一個(gè)老牛仔看到年輕人已經(jīng)成熟，可以彈無虛發(fā)的殺掉犰狳、野豬和棕熊，于是喝干最后一瓶酒，收起嚼煙和骰子，戴上寬邊帽，給馬套上鞍，獨(dú)自消失在沙漠的夕陽中……這樣的劇本很好的詮釋了標(biāo)清的“行將就木”和高清的“如日中天”。從前端的高清到存儲的高清再到平臺的高清，存儲的環(huán)節(jié)無疑是重中之重。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系統(tǒng)需求的提升而變得難以封頂。尤其當(dāng)傳統(tǒng)的存儲模式遇到今天的爆炸式信息發(fā)展時(shí)，它在應(yīng)用的過程中，多少也就顯得有些力不從心。
高清存儲大環(huán)境分析
對于高清存儲，主要是根據(jù)存儲規(guī)模和部署方式進(jìn)行分類，一般分為兩大類：
·以NVR、HDVR為代表的分布式存儲架構(gòu)：
主要針對中小型的監(jiān)控環(huán)境，如園區(qū)、酒店等，一般采用分布式部署方式。存儲產(chǎn)品采用控制器架構(gòu)、嵌入式操作系統(tǒng)、模塊化設(shè)計(jì)，具有良好的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性和管理性，對應(yīng)的缺點(diǎn)是系統(tǒng)封閉帶來的靈活性不足，但這對于中小型監(jiān)控環(huán)境沒有影響。
·以SAN、NAS、DAS為代表的集中式存儲架構(gòu)：
主要針對大型的監(jiān)控環(huán)境，如平安城市、智能交通、賽事場館等，采用集中式存儲架構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)集中式管理，即所謂云管理模式并采用統(tǒng)一管理和維護(hù)。存儲產(chǎn)品則采用開放式存儲架構(gòu)，比較容易理解，俗稱存儲服務(wù)器，即具備存儲功能的服務(wù)器，優(yōu)點(diǎn)是良好的靈活性，可以實(shí)現(xiàn)軟、硬件的定制和嵌入，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控平臺、服務(wù)器、存儲的融合，管理維護(hù)更加簡單。其缺點(diǎn)是靈活性會影響穩(wěn)定性，這就對存儲廠商的研發(fā)能力提出了很高的要求。
如何選擇正確的視頻存儲架構(gòu)?
首先正確分析用戶的實(shí)際需求以及應(yīng)用環(huán)境，在IP視頻監(jiān)控的時(shí)代，IP網(wǎng)絡(luò)的連通技術(shù)上不存在問題，大多是出于成本上的考慮。當(dāng)用戶監(jiān)控區(qū)域分散而網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本較高難以負(fù)擔(dān)時(shí)，分布式視頻存儲架構(gòu)是較好的選擇，視頻存儲設(shè)備可以分別設(shè)立在網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域接入中心。由于視頻監(jiān)控點(diǎn)分散對于視頻存儲的容量及性能要求不高，設(shè)備的選型較多選用低端的存儲產(chǎn)品，初期的投資較低。
但是，由于選用的視頻存儲設(shè)備性能較低，也帶來擴(kuò)展困難，后期視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)利用率不高的問題。目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展除了前端設(shè)備的高清晰化之外，后臺需要對視頻監(jiān)控事件的快速處理，這就對數(shù)據(jù)的分析提出較高的要求，也就是提高了對存儲設(shè)備讀寫能力的要求。由于區(qū)域接入中心分散，維護(hù)保障的相應(yīng)時(shí)間不夠理想。機(jī)房環(huán)境相對較差，造成設(shè)備故障率較高，能耗較大不夠環(huán)保。
當(dāng)傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本解決，就可以考慮集中式的存儲架構(gòu)。視頻錄像集中保存在數(shù)據(jù)中心，這種情況就可以考慮使用大容量高性能存儲設(shè)備。雖然初期的投資成本略高，但是卻有容量擴(kuò)展空間大、系統(tǒng)性能優(yōu)異可以充分滿足視頻監(jiān)控管理平臺后期應(yīng)用的數(shù)據(jù)讀寫性能要求，即便初期不考慮安防系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析和發(fā)掘，后期考慮時(shí)，在這種架構(gòu)的基礎(chǔ)上也可以平滑升級。同時(shí)設(shè)備部署在大型數(shù)據(jù)中心，由于此類數(shù)據(jù)中心機(jī)房環(huán)境好，存儲設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定極易維護(hù)，甚至可以達(dá)到IT系統(tǒng)級別的維護(hù)管理。極大提高視頻監(jiān)控系統(tǒng)的可用性。而大型存儲設(shè)備的綠色節(jié)能設(shè)計(jì)不但節(jié)約了設(shè)備本省的電力供應(yīng)，也降低了空調(diào)制冷的電力供應(yīng)。存儲集中的同時(shí)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的各類服務(wù)器也是集中的。通過對服務(wù)器的虛擬化，可以進(jìn)一步優(yōu)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，提高系統(tǒng)性能以及可用性同時(shí)節(jié)約機(jī)房空間、能耗。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)可以納入到用戶的信息基礎(chǔ)架構(gòu)之中，系統(tǒng)維護(hù)也可以統(tǒng)一有IT部分負(fù)責(zé)，降低維護(hù)人員數(shù)量，提高維護(hù)水平。
混合式的存儲架構(gòu)也通常在大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中考慮。“集中存儲的方式，管理維護(hù)便利、系統(tǒng)總體成本較低，但是存在一次性投入過大、帶寬要求高等諸多問題。分布式存儲的方式則可能有不便于統(tǒng)一管理、總體投資較高的問題。因此，將集中和分布式存儲進(jìn)行結(jié)合部署，一般錄像采用本地存儲，重要的錄像資料通過集中存儲錄像和遠(yuǎn)程備份，這樣不僅便于管理，而且有利于數(shù)據(jù)的回放和查詢，并在一定程度上降低了系統(tǒng)對于帶寬的要求。”藍(lán)色星際產(chǎn)品經(jīng)理焦成平如是說。
高清存儲的那些攔路虎
容量需求
目前主流高清視頻監(jiān)控的分辨率需要達(dá)到720線以上，分辨率的大幅提高使得高清監(jiān)控的畫質(zhì)得到了顯著的提升，隨之而來的是碼流的大幅增大。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。作為圖像數(shù)據(jù)和報(bào)警事件記錄的載體，存儲的重要性已不言而喻。當(dāng)前，存儲已不僅是一個(gè)設(shè)備而已，而是已經(jīng)升華到了一個(gè)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(jī)制的完備性、存儲標(biāo)準(zhǔn)以及在時(shí)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。高清視頻監(jiān)控應(yīng)用對存儲提出了新的要求和挑戰(zhàn)。
性能需求
高清監(jiān)控在帶來更高清晰度畫質(zhì)的同時(shí)，隨之而來的是編碼流增大、同樣的存儲時(shí)間但存儲數(shù)據(jù)量增大的壓力。這就要求存儲設(shè)備能夠基于高清監(jiān)控碼流的特性，高效、完整地實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的安全寫入。在標(biāo)清時(shí)代，視頻存儲的帶寬是2Mbps，但對于高清視頻來說，至少需要的帶寬是3Mbps，就相同路數(shù)來說，高清產(chǎn)品會比標(biāo)清產(chǎn)品占用更多的帶寬及存儲空間，在多路并發(fā)寫的情況下，對網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)處理能力、緩存等都有較大影響，對存儲的壓力很大，這時(shí)候存儲需要有很強(qiáng)的CPU網(wǎng)絡(luò)和存儲處理能力、硬盤接口數(shù)據(jù)處理能力、和專門針對視頻性能的優(yōu)化處理能力。
安全性需求
不管是高清也好，標(biāo)清也好，對于數(shù)據(jù)的存取的安全都應(yīng)該有一個(gè)較高的考慮。在監(jiān)控視頻的錄像數(shù)據(jù)必須在第一時(shí)間就能保證是完好的，必須要做到對錄像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，不間斷性和冗余性;在數(shù)據(jù)存儲安全上，有RAID技術(shù)，RAID技術(shù)主要是解決了存儲的三個(gè)問題：容量、速度、安全性。目前在原有的RAID 技術(shù)上，推出了RAID7，不過尚未標(biāo)準(zhǔn)化，存儲使用的較多的還是RAID5，該級別的RAID在速度和安全性上相對平衡，損失單個(gè)裸盤的容量并且具備 XOR校驗(yàn)算法防止數(shù)據(jù)丟失。也可以采用RAID組合，對原有RAID技術(shù)上進(jìn)行多種組合，獲得更高效或者更可靠的RAID方式。另外一種主流的冗余方式就是熱備功能，也叫做HotSpare，熱備技術(shù)分為專屬熱備和全局熱備，分別意味著對某一個(gè)RAID卷組的特備或?qū)φ麄€(gè)設(shè)備所有磁盤的熱備支持。大華股份產(chǎn)品經(jīng)理張慶華表示：“應(yīng)用集群方式，利用多機(jī)熱備冗余技術(shù)，設(shè)備之間互為冗余和備份，實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，任一設(shè)備故障都不會給業(yè)務(wù)造成中斷，獲得性能和穩(wěn)定性上的提升。”
集中管理的需求
安防監(jiān)控應(yīng)用中，由于需要大量存儲設(shè)備，存儲設(shè)備中的海量數(shù)據(jù)，必須被有效的管理起來，需要對最終使用者的使用提供方便、可靠、透明的支持。安防的最大價(jià)值就在于數(shù)據(jù)的存貯與檢索。而高清能提供更加完整清晰、真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)。對于公安機(jī)關(guān)來說，以往案情發(fā)生的時(shí)候由于模擬信號錄像畫面模糊無法進(jìn)行定論，也就無法第一時(shí)間鎖定犯罪嫌疑人;對于交通管理來說，模糊的畫面進(jìn)行第一時(shí)間進(jìn)行責(zé)任人的鎖定、責(zé)任車輛的判定、以及危險(xiǎn)品監(jiān)控等。高清時(shí)代的來臨，打破監(jiān)控錄像更多時(shí)候只能作為參考依據(jù)的局面。高清數(shù)據(jù)保存的價(jià)值更加重要，需要保證畫面影像不停頓、不延遲、存得住、存的久!
助力高清存儲的新技術(shù)
H.265標(biāo)準(zhǔn)將使超高清視頻監(jiān)控成為現(xiàn)實(shí)
隨著用戶對監(jiān)控視頻質(zhì)量的要求越來越高，高清視頻在安防監(jiān)控中的應(yīng)用越來越普及，由此帶來了存儲成本與空間的急劇上升。與現(xiàn)在正在使用的H.264編碼技術(shù)相比，H.265的高壓縮率特性能夠節(jié)省一半左右的存儲空間，從而顯著降低了視頻的存儲成本。
與H.264相比，H.265的最大本領(lǐng)是可以在維持畫質(zhì)基本不變的前提下，讓數(shù)據(jù)傳輸帶寬減少至H.264的一半。同時(shí)其還支持最高為7680*4320的分辨率，因此即使是2160P甚至是更高級別的超高清視頻同樣可以通過H.265格式進(jìn)行編碼。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，解決了H.265計(jì)算復(fù)雜度的瓶頸后，在超高清監(jiān)控應(yīng)用方面，就像H.264替換之前的MPEG-2一樣，H.265必然會替換現(xiàn)在的H.264技術(shù)。
云存儲將成高清存儲新方向
目前，云存儲已經(jīng)度過了萌芽期。這是一種借助物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算的新技術(shù)，它將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的存儲空間實(shí)現(xiàn)有效的整合，按需分配，從而使存儲信息在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部尋找到更加廣闊的存儲空間。
尤其對于高清監(jiān)控來說，云存儲的應(yīng)用，無疑毫無懸念的突破了傳統(tǒng)監(jiān)控性能與容量的瓶頸限制。使借助云計(jì)算實(shí)現(xiàn)存儲的監(jiān)控平臺，可兒在不同的存儲設(shè)備之間，集合形成更龐大的存儲能力，實(shí)現(xiàn)從性能到容量的全擴(kuò)展，這其實(shí)也就是我們經(jīng)常提到而且一直渴望的海量存儲的現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn)。
雖然在目前的技術(shù)下，用云存儲實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)的全覆蓋還有一定的困難。不過，這并非是由于云存儲的缺陷而造成，而是目前還沒有完全達(dá)到所需的普及度而已。因此，云計(jì)算對于存儲壓力的緩解，已經(jīng)被視為未來的有效手段。
虛擬存儲技術(shù)
隨著圍繞數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化開展的各種多媒體處理業(yè)務(wù)的不斷增加，存儲系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺已經(jīng)成為一個(gè)核心平臺，同時(shí)各種應(yīng)用對平臺的要求也越來越高，不光是在存儲容量上，還包括數(shù)據(jù)訪問性能、數(shù)據(jù)傳輸性能、數(shù)據(jù)管理能力、存儲擴(kuò)展能力等等多個(gè)方面。為達(dá)到這些要求，一種新興的技術(shù)正越來越受到大家的關(guān)注，即虛擬存儲技術(shù)。
所謂虛擬存儲，就是把多個(gè)存儲介質(zhì)模塊(如硬盤、RAID)通過一定的手段集中管理起來，所有的存儲模塊在一個(gè)存儲池 (StoragePool)中得到統(tǒng)一管理，從主機(jī)和工作站的角度，看到就不是多個(gè)硬盤，而是一個(gè)分區(qū)或者卷，就好象是一個(gè)超大容量(如1T以上)的硬盤。這種可以將多種、多個(gè)存儲設(shè)備統(tǒng)一管理起來，為使用者提供大容量、高數(shù)據(jù)傳輸性能的存儲系統(tǒng)。虛擬存儲實(shí)際上是邏輯存儲，是一種智能、有效的管理存儲數(shù)據(jù)的方式。虛擬存儲克服了物理存儲的局限，因?yàn)樗梢园盐锢碓O(shè)備變成完全不同的邏輯鏡像呈現(xiàn)給客戶，既充分利用了物理設(shè)備的優(yōu)勢，如高性能、高可用，又打破了物理設(shè)備本身不可克服的局限性。
虛擬存儲技術(shù)以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢成為應(yīng)對上述需求的最佳存儲解決方案。通過存儲虛擬化技術(shù)，用戶可以以最少的IT資源，以最經(jīng)濟(jì)有效的方式管理不斷增長的企業(yè)數(shù)據(jù)信息，簡化管理異構(gòu)操作環(huán)境的復(fù)雜性。虛擬存儲技術(shù)并不僅僅是一個(gè)新的技術(shù)概念，更重要的是為用戶提供了一種新的存儲實(shí)現(xiàn)方式，使企業(yè)可以更靈活、更有效、更簡便、更經(jīng)濟(jì)地管理其整個(gè)的存儲資源。
結(jié)語
應(yīng)該看到的是，在面對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，智能視頻分析技術(shù)要解決的不僅是海量視頻數(shù)據(jù)的分析、存儲等問題，其還將配合云計(jì)算及云存儲技術(shù)，適用于未來的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，幫助物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行城市交通、家居、醫(yī)療各方面的信息分配，全面提升智能分析技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模和應(yīng)用層次，擺脫智能分析技術(shù)的應(yīng)用限制，高效人性的服務(wù)于社會信息體系。
從標(biāo)清逐步“進(jìn)化”到高清時(shí)代，作為此類媒體的存儲介質(zhì)，原有標(biāo)清技術(shù)清晰度將漸漸不能滿足需要，對于目標(biāo)的監(jiān)控要求更加清晰有效、對于錄像的回放更加重視細(xì)節(jié)的再現(xiàn)，尤其重要的是智能視頻分析的需要。這使得高清視頻存儲向規(guī)模化、高速化、集成化方向發(fā)展。隨著高清設(shè)備的應(yīng)用，以及越來越高的文件存儲期限，存儲設(shè)備是否能夠在未來很長一段時(shí)間滿足需求存儲的增長是必須要解決的問題。高性能、大容量存儲系統(tǒng)及存儲解決方案將得到更廣泛的應(yīng)用。構(gòu)建下一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其存儲部分將不再是單純的存儲單元，而應(yīng)該是一個(gè)聯(lián)系前端的智能處理和后端智能檢索的整合的系統(tǒng)。
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