“随着中国定带网络的快速发展、数字视频监控技术的进步和城市安防等大型监控系统的建设,视频监控网络存储的概念迅速成为焦点。视频监控网络存储是个广义的话题,很难用个笼统的概念分析,而且脱离应用谈技术是谈不出的,所以本文从下面4个方面从不同的角度探讨视频监控网络存储:
本地存储和网络存储
das、network storage一nas、ip san and fc san
direct—to-iscsi raid与集中存储器
nvr是dvr的终结者吗?”
本地存储和网络存储—为什么有了大货车还会要130?
为什么有了大货车还会要130?看起来这是个与监控存储不相关的问题,但其中原理有很多相同之处。我们不能想象高速公路和国道上全是130在运输大宗的货物,同样不能想像大货车走街串巷、深入乡村。同样,视频监控项目选择何种方案,不能简单的进行判断是选择传统的本地存储还是先进的网络存储。
视频监控的本地存储一般指数字硬盘录像机(后文简称dvr),dvr自带硬盘,可以将视频数据存储在本地硬盘上,从而节约单位监控点存储成本、减少前端到中心的网络带宽占用压力,同时也避免网络故障造成的监控视频丢失。现在较新的dvr具备很强的网络能力,支持视频实时传输.网络检索和回放,与dvs的功能逐渐融合,而网络存储是由前端设备( dvs/ ip camera)负责图像的采集编码工作,视频数据集中存储在监控中心的主权或存储设备上,便于重要的视频录像资料的存储和集中管理。随着数字技术的日益成熟和网络环境的不断发展,多元化的视频监控领域呈现出各种各样的具体应用需求,当我们从复杂的技术架构和设备中进行存储方案的规划时,系统应用的业务露求以及系统的网络环境就成为两个重要的选择依据。
在监控高密集度场所(如楼宇、银行网点)和本地监控为主的场所(如便利店、音像店),使用本地存储为主的dvr是非常合适的,可以以比较低的成本实现用户的需求。而对于监控点多而分散,需要随时提供监控规模和存储规模扩展的应用,网络集中存储方案更加适合。
监控项目所拥有的网络环境也是决定采取何种存储模式的重要因素。对干网络基础偏低,网络带宽环境有限的情况下,采用本地存储能更好的降低技术风险,缓解网络压力,从而节省建设成本和网络资源。随着网络建设的逐步完善和广泛应用,在全数字化的网络时代,采用网络存储而带来的存储资料的安全.集中管理和共享等优势也逐渐凸显出来,网络技术同安防监控技术紧密结合进行集成研发,实现监控机频数据的统一存储和管理。
可以说本机存储和网络存储并不是互斥的关系,而是互补和融合的关系。在以城市安防为代表的大型安防监控项目中,往往会将本地存储和网络存储结合应用,以便充分发挥两种存储方式各自的优势。对于监控点密集而且带宽资源不足的场所和己经购置dvr的场所,资料采用本地存储,网络调用;对于监控点分散,带定可以保证的场所采用全数字的中心网络存储;对于关键场所;为保证最大程度的数据安全,采用本地和网络问时存储的方式。同时,在实际的监控项目中,成本要求、现有基础设备的再利用等都是进行存储方案规划时需要考虑的问题。
das、nas、ip san 和fc san
视频监控的网络存储的方案来自于it现有的存储技术和方案,但视频监控的网络存储与通常的广应用有明显的差别。视频监控存储是持续数据流,数据量大持续时间长,对延时非常敏感。并不是所有的通用存储方案和设备都适用于视频监控的网络存储。
网络存储结构大致分为三种:直连式存储( das: direct attached storage)、网络存储设备(nas:network attached storage)和存储网络( san: storage areanetwork)。
直连式存储(das):这是一种直接与主机系统相连接的存储设备,作为服务器的计算机内部硬件驱动。到目前为止,das仍是计算机系统中最常用的数据存储方法,常用接口类型包括ioe/ scsi/ sas/ usb/esata等,一般会提供ra]o功能,同时san设备在简单应用环境下也可以做为das使用。在oas应用中,到唤口的存储设备对于服务器与本机硬盘没有什么差别,非常易于溶入已有的系统,成本较低,但扩展性和灵活性较差。
网络存储设备(nas):nas是一种采用直接与网络介质相连的特殊设备实现数据存储的机制,在文件级对存储空间进行操作。在视频监控系统中,某些存储方案也是采用以nas的存储技术为核心。nas系统从初始设计和实际应用上看,更适用于文件共享,用于大规模的监控视频存储系统上性能和稳定性很难满足要求。
存储网络(san):它是一种通过光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等连接设备将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网。现在有ip san( iscsi)和fc san两种方式。 san的特点是支持块协议(block protocal),性能高。san系统高性能和扩展性好的特点非常适合用干监控视频的集中存储,但一般成本比较高。
direct—to—iscsi raid与集中存储设备
常规的存储设备应用是以服务器为核心,所有数据的存储以服务器为中心点汇集后存入存储设备,其拓扑图1如下:

direct—to—iscsi raid是目前比较新的监控视频存储技术,基本原理是前端dvs/ip camera使用iscsi协议,通过网络将视频流直接写入存储中心的iscsi磁盘存储设备上,如下图2所承:

图2
在dvs/ ip camera+ip network+iscsi raid的结构下,从逻辑上看非常像一个大规模的dvr,每个编码器都有自己的硬盘,只不过用基干网络iscsi代替了原理的pci总线。这种结构相对在理论上突破了传统结构的物理限制,网络的距离可以认为是无限的。但监控视频的存储本身并不是目的,它是应用中的一部分,是为视频检索、回放提供数据支持,所以我们需要从网络适应性和监控系统的基本要素实时视频、检索/回放等方面分析。
网络适应性
在以城市安防为代表的大型网络视频监控项目中,网络环境比较复杂,系统需要适应从adsl、vpdn、vpn到光纤专线等各种类型的网络,必须有很强的网络环境适应性,而这一点并不是direct—to—lscsi raid的长处,iscsi raid虽然有~定的管理功能,但毕竟不能与基于linux和windows的服务器相比,管理和应用相对比较简单,很难保证系统在复杂网络环境中的长时间稳定运行。
实时视频——带带
从上面的两张拓扑图可以看出,基于服务器存储转发的系统,每个视频只雳要一个流就可以完成实时查看和存储,而在direct-to-iscsi raid系统中视频的实时查看和存储需要2个不同的流,这样就对前端的网络带宽有了额外的要求,考虑到国内的网络情况,这种结构客观上提高了direct一to—iscsi rajd在广域网上的应用门槛和成本。
索引/检索/四放
对于监控系统而言,视频存储的目的在于快速的检索和回放,不能有效检索的数据设有意义,对于大型系统检索的关键是存储索引的建立。direct—to—iscsi raid系统是端到端的存储, iscsi rajd做为通用存储设备无法直接建立索引,索引需要一台单独的管理服务器完成,功能相对比较弱,一般只能完成基于时间的简单索引和检索。
在基于服务器的存储系统中,所有数据通过服务器中转存储,一般使用数据对录像进行管理,可以提供时间、报警.附加信息.关键图片等多种类型的索引和检索方式,并且可以根据用户需求比较快速的定制开发。
总结
direct—to—iscsi raid在网络条件比较简单的环境下,可以提供性能较高的视频数据存储能力,但功能性和网络适应性上目前还有欠缺,需要进一步的优化的发展,针对视频监控的专用iscsi raid是一个发展的方向,但随之而来的是各个dvs/ ipcamera和平台厂家之间的编解码兼容性、文件系统和索引结构兼容性等问题的困扰,比较难以形成通用的监控iscsi raid产品。
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