視頻監(jiān)控存儲解決方案

XX視頻監(jiān)控存儲解決方案目錄第一章 視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng) 1 需求分析 1系統(tǒng)可靠性需求 1數(shù)據(jù)可靠性需求 2高可擴(kuò)展性需求 3帶寬需求 3性能需求 3節(jié)能需求 4系統(tǒng)兼容性需求 4平安性需求 5第二章 集中監(jiān)控存儲解決方案 6 系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)造圖 6 視頻監(jiān)控容量計算 7 其他相關(guān)設(shè)備配置 9 集中監(jiān)控存儲方案的優(yōu)勢 9第三章 產(chǎn)品簡介 11 NetStoriSUM420G3一體化存儲系統(tǒng) 11視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)需求分析隨著數(shù)字信號處理技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)的開展及IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)钠占?安防監(jiān)控系統(tǒng)正逐步從標(biāo)清向高清、從模擬向數(shù)字進(jìn)展轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)所面臨的組網(wǎng)難、共享難和存儲難的問題在新型的數(shù)字化監(jiān)控存儲體系下有了全面改善：網(wǎng)絡(luò)化、規(guī)?；?、高可靠性、高平安性、使用簡便性、業(yè)務(wù)功能強(qiáng)大、管理功能強(qiáng)大、可擴(kuò)展性好、易集中存儲和檢索等等，為用戶帶來了全新的應(yīng)用體驗。XX工程的攝像頭數(shù)量較多，同時視頻錄像的保存時間較長，要構(gòu)建一個全方位、高密度的治安管理防控體系，其中海量視頻的集中存儲和快速檢索調(diào)用是工程中的關(guān)鍵點之一，而大型視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)的需求主要表達(dá)在以下幾個方面：系統(tǒng)可靠性需求對于一個存儲系統(tǒng)而言，可靠性是第一位的。高可靠性是保證視頻數(shù)據(jù)連續(xù)寫入的關(guān)鍵，則存儲系統(tǒng)的可靠性需求表達(dá)在以下幾個方面：存儲架構(gòu)的可靠性一般而言，由于嵌入式存儲系統(tǒng)的操作系統(tǒng)固化到控制器中，采用存儲專用操作系統(tǒng)、以提高系統(tǒng)的平安性，減少黑客攻擊及病毒感染的可能性，此外，嵌入式系統(tǒng)具有無線纜設(shè)計、關(guān)鍵部件全部可熱插拔的特性，所以從架構(gòu)上優(yōu)于效勞器架構(gòu)的存儲系統(tǒng)，產(chǎn)品選型時，應(yīng)該優(yōu)先選擇嵌入式架構(gòu)的存儲系統(tǒng)。存儲系統(tǒng)的冗余設(shè)計存儲系統(tǒng)的冗余設(shè)計可以有效防止關(guān)鍵部件和鏈路的單點故障問題，從而保證可靠性。這些關(guān)鍵部件除控制器外，還應(yīng)該包括鋰電池、電源、風(fēng)扇、硬盤等，此外，多個主機(jī)端口可以和前端形成多條數(shù)據(jù)鏈路，也可以防止鏈路的單點故障。但是從經(jīng)濟(jì)性角度而言，冗余的控制器是本錢的較大權(quán)重因素，因此實際應(yīng)用中，可以在冗余性和經(jīng)濟(jì)性之間選擇一個折中點。數(shù)據(jù)可靠性需求本期視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)保存的主要目的就是為了在發(fā)生案件和突發(fā)事件時，能對存儲中的數(shù)據(jù)進(jìn)展取證和分析，保證整個XX工程安保工作的順利開展，因此數(shù)據(jù)的可靠性至關(guān)重要，存儲系統(tǒng)需要沉著錯、系統(tǒng)恢復(fù)〔包括RAID技術(shù)、熱備技術(shù)、SMART技術(shù)、介質(zhì)壞塊自動掃描、數(shù)據(jù)預(yù)先遷移等技術(shù)〕等多方面對數(shù)據(jù)的可靠性和平安性做保障。作為后端視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)集中存儲系統(tǒng)的高可靠性表達(dá)在具備可靠性保護(hù)能力〔RAID技術(shù)、熱備技術(shù)、SMART技術(shù)、介質(zhì)壞塊自動掃描等技術(shù)〕、故障恢復(fù)能力〔存儲設(shè)備掉電和更換控制器時，系統(tǒng)配置信息不喪失，數(shù)據(jù)不喪失，恢復(fù)供電和更換控制器后系統(tǒng)可以自動恢復(fù)正常運行〕。RAID校驗和熱備技術(shù)硬盤是存儲系統(tǒng)中的比擬容易損壞的部件之一，隨著時間和使用的頻繁程度，硬盤故障極容易造成損壞或故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)喪失，因此存儲系統(tǒng)需要有多種RAID校驗技術(shù)保證數(shù)據(jù)的平安性；在本期XX工程中，由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用大容量的SATA硬盤，故障率會比小容量硬盤高，因此最好還能支持到RAID6等雙盤校驗保護(hù)。存儲系統(tǒng)應(yīng)具有多種RAID級別供不同應(yīng)用的靈活選擇，以方便用戶根據(jù)各種不同實際情況來選擇適宜的RAID級別來保護(hù)數(shù)據(jù)。熱備盤技術(shù)可以結(jié)合RAID技術(shù)增加數(shù)據(jù)的可靠性和平安性，尤其是當(dāng)RAID級別不采用RAID6等高等級保護(hù)時，采用熱備盤技術(shù)可以獲得性能和數(shù)據(jù)可靠性的最正確結(jié)合。根據(jù)視頻監(jiān)控應(yīng)用的特點，建議采用RAID5+熱備盤的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)展保護(hù)，RAID5提供在線更換新盤的功能，以及對發(fā)生故障磁盤的內(nèi)容進(jìn)展聯(lián)機(jī)重組。具有RAID＋熱備盤功能的磁盤陣列會在磁盤發(fā)生故障時，首先由熱備盤頂替故障磁盤，在后臺進(jìn)展RAID重建的同時，仍能保證視頻流數(shù)據(jù)的不連續(xù)寫入。RAID5＋熱備盤技術(shù)可以在壞兩塊甚至更多塊硬盤的情況下〔取決于熱備盤的數(shù)量，一般情況下，一個RAID設(shè)置1個熱備盤即可〕，保證RAID組的數(shù)據(jù)不喪失。磁盤壞塊的自動檢查和數(shù)據(jù)預(yù)先遷移技術(shù)磁盤陣列應(yīng)具有強(qiáng)大的自我狀態(tài)診斷和故障隔離功能，如介質(zhì)壞塊自動檢測、壞數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)進(jìn)展自動遷移等。這種預(yù)防措施可以有效防止數(shù)據(jù)喪失，也可以防止較長的RAID重建過程，保證數(shù)據(jù)平安的同時，防止了RAID重建過程中陣列性能的下降。高可擴(kuò)展性需求視頻數(shù)據(jù)會隨著攝像頭數(shù)量的增加，碼流的提升，保存天數(shù)的增加而急劇增加，因此存儲系統(tǒng)本身必須具有較高的可擴(kuò)展性，以滿足后續(xù)容量擴(kuò)展的需要。存儲系統(tǒng)進(jìn)展容量擴(kuò)展時，必須能夠進(jìn)展在線動態(tài)擴(kuò)容，不影響現(xiàn)有的視頻錄像。就本期工程而言，對于單個磁盤陣列，為了保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，在進(jìn)展容量擴(kuò)展時，RAID組大小和LUN空間大小要求均可以在線擴(kuò)容，擴(kuò)容時對效勞器無影響，存儲系統(tǒng)本身也無需重啟，能夠根據(jù)用戶要求進(jìn)展靈活方便的擴(kuò)展，可滿足今后繼續(xù)在線、不中斷應(yīng)用進(jìn)展容量擴(kuò)展的需求。動態(tài)的RAID容量擴(kuò)展和LUN功能擴(kuò)展功能可以簡化存儲空間擴(kuò)展的操作。帶寬需求單臺攝像機(jī)每秒的存儲流量為2Mbps碼流，所有攝像機(jī)存儲流量＝單攝像機(jī)存儲流量×所有攝像頭數(shù)量,帶寬是否能滿足需要，要看各區(qū)域的監(jiān)控點數(shù)量、隨機(jī)讀的并發(fā)數(shù)和空閑帶寬的比例，在某些高清視頻監(jiān)控工程中，為了提供較高的帶寬，往往會在核心網(wǎng)絡(luò)中采用萬兆交換機(jī)。另外，可以根據(jù)經(jīng)歷值10%的存儲訪問概率計算對視頻錄像數(shù)據(jù)的隨機(jī)訪問概率。性能需求存儲應(yīng)具有較好的實時性能，才能滿足高清錄像時對存儲實時寫入的要求，因此，選擇具有專用的RTOS實時操作系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)才能保證實時性；同時，存儲設(shè)備對寫性能有優(yōu)化處理，才能滿足標(biāo)清/高清監(jiān)控情況下對高碼率、高并發(fā)和多路碼流的實時讀寫需求。其次，鏈路聚合也叫做Trunk功能，IPSAN磁盤陣列的多個主機(jī)通道可以綁定成一個更大的聚合通道，從而獲得較大的通道帶寬，提高存儲的性能。在設(shè)備選型時，建議優(yōu)先選擇具有Trunk功能的磁盤陣列。節(jié)能需求據(jù)Gartner公司一項針對CIO的調(diào)研說明，70%的被訪者認(rèn)為，電力和制冷問題是他們的數(shù)據(jù)中心所面臨的一個最大問題，IT預(yù)算中能源方面的花費從8%激增到48%。據(jù)國務(wù)院信息化工作辦公室的數(shù)據(jù)顯示，中國IT能源消耗占全國每年800億元政府能源消耗的50%，數(shù)據(jù)中心能耗又占到IT總開銷的40%。，為積極響國家“堅持實施可持續(xù)開展戰(zhàn)略，建立資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會〞開展戰(zhàn)略要求，同時也為了盡可能減少后續(xù)的長期耗電本錢，就XX工程的節(jié)能需要注意以下幾個環(huán)節(jié)：在具體的存儲設(shè)備選型上，應(yīng)優(yōu)先選用具有多種節(jié)能特性的產(chǎn)品；在工程建立過程中節(jié)約能源；在系統(tǒng)運行和維護(hù)階段，通過存儲系統(tǒng)設(shè)計〔存儲設(shè)備休眠策略、存儲策略等〕建立節(jié)約能源的長效機(jī)制。XX工程工程的建立和運行對能源需求較大，建議在系統(tǒng)建立和運行的整個階段考慮節(jié)能問題。從IPSAN存儲系統(tǒng)自身而言，由于數(shù)據(jù)量很大，需要幾十套磁盤陣列，則對于電能的消耗也是非常大的，同時對于給設(shè)備降溫的空調(diào)也需要消耗相應(yīng)的電能，所以所選擇的IPSAN存儲系統(tǒng)需要提供良好的散熱能力、節(jié)能設(shè)計等，節(jié)省能源，節(jié)省日常持續(xù)的電費開支。系統(tǒng)兼容性需求本次工程建立涉及到眾多廠家的大量設(shè)備進(jìn)展連接、通信以及協(xié)調(diào)工作等，存儲系統(tǒng)作為本次視頻監(jiān)控工程的一個后端子系統(tǒng)，必須具有標(biāo)準(zhǔn)化以及廣泛的兼容性，以滿足開放式系統(tǒng)之間的互連互操作等要求。由于存儲系統(tǒng)前端采用的視頻效勞器/流媒體效勞器等會存在多種可能的操作系統(tǒng)，也可能是不同效勞器廠商的不同型號產(chǎn)品，因此存儲系統(tǒng)需要具有廣泛的操作系統(tǒng)兼容性和與不同型號主機(jī)的良好互操作性。因此存儲系統(tǒng)要能提供和支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和接口等。平安性需求IPSAN視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)本身接入以太網(wǎng)交換機(jī)，因此同樣應(yīng)該保證足夠的平安性，應(yīng)具有根本的防病毒能力、防黑客攻擊〔例如DoS攻擊〕能力、具有平安報警能力；其次，存儲系統(tǒng)要具有防止未授權(quán)的效勞器訪問存儲卷的功能，防止未授權(quán)帳號非法訪問和侵入存儲系統(tǒng)。此外，在工程設(shè)計上，存儲系統(tǒng)還應(yīng)考慮斷電數(shù)據(jù)喪失造成的影響，有斷電數(shù)據(jù)保存的措施和設(shè)計。集中監(jiān)控存儲解決方案系統(tǒng)拓?fù)錁?gòu)造圖采用ISCSI磁盤存儲系統(tǒng)產(chǎn)品繼承了SAN系統(tǒng)的優(yōu)點，在大中型視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)中，相對DVR/NVR本地存儲的優(yōu)勢在于：高可靠和高效率的數(shù)據(jù)保護(hù)性能：當(dāng)一個RAID組中有硬盤壞時，采用磁盤陣列的熱備盤技術(shù)、數(shù)據(jù)預(yù)先遷移技術(shù)，可以大大縮短RAID重建時間，防止進(jìn)一步硬盤壞造成的數(shù)據(jù)喪失；而NVR缺乏這些專業(yè)存儲設(shè)備的技術(shù)特點，硬盤故障時RAID重建時間很長，同時RAID重建時性能下降很多，會影響到正常讀寫的穩(wěn)定性；優(yōu)秀的磁盤擴(kuò)展能力，可以平穩(wěn)擴(kuò)展到至少64塊盤以上。而NVR一般只能最多16塊-20塊盤的擴(kuò)展能力，NVR是替代DVR的產(chǎn)品，所以本身擴(kuò)展能力有限，機(jī)頭性能無法支撐較大的容量擴(kuò)展；系統(tǒng)更為可靠，容易維護(hù)：由于內(nèi)部都是模塊化設(shè)計和無線纜架構(gòu)，因此更為穩(wěn)定和容易維護(hù)。支持全局熱備、本地?zé)醾涞榷喾N熱備方式；數(shù)據(jù)讀寫的高效率：采用專用的磁盤陣列，因為采用了專用的存儲實時操作系統(tǒng)和存儲專用處理器，因而機(jī)頭的RAID校驗性能和讀寫性能很高；支持更多的RAID保護(hù)級別，例如RAID3、RAID1E、RAID6，給予更多靈活的RAID保護(hù)級別選擇；視頻監(jiān)控容量計算65路D1監(jiān)控碼流，所有的監(jiān)控點要求24小時連續(xù)錄像，以25幀/秒的幀率進(jìn)展存儲，需要保存至少3個月。則錄像總時長為65路×92天×24小時/天×3600秒/小時=516672000秒存儲可用容量：A. 存儲格式：D1，25幀/s圖像格式B. 傳輸速率：2Mb/s，C. 因此總的數(shù)據(jù)存儲容量為：2Mbps×516672000秒÷1024÷1024÷8＝TB【注：計算存儲可用容量，也就是視頻監(jiān)控產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量時，一般不計算動態(tài)壓縮率，當(dāng)然也可以計算動態(tài)壓縮率，一般為85％左右，但是不推薦這樣做。】D. 硬盤格式化之前的容量計算：TB÷90％＝TB【注：—2TBWD或Seagate的SATAII硬盤格式化后可用容量為1.819TB左右，見下列圖，因此可以用90.9%〔或取整90%〕來計算格式化后的容量】存儲裸容量：A. 為了防止硬盤故障造成的數(shù)據(jù)喪失，每十六塊硬盤需要消耗兩塊(RAID5+1塊熱備盤)做數(shù)據(jù)冗余，即12.5％的冗余消耗；【注：冗余消耗和磁盤柜的單柜硬盤數(shù)有關(guān)系，12盤、14盤、16盤為的冗余消耗百分比是不同的，如果盤位數(shù)不同，就需要根據(jù)具體情況進(jìn)展調(diào)整，并非一成不變】B. 考慮對整個存儲配置2%的余量?！咀ⅲ河嬎愦鎯θ哂嗫臻g/預(yù)留余量時，一般可以多預(yù)留一些，例如5％、10%左右，根據(jù)預(yù)算情況定。】C. 則需要存儲容量總數(shù)為：【TB%〕】×102%=TB配置iSUM420G3，需要至少配置80塊硬盤2TBSATAII硬盤，按照一拖二來配置〔48塊硬盤〕，需要2個主柜，3個擴(kuò)展柜。其他相關(guān)設(shè)備配置以太網(wǎng)交換機(jī)端口：由于每臺磁盤陣列均提供至少2個千兆iSCSI端口和1個百兆網(wǎng)絡(luò)管理端口〔維護(hù)端口，用于配置、維護(hù)和發(fā)送報警信號等〕接入交換機(jī)，因此對于每套磁盤陣列，需要預(yù)留3個端口；如果存儲效勞器和ISUM420G3只采用1個網(wǎng)口直連，則只需要1個管理網(wǎng)口連接以太網(wǎng)交換機(jī)；存儲效勞器數(shù)量計算：一般按照經(jīng)歷值，每臺存儲效勞器承載90-100路左右的2Mpbs的D1/4CIF碼流順序?qū)懭?，同時又有10%左右的隨機(jī)視頻點播讀取，則也就是同時承載100-110路的讀寫流。對于10Mbps的高清碼流，每臺存儲效勞器可以承載45-66路的并行寫，再加上10%的隨機(jī)讀，也就是50-70路的并發(fā)讀寫。存儲效勞器可以用刀片效勞器或者機(jī)架式效勞器，如果需要進(jìn)一步提高可用性，可以考慮對每臺存儲效勞器構(gòu)建為雙機(jī)，存儲效勞器的一般參考配置如下：處理器采用至強(qiáng)2.0GHz以上，內(nèi)存2GB以上，雙千兆網(wǎng)卡；存儲的內(nèi)存配置：當(dāng)存儲用于承載高清碼流時建議配置2G內(nèi)存；當(dāng)單套ISUM420G3作為NAS存儲來使用時，建議按照如下規(guī)則配置內(nèi)存：32路碼流：標(biāo)配的512MB可以滿足要求；64路碼流：升級到1GB內(nèi)存；128路碼流：升級到2GB內(nèi)存；ISCSI存儲最大容量配置建議：一拖一或一拖二〔48塊盤〕時為性能最正確；一拖三〔64塊盤〕時性能較好，不建議超過這個值進(jìn)展配置。集中監(jiān)控存儲方案的優(yōu)勢充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，客戶可靈活部署存儲設(shè)備和確定安裝位置；采用權(quán)限管理，有利于內(nèi)防內(nèi)控：未授權(quán)人員不能隨便接觸到存儲數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)平安性高：專用存儲設(shè)備的RAID＋熱備盤保護(hù)；可靠性高：嵌入式控制器，關(guān)鍵設(shè)備冗余架構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲可靠；另外，傳輸iSCSI協(xié)議，比傳統(tǒng)視頻存儲方案〔文件級〕更加可靠；擴(kuò)展能力強(qiáng)：存儲容量大、單位存儲本錢低，可以滿足用戶長時間視頻數(shù)據(jù)存儲的需要；統(tǒng)一管理，便于歷史資料的檢索和回放；易于管理和維護(hù)：采用集中存儲架構(gòu)，維護(hù)簡單，綜合性價比高?？傮w擁有本錢低：隨著監(jiān)控點個數(shù)的增加，總體擁有本錢不斷降低。因為擴(kuò)容僅僅是增加磁盤柜〔vs更多個DVR〕，耗電減少〔更多個DVR的耗電大于磁盤柜的耗電〕，設(shè)備使用壽命長〔嵌入式存儲的壽命大于X86架構(gòu)的DVR〕；產(chǎn)品簡介NetStoriSUM420G3一體化存儲系統(tǒng)產(chǎn)品概述NetStor?iSUM420G3是同有飛驥面向中低端市場推出的一款iSCSI/NAS一體化存儲產(chǎn)品。采用嵌入式控制器和無線纜模塊化構(gòu)造設(shè)計，擁有四大綠色技術(shù)，兼容SAS/SATA兩種磁盤，高達(dá)112塊磁盤擴(kuò)展，支持NAS遠(yuǎn)程復(fù)制，充分滿足客戶對海量數(shù)據(jù)存儲及共享的雙重需求。NetStor?iSUM420G3是同有存儲系列產(chǎn)品中的“綠色之星〞。NetStor?iSUM420G3具有IPSAN/NAS一體化訪問特性，擁有出色的綠色特質(zhì)，方便用戶部署統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)存儲方案，方便用戶在降低系統(tǒng)功耗的根底上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的的集中管理、共享及遠(yuǎn)程備份。產(chǎn)品特點專業(yè)存儲平臺NetStor?iSUM420G3使用64位專用RISC處理器，嵌入式存儲操作系統(tǒng)，冗余模塊化設(shè)計，是一款獨具特色、性能和可靠性領(lǐng)先的一體化存儲產(chǎn)品。綠色節(jié)能設(shè)計支持技術(shù)，實現(xiàn)三級節(jié)能，磁盤系統(tǒng)功耗低。散熱風(fēng)扇的自動降速和雙向散熱風(fēng)道，磁盤柜噪音低、散熱效率高。采用80Plus標(biāo)準(zhǔn)的電源模塊，電源本身能耗低。支持方案關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)程喚醒功能，存儲系統(tǒng)節(jié)能智能化。NAS功能NetStor?iSUM420G3通過CIFS、NTFS等協(xié)議實現(xiàn)多文件系統(tǒng)文件共享；支持NAS遠(yuǎn)程復(fù)制〔異步〕，保證數(shù)據(jù)卷的一致性，提供完備的NAS平安管理機(jī)制。IP帶寬聚合NetStor?iSUM420G3可部署于現(xiàn)有的交換式以太網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)上的IP-SAN主機(jī)提供存儲效勞。iSUM420G3支持4個千兆iSCSI主機(jī)接口，數(shù)據(jù)傳輸帶寬高達(dá)400MB/s。SAS/SATA介質(zhì)兼容NetStor?iSUM420G3支持SAS/SATA硬盤混插，提供高達(dá)112塊磁盤的擴(kuò)展空間。高可用設(shè)計NetStor?iSUM420G3采用無線纜連接技術(shù)的模塊化設(shè)計，電源、散熱模塊均支持雙冗余配置。NetStor?iSUM420G3支持iSCSI端口的帶寬合并，有效地提高主機(jī)帶寬。數(shù)據(jù)可靠性保障NetStor?iSUM420G3支持的RAID級別有0,1,3,1E,5,6,10,30,50,60，RAID的運算是由專門的芯片來完成的。NetStor?iSUM420G3提供自動介質(zhì)掃描功能，能夠準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)并重新分配壞扇區(qū)，保證存儲數(shù)據(jù)的平安可靠。靈活的管理與維護(hù)NetStor?iSUM420G3提供全中文的管理界面，允許通過RS232、WebGUI、SANManager、CLI、SNMP、OPAS的方式進(jìn)展管理與維護(hù)，客戶端無需安裝任何管理軟件即可實現(xiàn)對存儲系統(tǒng)的管理。NetStor?iSUM420G3同時還支持配置信息通過USB接口自動導(dǎo)入、導(dǎo)出和郵件自動報警