視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安防存儲(chǔ)

■ 黃麗婷

視頻數(shù)據(jù)往往是很多行業(yè)案例中事后查證的重要證據(jù)，在銀行、司法、平安城市等項(xiàng)目中，視頻圖像的存儲(chǔ)時(shí)間都在1-3個(gè)月甚至是更久。隨著高清監(jiān)控時(shí)代來(lái)臨，更清晰的圖像意味著更大的存儲(chǔ)容量、更多的設(shè)備數(shù)量，存儲(chǔ)產(chǎn)品必須具備更高的容量和性能，與監(jiān)控應(yīng)用更緊密的結(jié)合。

隨著安防行業(yè)日新月異的發(fā)展，產(chǎn)品與技術(shù)的不斷更新，各行各業(yè)安防解決方案對(duì)視頻監(jiān)控畫(huà)面質(zhì)量的要求越來(lái)越高，隨之對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求亦是越來(lái)越高。視頻數(shù)據(jù)往往是很多行業(yè)案例中事后查證的重要證據(jù)，在銀行、司法、平安城市等項(xiàng)目中，視頻圖像的存儲(chǔ)時(shí)間都在1-3個(gè)月甚至是更久。隨著高清監(jiān)控時(shí)代來(lái)臨，更清晰的圖像意味著更大的存儲(chǔ)容量、更多的設(shè)備數(shù)量，高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)由于其高分辨率和高碼流，使得存儲(chǔ)容量擴(kuò)大為標(biāo)清的2至4倍。流暢的高清畫(huà)質(zhì)需要龐大的后端存儲(chǔ)空間作支撐，高清數(shù)據(jù)流量的增加直接要求存儲(chǔ)設(shè)備增大錄像存儲(chǔ)容量。

此外，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的高清畫(huà)質(zhì)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的性能要求更高。視頻數(shù)據(jù)以流媒體方式寫入存儲(chǔ)設(shè)備或從存儲(chǔ)設(shè)備回放，與傳統(tǒng)的文件讀寫不同。多路視頻長(zhǎng)時(shí)間同時(shí)寫入同一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，要求存儲(chǔ)系統(tǒng)能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)作為監(jiān)控點(diǎn)視頻采集設(shè)備，其自身往往不帶長(zhǎng)效存儲(chǔ)介質(zhì)，更多的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，在后端專門的存儲(chǔ)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。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(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)、24小時(shí)連續(xù)不間斷作業(yè)等特點(diǎn)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)有著海量存儲(chǔ)的需求，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是每天每小時(shí)不間斷寫入，存放時(shí)間要求高，數(shù)據(jù)量隨時(shí)間增加線性增長(zhǎng)。對(duì)于一個(gè)平安城市項(xiàng)目而言，總的監(jiān)控路數(shù)通常幾千到上萬(wàn)路，上這對(duì)于傳統(tǒng)的存儲(chǔ)行業(yè)是難以想象的。高清監(jiān)控對(duì)存儲(chǔ)總帶寬要求較高，而在傳輸過(guò)程中編碼流和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的增大要求存儲(chǔ)設(shè)備能夠基于此特性，高效完整地實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的安全寫入。因此，穩(wěn)定性高、擴(kuò)展性良好的后端管理存儲(chǔ)設(shè)備也是打造高清系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。

針對(duì)高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)設(shè)備的性能則顯得至關(guān)重要。如何確保大容量下系統(tǒng)存儲(chǔ)的穩(wěn)定性，各個(gè)廠家的解決方法不盡相同。如金三立采用E-NVS嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻管理平臺(tái)，其集嵌入式服務(wù)器、嵌入式中心管理軟件、大容量磁盤陣列等于一體，支持海量存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展。同時(shí)，為了保障大量傳輸數(shù)據(jù)的安全性，E-NVS磁盤支持多種RAID方式和熱備份功能，如RAID5可以支持1塊硬盤損壞的冗余特性。另外，整套系統(tǒng)會(huì)配備E-NVS主機(jī)和備用機(jī)及專門的雙機(jī)熱備軟件，多方保障數(shù)據(jù)安全。如遇大型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，E-NVS存儲(chǔ)系統(tǒng)可拓展為IP SAN模式，IP SAN是一種將存儲(chǔ)設(shè)備、連接設(shè)備和接口集成在一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)。IP SAN本身就是一個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，承擔(dān)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)任務(wù)，IP SAN網(wǎng)絡(luò)與LAN業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)相隔離，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)流不會(huì)占用業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)帶寬，IP SAN存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)的是直接對(duì)物理硬件的塊級(jí)存儲(chǔ)訪問(wèn)，提高了存儲(chǔ)的性能和升級(jí)能力及存儲(chǔ)設(shè)備的利用率。其次，這種集中化的虛擬存儲(chǔ)方式能有效進(jìn)行存儲(chǔ)資源分配與管理，在處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和應(yīng)用服務(wù)時(shí)，顯得游刃有余。

另外，安防監(jiān)控應(yīng)用中，由于需要大量存儲(chǔ)設(shè)備，而存儲(chǔ)設(shè)備中的海量數(shù)據(jù)，必須被有效的管理起來(lái)，對(duì)最終用戶的使用提供方便可靠的支持，這就對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的集中管理有著一定的要求。另外網(wǎng)絡(luò)化要求亦是視頻系統(tǒng)存儲(chǔ)不可或缺的一個(gè)大需求。TCP/IP網(wǎng)絡(luò)是安防監(jiān)控技術(shù)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)技術(shù)將在安防監(jiān)控技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程中發(fā)揮不可替代的作用。

面對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的以上存儲(chǔ)需求，目前監(jiān)控市場(chǎng)存在以下技術(shù)措施：

DVR存儲(chǔ)

DVR存儲(chǔ)是目前最常見(jiàn)的一種存儲(chǔ)模式，編解碼器設(shè)備直接掛接硬盤，由于編解碼設(shè)備性能的限制，一般采用硬盤順序?qū)懭氲哪Ｊ健ｋS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)丟失的幾率亦在同步增長(zhǎng)，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(diǎn)是：價(jià)格較低，使用較方便，適合于小規(guī)模、分布式的部署。

編碼器直連存儲(chǔ)

編解碼器外掛存儲(chǔ)設(shè)備，通過(guò)編解碼器的外部存儲(chǔ)接口連接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存儲(chǔ)協(xié)議擴(kuò)展。這種方式可實(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(guò)RAID技術(shù)在可靠性上得到了一定保證。其中SATA/USB模式不能共享并且擴(kuò)展能力較低，逐漸被淘汰;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。但是這種方式由于需要依靠流媒體服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和檢索，容易在流媒體轉(zhuǎn)發(fā)這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)瓶頸。

集中存儲(chǔ)

服務(wù)器連接前端編解碼器，通過(guò)流媒體協(xié)議下載數(shù)據(jù)，然后存放到存儲(chǔ)設(shè)備上。服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間可以通過(guò)SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)議連接。集中存儲(chǔ)方式適合于大中型平臺(tái)的部署。集中存儲(chǔ)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(lái)講，F(xiàn)C存儲(chǔ)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(chǔ)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(jià)比。

NVR存儲(chǔ)

NVR作為DVR的升級(jí)產(chǎn)品，完全是時(shí)興的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的產(chǎn)物，其可接收IPC、DVS等設(shè)備傳輸?shù)臄?shù)字視頻碼流，并進(jìn)行存儲(chǔ)、管理。傳統(tǒng)嵌入式DVR系統(tǒng)適用于模擬系統(tǒng)，其受到傳輸距離以及模擬信號(hào)損失的影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程部署，而NVR適用的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，則不會(huì)受到地域的限制。另外，NVR的布線安裝都更為便捷，系統(tǒng)連接只需一條網(wǎng)線即可，既降低了成本，同時(shí)通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)搜索IP，簡(jiǎn)單調(diào)試，就可以投入使用。除此之外，現(xiàn)有的NVR安全性更強(qiáng)，其不僅支持中心存儲(chǔ)、前端存儲(chǔ)、客戶端存儲(chǔ)等多種存儲(chǔ)方式，同時(shí)支持互備功能，保證系統(tǒng)故障時(shí)，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。不僅如此，目前NVR還支持使用AES碼流加密、用戶認(rèn)證和授權(quán)等這些手段來(lái)確保網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的安全，進(jìn)一步提高了NVR的監(jiān)控環(huán)境安全性。NVR能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率、高質(zhì)量實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且簡(jiǎn)單易用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，NVR系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號(hào)數(shù)字化，通過(guò)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。

以上幾種方式在目前監(jiān)控市場(chǎng)中應(yīng)用較多的幾類，并且在各自的應(yīng)用中都發(fā)揮著不可或缺的作用。除此目前大力推廣的還有云存儲(chǔ)技術(shù)。云存儲(chǔ)是在云計(jì)算概念上發(fā)展而來(lái)的，其主要是指通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或者分布式文件系統(tǒng)，將網(wǎng)絡(luò)中不同類型的的存儲(chǔ)設(shè)備在應(yīng)用層面集合起來(lái)協(xié)同工作、共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)的系統(tǒng)。時(shí)下面對(duì)高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控海量的存儲(chǔ)需求，推出云存儲(chǔ)技術(shù)主要有以下原因：一、云存儲(chǔ)能解決大規(guī)模系統(tǒng)的存儲(chǔ)需求，且擴(kuò)展方便，在存儲(chǔ)管理上可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，通過(guò)自動(dòng)分配數(shù)據(jù)，有效整合存儲(chǔ)資源，提高存儲(chǔ)空間的利用率。二、云存儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)全虛擬化，更大程度上簡(jiǎn)化應(yīng)用環(huán)節(jié)，通過(guò)授權(quán)方式用戶可以同時(shí)登陸空間進(jìn)行視頻瀏覽和數(shù)據(jù)訪問(wèn)，在保證存儲(chǔ)空間的同時(shí)，滿足瀏覽、共享功能。雖然目前云存儲(chǔ)技術(shù)能從橫向和縱向上進(jìn)行存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的存儲(chǔ)性能，然而，云存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用也并不成熟，有待進(jìn)一步完善后進(jìn)行市場(chǎng)檢驗(yàn)。

未來(lái)安防技術(shù)的突飛猛進(jìn)給視頻網(wǎng)絡(luò)高清存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來(lái)的革新將是多技術(shù)的融合與應(yīng)用，隨著安防監(jiān)控技術(shù)與用戶需求相結(jié)合的趨勢(shì)愈加明顯，在安防監(jiān)控產(chǎn)品集成實(shí)施過(guò)程中，存儲(chǔ)技術(shù)也必須不斷適應(yīng)安防監(jiān)控的應(yīng)用特點(diǎn)，不斷的完善自己，新技術(shù)的不斷開(kāi)發(fā)和成熟方案的不斷完善與結(jié)合是大勢(shì)所趨。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的時(shí)代背景下，可以預(yù)見(jiàn)的是行業(yè)內(nèi)逐步統(tǒng)一和完善的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議，各類子系統(tǒng)的合理規(guī)劃與對(duì)接應(yīng)用，有效打造社會(huì)生活大網(wǎng)絡(luò)的各環(huán)節(jié)。視頻監(jiān)控的高清化、智能化則需要存儲(chǔ)技術(shù)從容量、性能、應(yīng)用、適用性上做更多改進(jìn)：高清監(jiān)控需要傳輸帶寬更大、容量要求更高，存儲(chǔ)產(chǎn)品必須具備更高的容量和性能，存儲(chǔ)技術(shù)需要與監(jiān)控應(yīng)用更緊密的結(jié)合，能夠針對(duì)特定的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)。