高清監(jiān)控是勢不可擋,也是現(xiàn)代化視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設的基本要求,但是對于高清應用后的存儲和分析技術卻相對滯后,高清監(jiān)控面臨存儲難問題,幸而有云計算與云存儲技術的支持,高清監(jiān)控存儲分析難問題迎刃而解,功不可沒。
高清監(jiān)控發(fā)展迅速
市場需求的多樣性,為各種存儲方案提供了市場空間。因此,有專業(yè)人士預測,在今后相當長的一段時間內,DVR、NVR、SDI-DVR和FCSAN、IPSAN等多種存儲方案將共生共存。云計算和云存儲有可能在未來幾年內,對視頻監(jiān)控市場格局形成巨大沖擊,并將視頻監(jiān)控產業(yè)推向一個新的、更高的發(fā)展階段。
高清視頻監(jiān)控存儲技術發(fā)展路徑和市場現(xiàn)狀視頻監(jiān)控存儲中存儲的主要形態(tài)包括DVR、NVR、SDI-DVR、IPSAN、FCSAN等多種,而如果按照傳輸協(xié)議來分,則可以劃分為文件傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)塊傳輸協(xié)議、流媒體協(xié)議三種。隨著客戶需求的提升和技術發(fā)展的趨勢,安防行業(yè)的存儲應用也衍生出多種模式。
從應用層面講,其實在所有的監(jiān)控圖像信息中,有用的往往只有1%甚至不到1%,99%的信息都是無用信息。但正是有了這99%的無用信息的鋪墊,才沉淀了1%的有用信息。因此,不管是有用還是沒用的視頻信息,都要進行存儲,這就勢必會帶來巨大的存儲壓力。視頻監(jiān)控圖像往往是很多行業(yè)事件和案例中事后查證的重要證據(jù),在社會治安監(jiān)控、銀行、司法等系統(tǒng)應用中,視頻監(jiān)控圖像的存儲時間往往都在1-3個月甚至更久。監(jiān)控圖像清晰度的提高,必然帶來圖像存儲更大的壓力。對于高清網絡攝像機采集的高清圖像,就需要網絡存儲系統(tǒng)(包括存儲服務器和存儲設備)。
高清監(jiān)控遇存儲難題
作為安防視頻管理系統(tǒng)信息的最終集散地,存儲的壓力這兩年也在隨著高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求的提升而變得難以封頂。尤其當傳統(tǒng)的存儲模式遇到今天的爆炸式信息發(fā)展時,它在應用的過程中,遇到了一些瓶頸。
首先是傳統(tǒng)存儲設備難以滿足存儲需求:基于標準H.264壓縮技術的高清網絡攝像機,一路720P高清全實時圖像的碼流是2Mbps,錄像一小時需要的存儲空間大約是900M左右;一路1080P高清攝像機,碼流是8Mbps,24小時錄像產生的數(shù)據(jù)量為84GB,30天錄像數(shù)據(jù)量為2520GB,一年錄像數(shù)據(jù)量為30TB。照此計算,如果建設100路同樣的攝像機,一年就需要約3PB存儲空間。如果是一個平安城市項目,總的監(jiān)控路數(shù)通常是幾千到上萬路,這樣的存儲更是難以想象的,傳統(tǒng)的存儲介質和系統(tǒng)根本無法滿足需求。
在我們傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的構架中,基本上都是采用前端設備搭配DVR的結構模式完成。在系統(tǒng)中,視頻監(jiān)控的圖像信息分散的存儲在DVR,或者通過DVS離散于監(jiān)控控制端的電腦硬盤中。不過,這種搭配模式不要說應對高清的監(jiān)控,恐怕就是面對當前的全天候標清監(jiān)控,也會在一段時間之后略感吃力,更不要說高清來臨時存儲巨大的信息量了。此外,對于傳統(tǒng)的集中式硬盤管理來說,往往會把所有的錄像數(shù)據(jù)集中的放在一個存儲硬盤當中,雖然這樣的管理模式可能會給數(shù)據(jù)的調取,或者是管理帶來一定的便利。但是在數(shù)據(jù)的安全性上,可能會面臨著不小的危機。由于當前的硬盤保護能力總體還沒達到一個很高的水平,因此當一旦硬盤出現(xiàn)損壞,或者操作系統(tǒng)發(fā)生故障時,所管理的數(shù)據(jù)恐怕都會面臨流失的可能。
此外,硬盤的數(shù)量已難解存儲資源之困:此前,許多單位的安全保衛(wèi)部門對于視頻監(jiān)控的儲存信息時間都有著明確的規(guī)定,基本在1-3個月不等的時間。而對于一些更加重要的時刻或者視頻數(shù)據(jù)來說,它的保存時間可能會達到半年之久。不過,當高清視頻開始越來越多的涌現(xiàn)之時,對于后端的存儲要求也出現(xiàn)了一個極速上升的局面,在這樣的情況下,數(shù)據(jù)量實現(xiàn)2~3倍的增長注定會使傳統(tǒng)的PC硬盤管理,或者本地DVR模式帶來意料之外的壓力。這樣的局面下,要么就是擴充系統(tǒng)的存儲容量,要么就是降低存儲的分辨率,不過在這樣的情況下,其結果就是將成本或者存儲的視頻質量作為自己的最終代價。
除了微觀的安全性以及存儲量以外,當我們從系統(tǒng)的整體構建來分析時,也會暴露出設備難以兼容等因素體現(xiàn)出的困境。由于大型的監(jiān)控系統(tǒng)往往是分期建設,建設過程中采用的設備并不一致,因此在最后的應用中,這種多種品牌、型號的設備給監(jiān)控的集中管理帶來很大難度。同時,傳統(tǒng)的DVR或者DVS設備,由于網傳能力有限,很難形成統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一監(jiān)控的中心體系架構,使企業(yè)的治安監(jiān)控出現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)查找麻煩,調度不及時,錄像存儲分散等多種問題產生。
云存儲技術解決高清存儲難
隨著平安城市建設、高清化的推進、資料保存時間的延長,使得每一個系統(tǒng)的設計者與管理者必須面對存儲系統(tǒng)擴容的問題,簡單的增加存儲設備只是增加一個獨立系統(tǒng),各個獨立存儲點之間性能、容量都不能均衡,對于管理者來說管理負擔增大。而云存儲的設計理念正好能滿足管理者的需求,這里的云存儲更像是一套“貼心”的管理系統(tǒng),替用戶來管理格式各樣的存儲設備,其優(yōu)勢包括:
1、靈活的空間管理:支持線性拓展,加入節(jié)點后可實現(xiàn)自動的數(shù)據(jù)遷移,保障各個存儲節(jié)點負載均衡;
2、海量數(shù)據(jù)的快速檢索:分布式數(shù)據(jù)讀取,提高整體數(shù)據(jù)吞吐量;
3、系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)安全:每份數(shù)據(jù)一般有3份以上的備份;
4、高兼容性:原有的存儲資源都可以并入云存儲中的虛擬資源池。
云計算技術優(yōu)勢明顯助力存儲分析
云技術的逐漸成熟也讓大家對高清存儲越來越看好,主要是高清視頻圖像的保存很大一部分依賴于強大的后端存儲。從概念上看,這是一種借助物聯(lián)網的新技術,它將網絡內的存儲空間實現(xiàn)有效的整合,按需分配,從而使存儲信息在整個網絡內部尋找到更加廣闊的存儲空間。
除了云存儲,云計算也是云技術中的一個特性,目前平安城市中的應用點在于對海量結構化數(shù)據(jù)進行查詢與統(tǒng)計,目前安防行業(yè)中最典型的結構化數(shù)據(jù)就是交通卡口數(shù)據(jù)。隨著近年來卡口的大量建設,在監(jiān)控起步較早的浙江,一天之中一個縣級市的過車數(shù)據(jù)可以達到100萬條,一個地級市可以達到600萬條,如果查詢一個月的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量接近2億條,數(shù)據(jù)量十分的巨大。云技術的逐漸成熟也讓大家對高清存儲越來越看好,主要是高清視頻圖像的保存很大一部分依賴于強大的后端存儲。從概念上看,這是一種借助物聯(lián)網的新技術,它將網絡內的存儲空間實現(xiàn)有效的整合,按需分配,從而使存儲信息在整個網絡內部尋找到更加廣闊的存儲空間。
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫查詢技術已經無法滿足,因此必須要借助云計算,其技術優(yōu)勢主要在于:
1、分布式存儲:提高海量數(shù)據(jù)的讀取速度;
2、分布式計算:可實現(xiàn)各個計算節(jié)點的計算資源均衡,通過并行計算提高整體效率;
3、內存優(yōu)化:把常用的數(shù)據(jù)存儲在內存,加快讀取效率;
4、列式查詢:把每一個字段屬性都建立相應的索引表,通過對索引表的查詢替代對原始數(shù)據(jù)條目的字段查詢,可極大的提高查詢與統(tǒng)計效率。