當前安防行業(yè)存儲應用中的主流技術剖析

　　在安防日夜發(fā)展的今天，抑或今后一段很長的時間，哪一種存儲技術會引領風騷，其目前的市場主流技術都有哪些呢？本文為您解答。

安防存儲需求

首先，安防存儲對于海量存儲的需求。監(jiān)控數(shù)據(jù)是7×24小時寫入，存放時間從7天、15天......甚至到1年，數(shù)據(jù)量隨時間增加線性增長。對于一個平安城市項目而言，總的監(jiān)控路數(shù)通常幾千到上萬路，上千TB的項目比較常見，這對于傳統(tǒng)的存儲行業(yè)是難以想象的。

其次，性能的要求。視頻監(jiān)控主要是視頻碼流的寫入，表征性能的是存儲能支持多少路碼流(通常是384Kbps-2Mbps)。在多路并發(fā)寫的情況下，對帶寬、數(shù)據(jù)能力、緩存等都有較大影響，對存儲的壓力很大，這時候存儲需要有專門針對視頻性能的優(yōu)化處理。

第三，安防存儲價格的敏感。安防監(jiān)控行業(yè)的海量存儲，由于總容量大，造成總的價格成本上升。反而言之，對單位容量成本(每TB價格)的要求很高。

第五，集中管理的要求。安防監(jiān)控應用中，由于需要大量存儲設備，存儲設備中的海量數(shù)據(jù)，必須被有效的管理起來，對最終用戶的使用提供方便、可靠、透明的支持。

最后，網(wǎng)絡化要求。TCP/IP網(wǎng)絡是安防監(jiān)控技術向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的網(wǎng)絡基礎，基于TCP/IP網(wǎng)絡的存儲技術將在安防監(jiān)控技術網(wǎng)絡化進程中發(fā)揮不可替代的作用。

基于對以上應用的理解，存儲給了我們一個值得借鑒的結論：監(jiān)控領域的安防存儲可能朝著兩大領域發(fā)展，一對于節(jié)點不是太多的中小型應用中，NVR是未來的主要發(fā)展方向；其次是大型的監(jiān)控系統(tǒng)，視頻管理平臺+SAN存儲(以ISCSI存儲為主)仍舊是大型監(jiān)控系統(tǒng)的不二選擇。

安防存儲技術

1、DVR存儲。DVR存儲是目前最常見的一種存儲模式，編解碼器設備直接掛接硬盤，目前最多可帶8盤硬盤。但由于編解碼設備性能的限制，一般采用硬盤順序寫入的模式，沒有應用RAID冗余技術來實現(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鍵數(shù)據(jù)丟失的幾率在同步增長，且DVR性能上的局限性也影響了圖像數(shù)據(jù)的共享及分析。這種方式的特點是：價格便宜，使用起來方便，通過遙控器和鍵盤就可以操作；DVR方式適合于小規(guī)模、分布式的部署。國產(chǎn)DVR產(chǎn)品例如海康、大華的產(chǎn)品，都已經(jīng)十分成熟。

2、編碼器直連存儲。編解碼器外掛存儲設備，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)議擴展。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)模安防存儲的部署，監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)通過RAID技術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，目前應用逐漸被淘汰；IP網(wǎng)絡(iSCSI和NAS)方式下具有更好的擴展能力和共享能力。比如的系列網(wǎng)絡存儲產(chǎn)品就可和多個主流廠商的編碼設備實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的直接寫入，減少了服務器中轉這一環(huán)節(jié)，在性能提升的同時也節(jié)省了用戶的投資，但是這種方式由于需要依靠流媒體服務器進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)和檢索，容易在流媒體轉發(fā)這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸，且目前直寫通常采用NAS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。

　　3、集中存儲。服務器連接前端編解碼器，通過流媒體協(xié)議下載數(shù)據(jù)，然后存放到存儲設備上。服務器和存儲設備之間可以通過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，在中小型應用中能具備更高的性價比。

4、NVR存儲。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR是模擬錄像機和硬盤錄像機的理想升級換代產(chǎn)品，是在原來DVR基礎上實現(xiàn)的免除視窗操作系統(tǒng)和電腦配合的單機獨立操作設備。由于NVR采取高度集成化的芯片技術，擁有先進的數(shù)字化錄像、存儲和重放功能，不需要更換和存儲錄像帶，無需電腦配合和日常維護，因此，能夠實現(xiàn)高分辨率(可達到Full-D1分辨率)、高質量實時監(jiān)控，并且簡單易用。簡單來說，NVR系統(tǒng)的安防存儲將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號數(shù)字化，通過NVR設備上的網(wǎng)絡接口，以IP包的形式在網(wǎng)絡上傳輸，在DVR的基礎上，實現(xiàn)了系統(tǒng)的網(wǎng)絡化。

應用當中，盡管NVR系統(tǒng)具有計算機快速處理能力、數(shù)字信息抗干擾能力、便于快速查詢記錄、視頻圖像清晰及單機顯示多路圖像等優(yōu)點。但是，從本質上來講，NVR不僅沒有解決DVR系統(tǒng)中存在的模擬傳輸?shù)娜毕?，也沒有很好地解決網(wǎng)絡傳輸視頻流后帶來的更多管理問題。實際上，每個NVR形成了一個獨立的監(jiān)控中心，給全網(wǎng)監(jiān)控的實現(xiàn)造成了更大的復雜性。在諸如遠程控制、多層級擴展性以及組網(wǎng)能力等方面，還有待提高。

視頻應用存儲特點

在一些中小視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)中的性能瓶頸經(jīng)常會出在視頻服務器而不是存儲設備端，存儲設備所能提供的帶寬往往是視頻監(jiān)控實際總帶寬的兩倍或三倍，IOPS也是實際需求的3-5倍左右。存儲設備控制器長時間處于半負荷工作狀態(tài)，大量的高性能資源被浪費。

為保障高可用性、高效性、穩(wěn)定性和安全性，存儲設備的控制器部分一般都是專門設計的，并采用專用的處理器和緩存，其各項技術參數(shù)和性能均高于普通PC服務器。為了有效地利用存儲的富余資源，可在存儲設備控制器部分中內嵌特殊功能的應用軟件，存儲設備不僅為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲服務器，還能提供一定的軟件應用服務器，這種存儲設備就稱為應用存儲。

應用存儲架構對視頻監(jiān)控網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)而言，應用存儲設備是一種新型的、具有媒體管理和專用軟件應用功能的、高性能的存儲設備。

與普通的存儲相比，應用存儲除了具有基本的數(shù)據(jù)存儲和安全保護等功能特點外，還具有網(wǎng)絡管理、媒體資產(chǎn)管理、視頻轉碼、視頻點播和存儲共享管理等功育旨。

應用存儲是指當存儲設備本身所能提供的性能遠超過系統(tǒng)需求時，借用存儲設備的高可靠性和穩(wěn)定性，在存儲上運行一定的應用軟件服務。與普通存儲設備相對，應用存儲除了增加了許多軟件應用及服務功能，也將改變很多應用系統(tǒng)的架構設計。

存儲設備一般都是基于模塊化、冗余的、支持熱插拔的原則而設計的，消除了內部的單點故障，其安全性和穩(wěn)定性遠超于系統(tǒng)中采用的普通PC服務器，應用軟件和服務器內在存儲，能夠為系統(tǒng)提供更高的穩(wěn)定性和系統(tǒng)安全性。

　　高效性：存儲設備的核心，即控制器，一般都采用專門設計的總線結構、專門的處理芯片和緩存，在數(shù)據(jù)校驗和數(shù)據(jù)傳輸方面做了優(yōu)化。長時間運行情況下，應用存儲不僅能保證軟件和服務器功能的安全和穩(wěn)定，還能保證具有比普通PC服務器具有更高的運行和計算效率，可為系統(tǒng)提供更高的服務質量。

系統(tǒng)架構簡單：由于應用存儲中集中的許多軟件應用和服務功能，在系統(tǒng)結構設計時，就可以節(jié)省大量的PC服務器和與之相連接的網(wǎng)絡連接設備和網(wǎng)絡接口卡，極大地簡化了系統(tǒng)結構。系統(tǒng)結構的簡單化有利用優(yōu)化系統(tǒng)的工作流程，提高系統(tǒng)的運行效率。同時由于減少系統(tǒng)所需的設備類型及數(shù)量，也可以大大減小系統(tǒng)的建設成本。

節(jié)省帶寬：若采用應用存儲，視頻轉碼等軟件或服務運行在應用存儲設備，完成視頻文件轉碼的整個過程中，數(shù)據(jù)僅在存儲設備內部的控制器和磁盤之間傳輸，不需要外部服務器參與，也不需要網(wǎng)絡設備進行傳輸和交換，因而也不需要占用網(wǎng)絡系統(tǒng)的帶寬。外部服務器和工作站可獲得更多的網(wǎng)絡資料進行其它的操作。