云存儲(chǔ)：讓“安防云”不再飄渺

文/汪福龍

云，一個(gè)讓人看得見，摸不到的東西；同樣，云技術(shù)，讓許多人聽得多，懂得少的技術(shù)。然而在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，云技術(shù)已然成為一種趨勢(shì)，屬于資源的高度整合，復(fù)用的典型手段。然而作為云技術(shù)的典型應(yīng)用，云存儲(chǔ)讓我們有了實(shí)際的概念，讓安防這塊“云”不再飄渺。安防作為中國的朝陽行業(yè)，當(dāng)然不能落下腳步，尤其在視頻監(jiān)控領(lǐng)域。

隨著高清技術(shù)的普及，720P、1080P視頻已經(jīng)遍地開花，同時(shí)基于對(duì)清晰度的追求，時(shí)候智能分析的處理，500W、800W、甚至上千萬更高分辨率的攝像機(jī)開始嶄露頭角；如此高清的監(jiān)控，問題也伴隨而來；高清視頻數(shù)據(jù)動(dòng)輒幾G到幾十G的文件，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的容量、讀寫性能、可靠性、擴(kuò)展性等都提出了更高的要求，對(duì)于存儲(chǔ)廠商而言也面臨著更大的挑戰(zhàn)；如何在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中選用適宜的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案，顯得格外重要。站在系統(tǒng)建設(shè)角度考慮，需要充分考慮功能集成度、數(shù)據(jù)安全性、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，系統(tǒng)可擴(kuò)展性、性能及成本各方面因素。高清監(jiān)控系統(tǒng)碼率大、數(shù)據(jù)量大、可靠性要求較高，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

要求較高的并發(fā)讀寫能力，海量視頻數(shù)據(jù)的檢索及智能分析能力，可靠安全的數(shù)據(jù)保護(hù)能力，

靈活便捷的空間擴(kuò)展能力等； 面對(duì)以上高清存儲(chǔ)的挑戰(zhàn)，讓我們看看有哪些存儲(chǔ)解決方案：

節(jié)點(diǎn)式存儲(chǔ)系統(tǒng)

節(jié)點(diǎn)NVR架構(gòu)主要面向小型高清監(jiān)控系統(tǒng)，高清前端數(shù)量一般在幾十路以內(nèi)。系統(tǒng)建設(shè)中沒有大型的存儲(chǔ)監(jiān)控中心機(jī)房，存儲(chǔ)容量相對(duì)較小，用戶體驗(yàn)度、系統(tǒng)功能集成度要求較高。

為應(yīng)對(duì)此種監(jiān)控系統(tǒng)，天地偉業(yè)公司M7系列節(jié)點(diǎn)式NVR，融合雙HDMI本地高清顯示、代理轉(zhuǎn)發(fā)、豐富UI界面以及智能分析功能，不但可以存儲(chǔ)16路高清視頻圖像，而且在視頻數(shù)據(jù)的智能分析、快速檢索定位方面都做了深度優(yōu)化。此種架構(gòu)面向小型系統(tǒng)，接入高清前端的路數(shù)較少，不同節(jié)點(diǎn)視頻數(shù)據(jù)無法共享，但系統(tǒng)功能集成度高，可以作為大型系統(tǒng)中的分布節(jié)點(diǎn)來應(yīng)用部署。在市場應(yīng)用層面，超市、店鋪、小型企業(yè)、政法行業(yè)中基本管理單元等應(yīng)用較為廣泛。

集中式存儲(chǔ)系統(tǒng)

平臺(tái)SAN架構(gòu)主要面向中大型高清監(jiān)控系統(tǒng)，前端路數(shù)成百上千甚至上萬。一般多采用IP SAN或FC SAN搭建高清視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)。作為監(jiān)控平臺(tái)的重要組成部分，前端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)通過錄像存儲(chǔ)管理模塊存儲(chǔ)到SAN中。

此種架構(gòu)接入高清前端路數(shù)相對(duì)節(jié)點(diǎn)NVR有了較高提升，具備快捷便利的可擴(kuò)展性，技術(shù)成熟。對(duì)于IP SAN而言，雖然在ISCSI環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)并發(fā)讀寫傳輸速率有所消耗，但其憑借擴(kuò)展性良好、硬件平臺(tái)通用、海量數(shù)據(jù)可充分共享等優(yōu)點(diǎn)，仍然得到很多客戶的青睞。天地偉業(yè)IP SAN硬件配置冗余電源、支持RAID0、1、5、6技術(shù)，可確保用戶高清視頻數(shù)據(jù)可靠安全；多網(wǎng)口支持負(fù)載均衡功能，可有效應(yīng)對(duì)高清系統(tǒng)的并發(fā)讀寫。

FC SAN在行業(yè)用戶、封閉存儲(chǔ)系統(tǒng)中應(yīng)用較多，比如縣級(jí)或地級(jí)市高清監(jiān)控項(xiàng)目，大數(shù)據(jù)量的并發(fā)讀寫對(duì)千兆網(wǎng)絡(luò)交換提出了較大的挑戰(zhàn)，但應(yīng)用FC SAN構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立的存儲(chǔ)子系統(tǒng)，可以有效解決上述問題。

面對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)大文件、隨機(jī)讀寫的特點(diǎn)，平臺(tái)SAN架構(gòu)系統(tǒng)不同存儲(chǔ)單元之間的數(shù)據(jù)共享冗余方面還有待提高；從高性能服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)視頻數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)空間的策略，從系統(tǒng)架構(gòu)而言也增加了隱患故障點(diǎn)、ISCSI帶寬瓶頸導(dǎo)致無法充分利用硬件數(shù)據(jù)并發(fā)性能、接入前端數(shù)據(jù)較少。上述問題催生了平臺(tái)NVR架構(gòu)解決方案。

天地偉業(yè)平臺(tái)NVR架構(gòu)以存儲(chǔ)系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)管理存儲(chǔ)的核心環(huán)節(jié)，減少了存儲(chǔ)服務(wù)器的部署，前端的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)直接寫入存儲(chǔ)單元中，監(jiān)控平臺(tái)及客戶端可以從存儲(chǔ)單元中直接讀取或調(diào)用視頻數(shù)據(jù)。

該方案在系統(tǒng)架構(gòu)上省去了存儲(chǔ)服務(wù)器，消除了上文提到的性能瓶頸和單點(diǎn)故障隱患。大幅度提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的寫入和檢索速度；同時(shí)也徹底消除了傳統(tǒng)文件系統(tǒng)由于供電和網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定帶來的文件系統(tǒng)損壞等問題。

圖1 集中式存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)

平臺(tái)NVR中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可同時(shí)供多個(gè)客戶端隨時(shí)查詢，點(diǎn)播，當(dāng)用戶需要查看多個(gè)已保存的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)時(shí)，可通過授權(quán)的視頻監(jiān)控客戶端直接查詢并點(diǎn)播相應(yīng)位置的視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行歷史圖像的查看。由于數(shù)據(jù)管理服務(wù)器具有監(jiān)控系統(tǒng)所有監(jiān)控點(diǎn)的錄像文件的索引，因此通過平臺(tái)CMS授權(quán)，視頻監(jiān)控客戶端可以查詢并點(diǎn)播整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)上所有監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)據(jù)，這個(gè)過程對(duì)用戶而言也是透明的。

在目前高清系統(tǒng)大范圍普及的情況下，平臺(tái)型NVR逐步占據(jù)更加重要的地位。在部署方面適合中大型監(jiān)控系統(tǒng)。

基于云技術(shù)的存儲(chǔ)方案

云存儲(chǔ)是在云計(jì)算(cloud computing)概念上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新的概念，是指通過集群應(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(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和帶寬的提高，云存儲(chǔ)在視頻監(jiān)控前景越來越廣闊；云存儲(chǔ)作為未來發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，主要有以下優(yōu)勢(shì)：

·成本優(yōu)勢(shì)：云存儲(chǔ)不是存儲(chǔ)，而是服務(wù)；就如同云狀的廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，云存儲(chǔ)對(duì)使用者來講，不是指某一個(gè)具體的設(shè)備，而是指一個(gè)由許許多多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器所構(gòu)成的集合體。使用者使用云存儲(chǔ)，并不是使用某一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，而是使用整個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。這樣使用者無需在服務(wù)器，硬盤等后端存儲(chǔ)設(shè)備上投資更多，只需投資部分服務(wù)費(fèi)用，大大減少成本的投入；

·存儲(chǔ)智能化，效率更高：所有的存儲(chǔ)資源被整合在一起，用戶看到的是單一的存儲(chǔ)空間；同時(shí)云存儲(chǔ)大大提高了存儲(chǔ)效率，通過虛擬化技術(shù)解決了存儲(chǔ)空間的浪費(fèi)，可以自動(dòng)重新分配數(shù)據(jù)，提高了存儲(chǔ)空間的利用率；例如用戶需要500T的存儲(chǔ)空間，他只需要租用500T的服務(wù)，如果需要增加空間，只需提高租用空間；

·數(shù)據(jù)檢索更迅速，針對(duì)系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生PB級(jí)海量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)量達(dá)數(shù)十臺(tái)上百臺(tái)，因此管理方式的科學(xué)高效顯得十分重要。云存儲(chǔ)可提供基于集群管理技術(shù)的多設(shè)備集中管理工具，具有設(shè)備集中監(jiān)控、集群管理、系統(tǒng)軟硬件運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控、主動(dòng)報(bào)警，圖像化系統(tǒng)檢測(cè)等功能。在海量視頻存儲(chǔ)檢索應(yīng)用中，檢索性能尤為重要。傳統(tǒng)文件系統(tǒng)中，文件檢索采用的是“目錄-＞子目錄-＞文件-＞定位”的檢索步驟，在海量數(shù)據(jù)的高清視頻監(jiān)控，目錄和文件數(shù)量十分可觀，這種檢索模式的效率就會(huì)大打折扣。采用序號(hào)文件定位可以有效解決該問題。

·云存儲(chǔ)可以提供非常高的的系統(tǒng)冗余和安全性。當(dāng)在線存儲(chǔ)系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，熱備機(jī)可以立即接替服務(wù)，當(dāng)故障恢復(fù)時(shí)，服務(wù)和數(shù)據(jù)回遷;若故障機(jī)數(shù)據(jù)需要調(diào)用，可以將故障機(jī)的磁盤插入到冷備機(jī)中，實(shí)現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的立即可用。

作為未來安防存儲(chǔ)發(fā)展的一種趨勢(shì)，目前，云存儲(chǔ)廠商正在將各類搜索、應(yīng)用技術(shù)和云存儲(chǔ)相結(jié)合，以便能夠向企業(yè)提供一系列的數(shù)據(jù)服務(wù)；但是，云存儲(chǔ)的發(fā)展?fàn)顩r仍受限于以下幾個(gè)因素：

·網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，真正的云存儲(chǔ)系統(tǒng)將會(huì)是一個(gè)多區(qū)域分布、遍布全國、甚至于遍布全球的龐大公用系統(tǒng)，使用者需要通過ADSL、DDN等寬帶接入設(shè)備來連接云存儲(chǔ)。只有寬帶網(wǎng)絡(luò)得到充足的發(fā)展，使用者才有可能獲得足夠大的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，實(shí)現(xiàn)大量容量數(shù)據(jù)的傳輸，真正享受到云存儲(chǔ)服務(wù)，否則只能是空談；

·數(shù)據(jù)安全性：從云計(jì)算誕生，安全性一直是企業(yè)實(shí)施云計(jì)算首要考慮的問題之一，同樣，在云存儲(chǔ)方面，安全仍是首要考慮的問題。許多用戶對(duì)云存儲(chǔ)的安全要求甚至高于它們自己的架構(gòu)所能提供的安全水平。既便如此，面對(duì)如此高的不現(xiàn)實(shí)的安全要求，許多大型的可信賴的云存儲(chǔ)廠商也在努力滿足它們的要求，構(gòu)建比多數(shù)企業(yè)數(shù)據(jù)中心安全得多的數(shù)據(jù)中心，并通過可與NSA(美國國家安全局)媲美的加密層和保護(hù)層來保護(hù)存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)。如今，用戶通常發(fā)現(xiàn)云存儲(chǔ)具有更少的安全漏洞，而且云存儲(chǔ)所提供的安全性水平要比用戶自己的數(shù)據(jù)中心所能提供的安全水平還要高。

·應(yīng)用存儲(chǔ)的發(fā)展：云存儲(chǔ)不僅僅是存儲(chǔ)，更多的是應(yīng)用。應(yīng)用存儲(chǔ)是一種在存儲(chǔ)設(shè)備中集成了應(yīng)用軟件功能的存儲(chǔ)設(shè)備，它不僅具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，還具有應(yīng)用軟件功能，可以看作是服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的集合體。應(yīng)用存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展可以大量減少云存儲(chǔ)中服務(wù)器的數(shù)量，從而降低系統(tǒng)建設(shè)成本，減少系統(tǒng)中由服務(wù)器造成單點(diǎn)故障和性能瓶頸，減少數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)，提供系統(tǒng)性能和效率，保證整個(gè)系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

同時(shí)云存儲(chǔ)還要面對(duì)web2.0技術(shù)、應(yīng)用存儲(chǔ)技術(shù)、文件系統(tǒng)、P2P、數(shù)據(jù)壓縮、CDN技術(shù)、虛擬化技術(shù)的限制。云儲(chǔ)存技術(shù)的成熟，還有很長的路要走。

結(jié)束語

隨著高清監(jiān)控的發(fā)展，用戶的要求從看的見到看得清；高清視頻海量數(shù)據(jù)對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、檢索能力、節(jié)能環(huán)保、成本等各方面都有很高要求；未來的安防市場的布局將會(huì)有兩個(gè)趨勢(shì)：一個(gè)是小規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以NVR為主；另一個(gè)是大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將會(huì)以云存儲(chǔ)為主。

天地偉業(yè)公司基于節(jié)點(diǎn)式NVR、平臺(tái)SAN架構(gòu)、平臺(tái)NVR架構(gòu)，提供更加簡便的架構(gòu)、更高的性能，更全面的服務(wù)，是目前最佳的高清海量視頻存儲(chǔ)解決方案。新一代的云存儲(chǔ)解決方案，可為用戶提供智能存儲(chǔ)、分析等服務(wù)，特別適合大規(guī)模的視頻監(jiān)控部署。相信隨著云技術(shù)的發(fā)展，我們的監(jiān)控存儲(chǔ)方案會(huì)更加簡單、便捷、有效！