儲的主要方式

    隨著存儲技術(shù)的發(fā)展，視頻監(jiān)控行業(yè)的存儲方式也在不斷演變，目前來說，安防監(jiān)控存儲主要為以下四種方式：

    DVR存儲。90年代末，基于數(shù)字信號處理(DSP)的數(shù)字化視頻監(jiān)控逐漸開始普及，各類編解碼技術(shù)在圖像處理方面獲得了廣泛應(yīng)用，經(jīng)過處理后的圖像也可以以數(shù)字碼流的方式進行傳輸，圖像的存儲也開始進入數(shù)字化時期。最典型的應(yīng)用是數(shù)字硬盤錄像機(DVR)，其采用內(nèi)置硬盤的方式進行圖像存儲。

    DVR存儲是目前最常見的一種存儲模式，編解碼器設(shè)備直接掛接硬盤，最多可直接帶8個硬盤。由于編譯碼設(shè)備性能的限制，一般采用硬盤順序?qū)懭氲哪Ｊ剑瑳]有應(yīng)用RAID冗余技術(shù)來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保護。隨著硬盤容量的不斷增大，單片硬盤故障導致關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失的幾率在同步增長。隨著遠程視頻監(jiān)控的不斷發(fā)展，DVR存儲也表現(xiàn)出明顯的前端化和單機化的特征。

    NVR存儲。NVR(Network Video Recorder，網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機)是近兩年中國安防市場上逐漸興起的一種產(chǎn)品形態(tài)，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR是模擬錄像機和硬盤錄像機的升級換代產(chǎn)品，是在原來DVR基礎(chǔ)上實現(xiàn)的免除窗口操作系統(tǒng)和計算機配合的單機獨立操作設(shè)備。由于NVR采取高度集成化的芯片技術(shù)，擁有先進的數(shù)字化錄像、存儲和重放功能，無需計算機配合和日常維護，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)較高分辨率(可達到D1分辨率)、高質(zhì)量實時監(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，實現(xiàn)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化。NVR是基于大系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的，業(yè)務(wù)可能是“數(shù)據(jù)中心”化的，而管理是基于控制臺的思路，如果需要，這種系統(tǒng)也可以采用網(wǎng)絡(luò)存儲進行備份。

    編碼器外掛存儲設(shè)備直連存儲。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)定擴展。這種方式可以實現(xiàn)編解碼器容量的再擴展，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，不能共享并且擴展能力較低。IP網(wǎng)絡(luò)(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴展能力和共享能力。由于數(shù)據(jù)的直接寫入，減少了服務(wù)器中轉(zhuǎn)這一環(huán)節(jié)，在性能提升的同時也節(jié)省了用戶的投資，但是這種方式在進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和檢索時容易在轉(zhuǎn)發(fā)這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)很大瓶頸，且目前直寫通常采用像NAS等存儲方式，由于NAS自身的文件協(xié)議等原因，導致在多節(jié)點并發(fā)寫入數(shù)據(jù)時效率不高。

    集中管理存儲。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展能力和可管理性，是目前采用較多的方式之一。從實際的部署和效果來講，F(xiàn)C存儲由于強大的性能和數(shù)據(jù)處理能力，在節(jié)點較多的監(jiān)控環(huán)境里較為合適,而IP存儲由于性能和擴展性的限制，在中小型應(yīng)用中能具備更高的性價比。

    目前來說，許多廠商都開發(fā)了具有聯(lián)網(wǎng)傳輸功能的DVR或NVR，以及具有網(wǎng)絡(luò)存儲架構(gòu)的NAS和SAN軟硬件設(shè)備。從現(xiàn)實情況來看，NAS采用磁盤陣列和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具有很大的存儲容量，而SAN配合監(jiān)控管理平臺能夠提供更大的存儲空間，具有存儲空間易于擴展、尋址靈活、可遠距離傳輸數(shù)據(jù)、存儲設(shè)備利用率高等特點，適合大型的集中式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。IP SANs是目前視頻監(jiān)控存儲市場的一個熱點，而DVR在相當長的一段時間內(nèi)會與其他的存儲方式共存。