淺析監控存儲在平安城市建設中的應用

從2004年開(kāi)始的平安城市建設發(fā)展至今，以城市為單位的視頻監控系統經(jīng)歷了從無(wú)到有，從點(diǎn)到面，從單一監控到復雜的智能分析監控的發(fā)展和變革?！皹嫿ㄉ鐣?huì )主義和諧社會(huì )”這一建設目標的實(shí)施，使得模擬監控正逐步被網(wǎng)絡(luò )高清監控所取代。因此平安城市建設使得網(wǎng)絡(luò )監控攝像機得到了一次前所未有的快速發(fā)展期。正是基于此，監控存儲才得以出現巨大發(fā)展空間。

當下平安城市的監控存儲需求

在平安城市建設的早中期，網(wǎng)絡(luò )化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，與前端網(wǎng)絡(luò )攝像機配套的后端存儲產(chǎn)品NVR也在近八年逐漸浮出水面。平安城市已經(jīng)成為高清的主戰場(chǎng)，NVR+高清IP攝像機在當時(shí)是最具性?xún)r(jià)比的建設方案，它可以有效降低部署成本，促進(jìn)高清監控的普及;另一方面，NVR的靈活性以及一體化設計帶來(lái)的低成本特質(zhì)，能夠大大增強高清監控的易用性和實(shí)用性，對市場(chǎng)應用推廣也具有很大的推動(dòng)作用。

然而，任何建設不可能一勞永逸。在近三年，隨著(zhù)全國各地平安城市甚至是智慧城市建設速度的加快，每個(gè)平安項目監控點(diǎn)成千上萬(wàn)，甚至數十萬(wàn)。根據政府、公安部門(mén)的要求，平安城市監控錄像資料至少保存15天以上，因此產(chǎn)生的海量數據是非常驚人的，采用傳統的硬盤(pán)錄像機(NVR)無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際的需求，但是作為其海量存儲的載體——存儲系統卻往往由于性能、價(jià)格、兼容性等多方面因素成為困擾安防廠(chǎng)商的一個(gè)難題。

那么，當下平安城市需要什么樣的監控存儲系統呢?

高容量：高清化帶來(lái)存儲容量猛增，需要穩定可靠的大容量存儲：提高單套系統容量：通過(guò)SAS擴展級聯(lián)多個(gè)JBOD，支持3TB、4TB硬盤(pán)，增強RAID健壯性;使用集群存儲系統：增強存儲系統彈性擴展能力，彌補單機可靠性不足

高性能：高清監控對存儲總帶寬要求較高，而且存儲性能要根據監控特點(diǎn)進(jìn)行調優(yōu);

高能效：海量存儲部署的背后是大量的能源消耗、高昂的使用成本，監控設備都應是低功耗設計;

高密度：監控對存儲最基本的需求就是降低每TB成本、每槽位成本。高清監控普及后，原有3U16盤(pán)位設備，單臺存儲容量有限，高盤(pán)位存儲可以支持更多攝像頭;4U24盤(pán)位以上的高密度存儲，可以有效降低每槽位成本、提高單臺存儲容量、節省機架空間;

高適用：存儲必須針對監控實(shí)際需求進(jìn)行設計，解決客戶(hù)痛點(diǎn)才能生存：文件碎片過(guò)多導致性能下降、斷電后文件系統易損、流媒體直寫(xiě)、高效率的索引結構。

平安城市主流存儲技術(shù)應用分析

如果依據平安城市監控網(wǎng)絡(luò )建置架構，在系統視頻數據的集中存儲方式上可以實(shí)行的方式有以下幾種：

DAS

DAS即直接連接存儲方式，采用SCSI和FC技術(shù)，將外掛存儲裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò )線(xiàn)或光纖鏈接，直接連接到一臺工作站上，數據存儲是整個(gè)服務(wù)器結構的一部分方式。

NAS

NAS即網(wǎng)絡(luò )附掛存儲，這是一種專(zhuān)業(yè)的網(wǎng)絡(luò )檔案存儲服務(wù)器，或稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò )直連存儲裝置，使用NFS 或 CIFS協(xié)議，通過(guò) TCP/IP進(jìn)行檔案訪(fǎng)問(wèn)。

SAN

SAN即存儲局域網(wǎng)絡(luò )，以數據存儲為中心的專(zhuān)用儲存網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )結構可伸縮，可實(shí)現存儲設備和應用服務(wù)器之間數據塊級的I/O數據訪(fǎng)問(wèn)。按照所使用的協(xié)議和介質(zhì)，SAN分為FC-SAN、IP-SAN。

IPSAN目前在平安城市是幾種存儲技術(shù)最常見(jiàn)的應用，其優(yōu)勢有幾點(diǎn)：

1、協(xié)議本身沒(méi)有距離限制

由于使用TCP/IP進(jìn)行傳輸，他不但可以在局域網(wǎng)中進(jìn)行部署，也可以跨過(guò)路由設備在廣域網(wǎng)中進(jìn)行部署，大大擴展了iSCSI存儲網(wǎng)絡(luò )的部署范圍。

2、易于使用

由于通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，用戶(hù)可以利用現有的以太網(wǎng)設施來(lái)部署iSCSI存儲網(wǎng)絡(luò )，而不需要更改用戶(hù)的網(wǎng)絡(luò )體系。iSCSI結構簡(jiǎn)單，容易理解，協(xié)議通用，不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品可以有機的結合起來(lái)共同使用。

3、易于擴展

由于iSCSI存儲系統可以直接在現有的網(wǎng)絡(luò )系統中進(jìn)行組建，并不需要改變網(wǎng)絡(luò )體系，加上運用交換機來(lái)連接存儲設備，對于需要增加存儲空間的企業(yè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，只需要增加存儲設備就可完全滿(mǎn)足，因此，iSCSI存儲系統的可擴展性高。

而FCSAN是IPSAN同門(mén)師兄，其問(wèn)世時(shí)間更早，在諸多方面技術(shù)更加成熟。對于平安城市建設項目，FCSAN最大的優(yōu)勢在于其出色的性能。目前的主流FC產(chǎn)品的帶寬為2Gb/s，4Gb/s產(chǎn)品也已經(jīng)相當普遍，這是FCSAN高性能的標志。而光纖磁盤(pán)本身的高性能，也為FC磁盤(pán)陣列提供了高速運轉的基礎。FCSAN的高性能帶來(lái)的另外一個(gè)特點(diǎn)就是高成本，從光纖陣列本身到光纖磁盤(pán)再到光纖交換設備、光纖HBA卡等周邊設備的成本都是最高的，而采用光纖磁盤(pán)陣列帶來(lái)的管理維護成本，也將是用戶(hù)一筆不小的開(kāi)支。北京智慧倉存儲技術(shù)有限公司認為，由于光纖盤(pán)陣比IPSAN/NAS錄像帶寬高4倍以上，以保證錄像質(zhì)量為標準，采用光纖磁盤(pán)陣列可大幅降低存儲設備的使用臺數。以銀行100路高清為例，如果采用IPSAN/NAS存儲，單臺設備寫(xiě)入帶寬約200Mbps。如要滿(mǎn)足100路高清共800Mbps的寫(xiě)入帶寬，則需要4臺存儲服務(wù)器和4臺IPSAN/NAS磁盤(pán)陣列。而智慧倉光纖磁盤(pán)陣列單臺寫(xiě)入帶寬遠高于1Gbps，因此只需要1臺存儲服務(wù)器和1臺磁盤(pán)陣列就能滿(mǎn)足100路高清(800Mbps)的錄像帶寬要求。

還需指出的是，就穩定性而言，FCSAN相較于IPSAN毫不示弱，首先，在傳輸可靠性方面，采用光纖連接，不受環(huán)境電磁干擾，數據傳輸可靠性高;錯碼率大大降低，圖像質(zhì)量能保證;其次，協(xié)議處理穩定可靠：采用光纖卡硬件處理協(xié)議，穩定性最高。而IPSAN/NAS采用軟件進(jìn)行協(xié)議處理，穩定性受服務(wù)器環(huán)境影響較大，容易出現斷網(wǎng)、斷流和掉盤(pán)符現象;最后，獨立網(wǎng)絡(luò )，不占用視頻傳輸網(wǎng)絡(luò )帶寬，保證視頻傳輸更加穩定。

結束語(yǔ)：

高清與海量存儲發(fā)展到網(wǎng)絡(luò )階段，在平安城市項目中重點(diǎn)不再僅僅是簡(jiǎn)單的存儲，而是如何能在海量信息當中達到快速、準確的錄像訪(fǎng)問(wèn)和存取才是大家關(guān)注的。存儲的管理功能格外重要，因此，如何為用戶(hù)提供高性能、高性?xún)r(jià)比、穩定、易擴展、管理的解決方案才是 平安城市儲存迫切需要的。