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(jìn)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(shí)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(jī)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(jī)進(jìn)行存儲和檢索監(jiān)控視頻，百萬像素攝像機(jī)產(chǎn)生的視頻數(shù)據(jù)要比低分辨率的攝像機(jī)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(diǎn)分析
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)。
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(jì)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(jì)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(shí)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(kuò)展性能要求高，可在線更換故障設(shè)備或進(jìn)行擴(kuò)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(dāng)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(jī)制的完備性、存儲標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行傳輸，圖像的存儲也開始進(jìn)入數(shù)字化時期。最典型的應(yīng)用是數(shù)字硬盤錄像機(jī)(DVR)，其采用內(nèi)置硬盤的方式進(jìn)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?，沒有應(yīng)用RAID冗余技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保護(hù)。隨著硬盤容量的不斷增大，單片硬盤故障導(dǎo)致關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失的幾率在同步增長。隨著遠(yuǎn)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(jī)化的特征。
NVR存儲。NVR(NetworkVideoRecorder，網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī))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(jī)和硬盤錄像機(jī)的升級換代產(chǎn)品，是在原來DVR基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的免除窗口操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)配合的單機(jī)獨(dú)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(jìn)的數(shù)字化錄像、存儲和重放功能，無需計(jì)算機(jī)配合和日常維護(hù)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)較高分辨率(可達(dá)到D1分辨率)、高質(zhì)量實(shí)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(shí)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(jì)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(jìn)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(kuò)展。這種方式可以實(shí)現(xiàn)編解碼器容量的再擴(kuò)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(kuò)展能力較低。IP網(wǎng)絡(luò)(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴(kuò)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(jìn)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(dǎo)致在多節(jié)點(diǎn)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(kuò)展能力和可管理性，是目前采用較多的方式之一。從實(shí)際的部署和效果來講，F(xiàn)C存儲由于強(qiáng)大的性能和數(shù)據(jù)處理能力，在節(jié)點(diǎn)較多的監(jiān)控環(huán)境里較為合適，而IP存儲由于性能和擴(kuò)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(shí)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(kuò)展、尋址靈活、可遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)、存儲設(shè)備利用率高等特點(diǎn)，適合大型的集中式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)。IPSANs是目前視頻監(jiān)控存儲市場的一個熱點(diǎn)，而DVR在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)會與其他的存儲方式共存。
云存儲未來發(fā)展的潮流？
近兩年來，電信和網(wǎng)通在全國各地建設(shè)了很多不同規(guī)模的“全球眼”、“寬視界”網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。“全球眼”或“寬視界”系統(tǒng)的終極目標(biāo)是建設(shè)一個類似話音網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)一樣的、遍布全國的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為所有用戶提供遠(yuǎn)程的實(shí)時視頻監(jiān)控和視頻回放功能，并通過服務(wù)來收取費(fèi)用。但由于目前城市內(nèi)部和城市之間網(wǎng)絡(luò)條件限制，視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲設(shè)備規(guī)模的限制，“全球眼”或“寬視界”一般只能在一個城市內(nèi)部來建設(shè)。
以平安城市建設(shè)為例，其成千上萬個攝像頭視頻錄像的聯(lián)網(wǎng)要求并不是簡單的存儲設(shè)備相加就可以達(dá)到的。仍然以上文所提的720P高清攝像頭為例，其每小時視頻錄像可壓縮到3GB左右容量，按一個月保存時間要求計(jì)算，可以得到這樣一個數(shù)據(jù)：3GB/小時×24小時×30天×1路=2.16T。目前的平安城市大型聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控攝像頭路數(shù)少則幾百，多可以上萬，假設(shè)某交通監(jiān)控系統(tǒng)有500路高清攝像頭，那么需要保存30天的監(jiān)控系統(tǒng)所需的最少存儲容量為1PB，而如果全省交通監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，又如果全國交通監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)呢？可以想見的是，如此巨大的數(shù)據(jù)存儲量對存儲領(lǐng)域來說不得不是一個挑戰(zhàn)性的難題。
云計(jì)算是近兩年來IT界興起的一大熱點(diǎn)，而在云計(jì)算概念上延伸和發(fā)展起來的云存儲概念對存儲領(lǐng)域來說具有極大的誘惑性，它通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能，似乎給大型聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)帶來了曙光。
然而，正如云計(jì)算給IT業(yè)界人員帶來的困擾一般，云存儲概念的提出似乎也面臨了許多必解的難題，比如數(shù)據(jù)安全性、數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r性、存儲的便攜性等問題。
數(shù)據(jù)安全性。從云計(jì)算誕生開始，安全性一直是一個備受爭議的話題，同樣，在云存儲方面，安全性通常是首要的商業(yè)考慮和技術(shù)考慮。視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的安全性可想而知，如何滿足用戶對數(shù)據(jù)安全性的要求恐怕是云存儲不得不面對的現(xiàn)實(shí)。
數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r性。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控避免不了的尷尬之一就是監(jiān)控錄像的延時，特別是發(fā)生重大突發(fā)事件時，很可能一秒鐘的延時便會造成重大的人力財力損失。那么，云存儲如何保證在大規(guī)模數(shù)據(jù)請求的情況下提供足夠的訪問人群呢？
存儲的便攜性。一些用戶在考慮托管存儲的時候還要考慮數(shù)據(jù)的便攜性。一般情況下這是有保證的，一些大型服務(wù)提供商所提供的解決方案承諾其數(shù)據(jù)便攜性可媲美最好的傳統(tǒng)本地存儲。有的云存儲結(jié)合了強(qiáng)大的便攜功能，可以將整個數(shù)據(jù)集傳送到你所選擇的任何媒介，甚至是專門的存儲設(shè)備。
結(jié)語：曾經(jīng)，DVR在較長時間里占據(jù)了安防領(lǐng)域的存儲之首，目前其仍是安防存儲的最常見的模式之一，然而，在數(shù)字?jǐn)?shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)大規(guī)模進(jìn)軍下，目前集成商們有了更多的選擇，NAS、iSCSI、FCSAN等存儲方案似乎更受歡迎NAS方案便于共享存儲的信息，iSCSI和FCSAN方案便于擴(kuò)展存儲容量；嵌入式NVR相比而言因成本不具備競爭力，反而被較少采用。隨著高清、聯(lián)網(wǎng)這些詞不斷沖擊著視頻監(jiān)控領(lǐng)域，已有的存儲方式似乎并不能解決海量數(shù)據(jù)存儲的難題，云存儲的出現(xiàn)，能夠給安防行業(yè)帶來曙光嗎？
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