15大規(guī)模監(jiān)控視頻高可靠存儲(chǔ)方案V

大規(guī)模監(jiān)控視頻高牢靠存儲(chǔ)方案2023-1010/14名目\l“_TOC_250015“前言 2\l“_TOC_250014“大規(guī)模視頻監(jiān)控方案特點(diǎn) 2\l“_TOC_250013“大規(guī)模視頻監(jiān)控方案趨勢(shì)之高清建設(shè) 2\l“_TOC_250012“視頻存儲(chǔ)需求分析 3\l“_TOC_250011“存儲(chǔ)性能需求分析 4\l“_TOC_250010“存儲(chǔ)容量需求分析 5\l“_TOC_250009“關(guān)鍵技術(shù)需求分析 5\l“_TOC_250008“存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)類型分析 7\l“_TOC_250007“DAS〔直接訪問存儲(chǔ)〕 7\l“_TOC_250006“NAS〔網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)〕 7\l“_TOC_250005“FCSAN〔光纖存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)〕 8\l“_TOC_250004“IPSAN〔IP存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)〕 9\l“_TOC_250003“存儲(chǔ)產(chǎn)品選型分析 10\l“_TOC_250002“系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 11\l“_TOC_250001“存儲(chǔ)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì) 11\l“_TOC_250000“存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13前言隨著城市化進(jìn)程的不斷加劇，平安城市建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大得不考慮的一個(gè)問題。大規(guī)模視頻監(jiān)控方案特點(diǎn)依據(jù)其業(yè)務(wù)需求，大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)有如下要求：?系統(tǒng)延時(shí)小實(shí)時(shí)性強(qiáng)?系統(tǒng)牢靠性高25fps?圖像壓縮比高?存儲(chǔ)牢靠性高大規(guī)模視頻監(jiān)控方案趨勢(shì)之高清建設(shè)清的，傳輸設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、顯示設(shè)備等都需要是高清的。在這個(gè)系統(tǒng)鏈路上，任何一個(gè)環(huán)節(jié)不滿足高清需求，都會(huì)造成系統(tǒng)缺陷，達(dá)不到整體的高清質(zhì)量，故高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)嚴(yán)格意義上來(lái)講是一個(gè)系統(tǒng)工程。目前高清視頻系統(tǒng)的兩大技術(shù)流派：1、以播送行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來(lái)的HDTVHD-SDI(1.485Gbit/s)高清視頻信號(hào)作為高清攝像機(jī)、高清光端機(jī)、高清矩陣、高清顯示設(shè)備互連的標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)圖像質(zhì)量?jī)?yōu)異，圖像無(wú)延時(shí)；此方案優(yōu)點(diǎn)突出缺點(diǎn)也明顯，只支持高清，不能做到高標(biāo)清混合；圖像存儲(chǔ)方案需要與IP高清監(jiān)控系統(tǒng)混合才能形成完整高清解決方案，建設(shè)投資是全部高清方案中最高的。2、基于幀內(nèi)及幀間壓縮的HDTV解決方案(壓縮標(biāo)準(zhǔn)主要承受H.264)，也就是以網(wǎng)絡(luò)高清IPIP存儲(chǔ)為典型系統(tǒng)組成部件的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。隨著地鐵線路的延長(zhǎng)和多條線路的交匯，地鐵監(jiān)控有持續(xù)擴(kuò)容的要求，因此對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)開放性有較高要求，但同時(shí)對(duì)建設(shè)本錢會(huì)有嚴(yán)格的掌握。地鐵監(jiān)控應(yīng)用對(duì)圖像質(zhì)量，圖像延時(shí)，H.264壓縮方案需支持到MainProfile以上級(jí)別，保證活動(dòng)圖像細(xì)節(jié)表達(dá)。無(wú)論系統(tǒng)規(guī)模多大，需要做到任意圖像的編解碼延時(shí)必需做到300ms以內(nèi)。車站、監(jiān)控中心顯示墻任意圖像調(diào)度與PC終端任意圖像調(diào)度時(shí)間要500ms。綜上，HDTV非壓縮監(jiān)控系統(tǒng)與IP高清監(jiān)控系統(tǒng)混合建設(shè)的系統(tǒng)可以滿足地鐵需求，前者實(shí)況圖像質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)無(wú)延時(shí)錄像質(zhì)量取決于編碼技術(shù)適合地鐵高清建設(shè)但建設(shè)投資高，擴(kuò)容本錢高系統(tǒng)較簡(jiǎn)單；IP高清監(jiān)控系統(tǒng)使用H.264 MainProfile以上級(jí)別圖像編碼技術(shù)，實(shí)況、錄像圖像質(zhì)量好，低延時(shí)，投資最低，擴(kuò)容簡(jiǎn)潔本錢低，廣泛適用于各大中城市地鐵高清建設(shè)。視頻存儲(chǔ)需求分析視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有監(jiān)控點(diǎn)多，攝像頭數(shù)量多，監(jiān)控時(shí)間長(zhǎng)，采集數(shù)據(jù)的時(shí)間往往長(zhǎng)系統(tǒng)不同的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、編碼器或采集效勞器以流媒體方式寫入數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)圖像和畫面，存儲(chǔ)的文件類型為流媒體文件，因此檢索效勞器也會(huì)以流方式來(lái)讀取已存儲(chǔ)的視頻文件。2、數(shù)據(jù)讀寫操作的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。由于攝像頭一般都是7*24小時(shí)工作的，即使采集后視頻數(shù)據(jù)承受分段保存，寫入操作的持續(xù)也有可能長(zhǎng)達(dá)2-6個(gè)小時(shí)，后期回放時(shí)也需要一樣的帶寬，還要求存儲(chǔ)系統(tǒng)具有超強(qiáng)的長(zhǎng)時(shí)間工作力量，保持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性。4、視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)的讀寫方式與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存儲(chǔ)和文件效勞器存儲(chǔ)承受的小數(shù)據(jù)塊其它應(yīng)用系統(tǒng)有較大的區(qū)分。5、視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有攝像頭數(shù)量多，視頻圖像存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)，存儲(chǔ)容量大等特點(diǎn)，存儲(chǔ)的需求。6、由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量格外巨大，而且需要保存的時(shí)間不長(zhǎng)，假設(shè)通過磁帶備通過存儲(chǔ)系統(tǒng)的品質(zhì)〔牢靠性、穩(wěn)定性、安全性〕來(lái)保證視頻信息的安全。存儲(chǔ)性能需求分析本工程對(duì)存儲(chǔ)性能需求有以下幾個(gè)要求：1、以流媒體方式對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)展訪問；2、視頻流連續(xù)同時(shí)寫入；3、滿足假設(shè)干個(gè)客戶端并發(fā)訪問；4、視頻訪問帶寬要求較高，并要求帶寬恒定；5、視頻訪問時(shí)間長(zhǎng)，要求存儲(chǔ)穩(wěn)定性高；存儲(chǔ)容量需求分析視頻存儲(chǔ)容量計(jì)算工式如下：攝像頭數(shù)量〔路〕*碼率*1小時(shí)〔3600秒〕*24小時(shí)(每天)*存儲(chǔ)時(shí)間〔天〕=存儲(chǔ)可用容量關(guān)鍵技術(shù)需求分析硬盤FCSASSATAFC/SASFC/SASSATA80%以上，且FC/SAS硬盤單碟容量最大僅為600GB，而SATA硬盤單碟最大容量則到達(dá)2TB、3TB?？紤]到視頻存儲(chǔ)的海量需求，本工程中建議承受單塊3TB容量的企業(yè)級(jí)SATAII硬盤。承受SATAII技術(shù)的硬盤推出已有很長(zhǎng)一段時(shí)間，技術(shù)上較成熟、穩(wěn)定，作為大容量存儲(chǔ)，它具有低得多的GBRaidN1/N需要承受RAID技術(shù)，即通過給磁盤陣列增加冗余磁盤的方式來(lái)提高磁盤陣列的牢靠性。所謂冗余磁盤，即該磁盤不用于存放實(shí)際數(shù)據(jù)，而用來(lái)存放少許冗余信息，而這些冗余信息可用來(lái)在必要的時(shí)候進(jìn)展有效數(shù)據(jù)恢復(fù)，從而增加磁盤陣列的牢靠性。目前應(yīng)用較多的RAID方式是RAID0，RAID1、RAID5及RAID6。RAID0通過實(shí)現(xiàn)磁盤陣列存放數(shù)據(jù)條帶狀分布,提高了大規(guī)模數(shù)據(jù)訪問的性能，但并沒有冗余容錯(cuò)的功能。RAID1實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)條帶狀分布，同時(shí)，在數(shù)據(jù)寫入一個(gè)磁盤的時(shí)候，相應(yīng)狀況下在另一個(gè)磁盤做相應(yīng)的鏡象,具有數(shù)據(jù)容錯(cuò)功能。但磁盤利用率比較底，僅為50%。RAID10磁盤利用率同樣僅為50%，因此不另行分析。c.RAID5定磁盤上，而是存放在不同磁盤，這樣可以平衡各個(gè)磁盤的讀寫次數(shù)，從而平衡各個(gè)磁盤的運(yùn)用頻率(由于校驗(yàn)位的讀寫要相對(duì)頻繁)。綜合磁盤利用率、性能和牢靠性等各個(gè)因素，RAID5是目前主流的RAID技術(shù)。對(duì)于N個(gè)硬盤，只需要用1〔N-1〕/N。RAID5的讀取性能很高，接近于RAID0。但在寫性能上有肯定的犧牲，特別是在硬盤數(shù)量格外大的時(shí)候，因此一般RAID55-12個(gè)。RAID5在1個(gè)硬盤消滅故障的時(shí)候，仍可以正常工作，保證數(shù)據(jù)的讀寫不會(huì)發(fā)生中斷。假設(shè)有2個(gè)或以上的硬盤同時(shí)消滅故障，則RAID5失效，不過多個(gè)硬盤同時(shí)發(fā)生故障的機(jī)率格外低。為了進(jìn)一步增加RAID5的牢靠性，一般結(jié)合全局熱備盤共同使用，在消滅1個(gè)硬盤故障時(shí)，馬上自動(dòng)的用熱備盤替換故障硬盤，RAID5d.RAID6RAID6是近年消滅的RAID技術(shù)，與RAID5最大的不同就是能供給其次個(gè)校驗(yàn)位，可使得在2塊硬盤同時(shí)消滅故障時(shí)，RAID組仍能正常工作。由于RAID6使用了更為簡(jiǎn)單的多重校驗(yàn)計(jì)算，它的讀寫性能受到很大的影響，特別是在寫數(shù)據(jù)的時(shí)候。RAID6沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)廠商的實(shí)現(xiàn)方式都不一樣，目前還沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用。綜合以上分析，考慮到牢靠性與系統(tǒng)性能的平衡，建議承受Raid5技術(shù)〔單個(gè)Raid組應(yīng)不超過24塊硬盤〕，并結(jié)合熱備盤(即一旦磁盤陣列某塊盤發(fā)生故障時(shí)，則通過校驗(yàn)盤向熱備盤轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù))的設(shè)置，以確保存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性。存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)及存儲(chǔ)類型分析式。主流的存儲(chǔ)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有DAS、NAS、SAN三種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中SAN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，因承受存儲(chǔ)設(shè)備類型的不同又可以分為FCSAN〔承受光纖通道存儲(chǔ)產(chǎn)品〕和IPSAN〔承受iSCSI〕。DAS〔直接訪問存儲(chǔ)〕DAS是指將存儲(chǔ)設(shè)備通過SCSI線纜或光纖通道直接連接到效勞器上。DAS方式實(shí)現(xiàn)了機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)子系統(tǒng)的跨越，但是缺點(diǎn)照舊有很多：增的效勞器單獨(dú)配置存儲(chǔ)設(shè)備，造成重復(fù)投資。資源利用率低，DAS方式的存儲(chǔ)長(zhǎng)期來(lái)看存儲(chǔ)空間無(wú)法充分利用，存在鋪張。不同據(jù)量的變化。因此，消滅了局部應(yīng)用對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)空間不夠用，另一些卻有大量的存儲(chǔ)空間閑置?？芍卫硇圆睿珼AS方式數(shù)據(jù)照舊是分散的，不同的應(yīng)用各有一套存儲(chǔ)設(shè)備。治理分散，無(wú)法集中。異構(gòu)化嚴(yán)峻，DAS方式使得企業(yè)在不同階段選購(gòu)了不同型號(hào)不同廠商的存儲(chǔ)設(shè)備，設(shè)備之間異構(gòu)化現(xiàn)象嚴(yán)峻，導(dǎo)致維護(hù)本錢據(jù)高不下。NAS〔網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)〕NAS是一種文件共享效勞。擁有自己的文件系統(tǒng)，通過NFS或CIFS對(duì)外供給文件訪問效勞。NASNAS可以即插即用。NAS通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接到應(yīng)用效勞器，因此可以基于已有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)便利連接。專用的操作系統(tǒng)支持不同的文件系統(tǒng)，供給不同操作系統(tǒng)的文件共享。器不再工作了，仍舊可以讀出數(shù)據(jù)。NASNAS這必定會(huì)影響企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的其他網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。2NAS性能的主要問題。3、NASBlock級(jí)的應(yīng)用，尤其是要求使用裸設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。FCSAN〔光纖存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)〕FCSANFCSAN后端存儲(chǔ)系統(tǒng)由FCSAN掌握器和磁盤系統(tǒng)構(gòu)成，掌握器是后端存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵，它供給存儲(chǔ)接入，數(shù)據(jù)操作及備份，數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)快照等數(shù)據(jù)安全治理，及系統(tǒng)治理等一系列功能。后端存儲(chǔ)系統(tǒng)為FCSANRAID策略為數(shù)據(jù)供給存儲(chǔ)空間和安全保護(hù)措施。連接設(shè)備包括交換機(jī)，HBA卡和各種介質(zhì)的連接線。FCSAN高性能，效勞器和存儲(chǔ)設(shè)備通過專用的網(wǎng)絡(luò)〔光纖通道連接，光纖通道網(wǎng)絡(luò)利用率較高，不需要額外的開銷，大大提高了傳輸效率。就目前的狀況來(lái)看，光纖通道在性能方面仍舊具有很明顯優(yōu)勢(shì)。獨(dú)購(gòu)置存儲(chǔ)設(shè)備，降低存儲(chǔ)設(shè)備異構(gòu)化程度，減輕維護(hù)工作量，降低維護(hù)費(fèi)用；工作可以在一臺(tái)設(shè)備上完成，大大提高了存儲(chǔ)資源利用率；高擴(kuò)展性，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)使得效勞器可以便利的接入現(xiàn)有SAN環(huán)境，較好的適應(yīng)應(yīng)用變化的需求；治理維護(hù)本錢；IPSAN〔IP存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)〕IPSANiSCSIinternetSmallComputerSystemInterface的縮寫，實(shí)際上是一個(gè)互聯(lián)協(xié)議，是SAN構(gòu)造的一種。通過將SCSI協(xié)議封裝在IP包中，使得SCSILAN/WANIPSAN的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)為存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)定義(SANs)。IPSAN是SAN的一種，通過IP實(shí)現(xiàn)的SAN，即IPSAN.支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用所需的基于塊的存儲(chǔ)。雖然是通過IP傳輸，但iSCSI卻是基于塊NAS基于TCP/IP，iSCSI是被封裝在IP包中進(jìn)展傳輸?shù)?，所以它具有TCP/IP的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，諸如牢靠傳輸，可路由等。建立和治理基于IP的存儲(chǔ)設(shè)備，主機(jī)和客戶端之間的連接是建立在廣泛使用的，為大家所生疏的開放標(biāo)準(zhǔn)上的供給高級(jí)的IP路由，治理和安全工具。現(xiàn)有的絕大局部網(wǎng)絡(luò)治理工具都可以用來(lái)IPSAN.IPSAN的優(yōu)勢(shì)與FCSAN一樣，IPSANSAN大家庭中的一員。1〕由于通過以太網(wǎng)進(jìn)展傳輸，企業(yè)可以利用現(xiàn)有的以太網(wǎng)設(shè)施來(lái)部署iSCSI存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，而所以培訓(xùn)和維護(hù)治理的費(fèi)用也大大降低。協(xié)議本身沒有距離限制由于使用TCP/IP進(jìn)展傳輸，他不但可以在局域網(wǎng)中進(jìn)展部署，也可以跨過路由設(shè)備在iSCSI敏捷的拓?fù)錁?gòu)造：iSCSI不但可以在局域網(wǎng)內(nèi)部署，還可以在廣域網(wǎng)內(nèi)部署，拓?fù)錁?gòu)造格外敏捷。易于使用即使是多個(gè)廠家的設(shè)備：iSCSI構(gòu)造簡(jiǎn)潔，簡(jiǎn)潔理解，協(xié)議通用，不同廠家的產(chǎn)品可以有機(jī)的結(jié)合起來(lái)共同使用，極大地保護(hù)了企業(yè)的投資。易于擴(kuò)展由于iSCSI設(shè)備就可完全滿足，因此，iSCSI存儲(chǔ)產(chǎn)品選型分析綜合以上存儲(chǔ)類型分析，總結(jié)如下：1、DAS由于資源利用率低、擴(kuò)展性能差等因素，目前較少承受。2、SAN存儲(chǔ)架構(gòu)從根本上解決了信息孤島問題，是目前存儲(chǔ)解決方案的主流趨勢(shì)。其中FC-SANIP-SAN由于其敏捷的可維護(hù)性和較高的性價(jià)比，更適合中小規(guī)模企業(yè)和大容量視頻流媒體應(yīng)用。依據(jù)創(chuàng)科多年來(lái)在監(jiān)控行業(yè)的閱歷及本工程的需求特點(diǎn)，我們建議承受IPSAN解決方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)工程的視頻數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)。系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)存儲(chǔ)產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)針對(duì)本工程對(duì)具體視頻存儲(chǔ)需求，結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，我們推舉用戶承受IPSAN磁盤陣列，構(gòu)建IPSAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，以滿足用戶的視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，我們推舉承受互信互通的HXstor3000G2作為核心存儲(chǔ)設(shè)備。選用互信互通的HXstor3000G2構(gòu)建IPSAN互信互通HXstor3000G2統(tǒng)一存儲(chǔ)產(chǎn)品以Intel高性能存儲(chǔ)處理器為動(dòng)力，為用戶供給項(xiàng)創(chuàng)技術(shù)，全面保障用戶業(yè)務(wù)連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)最高性能和最低運(yùn)營(yíng)治理本錢?；バ呕ネ℉Xstor3000G2統(tǒng)一存儲(chǔ)產(chǎn)品全面適用于監(jiān)控、政府、制造、電力、醫(yī)療、交通物流、批發(fā)零售、教育等行業(yè)。敏捷的統(tǒng)一架構(gòu)HXstor3000G2SBB2.0SASSAS、SATASSD強(qiáng)大處理力量HXstor3000G2系列產(chǎn)品承受業(yè)界領(lǐng)先的Intel高性能存儲(chǔ)處理器、PCI-e系統(tǒng)總線、1GbiSCSI、8GbFC、10Gb