小微規(guī)模監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)后端低成本可靠存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)

摘 要：本文介紹了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的組成和后端存儲(chǔ)在其中的意義，并對(duì)于小微規(guī)模監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的后端存儲(chǔ)，提出一種基于Linux主機(jī)和RAID技術(shù)的低成本存儲(chǔ)方案和實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)；存儲(chǔ)

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的普及和人們對(duì)安全的需求使得安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于各行各業(yè)之中。

一、安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是由網(wǎng)絡(luò)攝像頭、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信設(shè)備、后端存儲(chǔ)、服務(wù)器等一起構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。其主要功能是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)攝像頭收集實(shí)時(shí)的視頻信息，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)線纜輸送到后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行處理后，形成分段的視頻文件存儲(chǔ)到后端的存儲(chǔ)中。存儲(chǔ)下來(lái)的視頻文件可以作為后期取證的證據(jù)，所以安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對(duì)社會(huì)安全有著很重要的作用。

安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模大小不一，大的如一座城市的整體交通監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，小的小到一家便利店的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，其規(guī)模取決于該監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的功能和監(jiān)控范圍。一般來(lái)說(shuō)，安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)按其規(guī)?？梢苑譃槌笮汀⒋笮?、中型、小型、微型這五個(gè)級(jí)別。微型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控點(diǎn)位在10個(gè)以下，小型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控點(diǎn)位在10-50個(gè)，中型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控點(diǎn)位在50-100個(gè)，大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控點(diǎn)位在100-400個(gè)，超大型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控點(diǎn)位在400個(gè)以上。

二、后端存儲(chǔ)

后端存儲(chǔ)是安防監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，其主要功能是作為整個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)池存儲(chǔ)前端網(wǎng)絡(luò)攝像頭收集到的視頻資料。后端存儲(chǔ)通常由數(shù)塊大容量硬盤通過(guò)陣列卡或陣列器組成磁盤陣列構(gòu)成。

一般來(lái)說(shuō)，整體的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)解決方案提供商提供的商業(yè)方案中會(huì)包含這一部分設(shè)備，對(duì)于中型以上規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，配置專門的磁盤陣列是有必要的，因?yàn)槠淝岸司W(wǎng)絡(luò)攝像頭點(diǎn)位多，捕捉信息量大。但是，對(duì)于小型和微型規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，購(gòu)置價(jià)格不菲的磁盤陣列就有些成本過(guò)高，且有些殺雞用牛刀的感覺(jué)。

另外，作為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的后端存儲(chǔ)，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)文件要求較長(zhǎng)的時(shí)效性，因此需要有較好的可靠性，即存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)不易丟失。

所以小型和微型監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的后端存儲(chǔ)更適合于使用低成本的解決方案，用Linux系統(tǒng)的主機(jī)組建基于RAID技術(shù)的軟陣列。

三、RAID技術(shù)

RAID技術(shù)是將數(shù)塊硬盤聯(lián)合組成一個(gè)整體的磁盤組，利用整個(gè)磁盤組來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)讀寫，從而提升磁盤的系統(tǒng)效能。

RAID技術(shù)有不同的級(jí)別，按選定的級(jí)別不同，分別可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容、冗余備份等效果。

0級(jí)，即RAID0，這種RAID主要用于擴(kuò)容，組成的磁盤組的容量等于加入磁盤組的所有磁盤之和，可以有效解決存儲(chǔ)單盤容量過(guò)小的問(wèn)題。但是，其缺點(diǎn)也很明顯，RAID0使用全部磁盤作為有效存儲(chǔ)，完全沒(méi)有任何冗余空間，數(shù)據(jù)處于不可靠狀態(tài)，一旦組成RAID0的磁盤中有成員損壞，將丟失整個(gè)磁盤組的數(shù)據(jù)。

1級(jí)，即RAID1，這種RAID主要用于冗余備份，通常由2塊相同容量的磁盤組成，但有效存儲(chǔ)僅使用其中的一塊，另一塊則用作鏡像備份，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是2塊盤存放了同樣的數(shù)據(jù)。如此，雖然損失了一半的存儲(chǔ)容量，但卻帶來(lái)了最高的數(shù)據(jù)可靠性，無(wú)論其中哪一塊磁盤損壞，都不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。在實(shí)際工作中，對(duì)于一些一定不能中斷的服務(wù)，為了實(shí)現(xiàn)其單盤損壞后的自動(dòng)恢復(fù)，還可以再2塊盤之外再設(shè)置一塊熱備盤。當(dāng)一塊磁盤損壞時(shí)，熱備盤會(huì)立刻替換掉損壞的磁盤進(jìn)入磁盤組開(kāi)始工作，并向另一塊工作磁盤完成數(shù)據(jù)同步。

很明顯，對(duì)于數(shù)據(jù)量不大、數(shù)據(jù)可靠性要求高的小微規(guī)模監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)后端存儲(chǔ)，RAID1才是適合的級(jí)別。

四、低成本可靠存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)

整個(gè)存儲(chǔ)由一臺(tái)X86構(gòu)架的PC機(jī)掛2塊硬盤組成。

硬盤可以使用TB級(jí)的普通SATA 磁盤2塊。PC主機(jī)要求不高，即便是老舊的單核X86構(gòu)架主機(jī)也可以安裝Linux系統(tǒng)的Text模式，完全可以勝任存儲(chǔ)服務(wù)器的任務(wù)。

1、安裝Linux操作系統(tǒng)

Linux系統(tǒng)有很多發(fā)行版，可以隨意選擇自己喜歡的，如Debian、Redhat、CentOS都是不錯(cuò)的選擇，為了降低系統(tǒng)的資源消耗，建議選擇Text模式，不安裝Linux系統(tǒng)的桌面環(huán)境。

這里，筆者使用CentOS6.5。

2、配置安裝mdadm

mdadm是Linux系統(tǒng)下用于管理和構(gòu)建RAID的軟件，一般會(huì)預(yù)裝在系統(tǒng)中。如果選擇最小安裝模式，系統(tǒng)中可能沒(méi)有它。

不確定有沒(méi)有安裝時(shí)可以使用下面的命令檢索查看。

五、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于小微規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，可以用Linux主機(jī)上組建RAID1的方式來(lái)作為后端的存儲(chǔ)池，可以有效降低監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的組建成本。

作者簡(jiǎn)介：

吳佳驊（1984.02--）；性別：男，籍貫：湖北武漢人，民族：土家族，學(xué)歷：本科，畢業(yè)于華中師范大學(xué)；現(xiàn)有職稱：講師；研究方向：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。