监控系统视频监控行业存储解决方案

视频监控行业存储解决方案创新科存储技术有限公司

视频监控系统存储解决方案

目录

第一节 需求分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

1. 视频监控行业概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

2. 视频监控存储特点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

第二节 网络架构及存储类型分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

1. 存储系统网络架构. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

2. 存储设备类型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8

第三节 视频监控系统存储设计分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

1. 存储系统带宽分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

2. 存储系统容量分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

第四节 解决方案分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

1. DAS解决方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

2. NAS解决方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

3. FC-SAN解决方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15

4. IP-S AN解决方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16

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第一节 需求分析

1.视频监控行业概述

监控技术从上个世纪80年代进入我国以来随着安防需求的急剧增加一直在飞速发展从技术层面上来看 已经经历了多个不同的发展阶段。随着计算机技术的发展和网络的普及 目前视频监控已经发展到了网络多媒体监控系统。

新一代视频监控管理系统与前几代视频监控系统的根本区别在于其不再局限于简单地完成对视频信号的处理、传输、控制其核心乃是对基于I P网络的多媒体信息视频/音频/数据提供一个综合、完备的管理控制平台。网络多媒体监控系统以网络为依托 以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心 以智能实用的图像分析为特色并与报警系统、 门禁系统整合到一个使用平台上 引发了视频监控行业的一次技术革命迅速受到了安防行业和用户的关注。网络多媒体监控管理系统可以广泛用于多媒体视讯调度指挥、网络视频监控和会议、多媒体网上直播、网络教学、远程医疗等各个方面。

网络多媒体监控系统由网络多媒体监控管理平台和前端信息采集设备组成其核心是网络多媒体监控管理平台。网络多媒体监控管理平台集计算机网络、通信、视频处理、流媒体、和自动化技术于一身是视频、音频、数据和图示一体化的解决方案兼备网络视频监控、视频会议、视频直播等功能具有超大规模组网能力 是构建于LAN/ I nt er net网络之上、支持多种传输方式的综合多媒体业务管理平台其应用已远远超出监控本身所涵盖的内容。

网络多媒体视频服务器Networ k Medi a Vi deo Sever  NMVS负责前端的视频处理部分它同时具备了网络视频服务器的网络传输功能和硬盘录像机的存储功能Vi deoSever + DVR NMVS是一种对视频、音频、数据进行压缩、存储及处理的专用计算机设备它在视频监控、网络教学、 I P视频会议、视频直播及视频点播等方面都有广泛的应用。 NMVS采用最先进的MPEG4或H. 264等压缩格式在符合技术指标的情况下对视频数据进行压缩编码 以满足存储和传输的要求。

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2.视频监控存储特点

视频监控系统一般具有监控点多摄像头数量多监控时间长采集数据的时间往往长达几天或几十天。因此应用在视频监控系统中的存储设备在数据读写方式上具有与其它类型系统不同的特点不同点主要表现在以下几个方面

1 编码器或采集服务器以流方式写入数据实时存储监控点的实时图像和画面存储的文件类型为流媒体文件 因此检索服务器也会以流方式来读取已存储的视频文件。

2 数据读写操作的持续时间长。 由于摄像头一般都是7* 24小时工作的即使采集后视频数据采用分段保存写入操作的持续也有可能长达2- 6个小时后期回放时也需要相同的时间。为了保证视频采集过程中和回放过程不会发生丢帧现象存储系统系统中有必须要有足够的带宽。

3) 除了数据读写时间长外 由于视频采集过程中视频文件格式一般都不会发生变化且码率保持恒定 因此视频监控系统的读写操作还具有码率恒定也就是带宽恒定的特点。

4 视频监控系统存储的读写方式与数据库系统存储和文件服务器存储采用的小数据块读写或文件传输读写方式与有着根本的区别因此视频监控系统不能采用数据库系统等常用的存储设备。

5 视频监控系统一般具有摄像头数量多视频图像存储时间长存储容量大都特点 因此视频监控系统存储必须支持大容量且容量具有高扩展性满足长时间大容量视频图像存储的需求。

近年来存储技术高速发展存储设备价格不断下降专业存储系统具备了在视频监控行业广泛应用的基础。

但是在视频监控行业是否需要应用SAN和NAS来解决视频存储资源的共享问题以及行业用户是否具备足够的资金和技术来应用这些技术存在许多需要考虑的问题。q 宽带的普及带宽成本的急剧下降为网络视频监控系统的大规模应用提供了坚实的网络基础q 摄像机数量急剧增加海量的录像资料要求存储和共享。q 传统的DVR存储方式明显存在数据安全缺陷容量小扩展性差无法集中统一

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视频监控系统存储解决方案管理等缺点q 近年来存储技术高速发展存储设备价格不断下降专业存储系统具备了在视频监控行业广泛应用的基础q 专业存储系统完全满足网络视频监控大容量、安全可靠、易管理的存储需求。q 并可根据用户网络视频监控规模及管理需求的特点定制出DAS/ NAS/ SAN等不同特点的存储应用模式

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第二节 网络架构及存储类型分析

1. 存储系统网络架构

设计视频监控系统的存储时首先要阐明两个概念一是网络架构二是存储类型。

网络架构主要是指存储设备与服务器或工作站之间的连接方式数据读写方式和共享方式。主流的存储系统网络架构有DAS、NAS、 SAN三种网络架构其中S AN网络环境中 因采用存储设备类型的不同又可以分为FC SAN采用光纤通道存储产品和IP SAN采用iSCSI存储设备。

存储类型是指按存储设备的接口类型、传输协议及网络设备的不同存储设备可分为SCSI磁盘阵列、 FC磁盘阵列和iSCSI磁盘阵列。

DAS

DAS Direct Attached Storage直接存储是指将存储设备通过SCSI接口、 iSCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。

这种网络架构中存储设备一般直接连接在服务器的后面存储。 由于存储设备的主机端口数量有仅 因此DAS架构一般用于服务器数量较少的系统中当服务器数量少于2台时可采用SCSI磁盘阵列 当服务器数量少于4台时可采用iSCSI磁盘阵列 当服务器数量少于8台时可采用FC光纤通道磁盘阵列。

NAS

NAS Network Attached Storage 网络附加存储是将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网)连接到一群计算机上。

许多人都将NAS、 SCSI和FC光纤通道存储看成是存储设备的一种类型实际上NAS更多的是指一个网络架构是指存储设备通过网络共享方式来为网络中的服务器或工作站提供数据存储访问 NAS的方便性正是体现在这种共享的网络架构上。

所谓的“NAS存储”一般都是由一个由“NAS服务器+存储”构成的共同体共同为系统上业务应用端服务器提供数据读写访问服务小型“NAS存储”中存储设备一般和NAS服务器被集成在一个机箱内可称为一体化NAS。大中型“NAS存储”中存储设备与NAS服务器一般是分离的存储设备即可以是一个SCSI磁盘阵列也可以是一个光纤通道磁盘阵列还也可以是一个iSCSI磁盘阵列。

NAS架构环境下存储一般都是通过NAS服务器为网络环境中的应用系统中提供

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视频监控系统存储解决方案服务系统中的服务器和工作站没有数量限制可很方便地应用于小规模系统或大规模的视频监控系统。

因此只要带宽和IOPS性能满足NAS架构可用于各种服务器数量的视频监控系统中。然而由于NAS存储的带宽一般相对相低

SAN

SANStorage Area Storage存储区域网 ,在最纯粹的意义上是一个单独的计算机网络特点是基于光纤通道技术(Fibre Channel)或iS CSI技术的电缆交换机和集线器将很多的存储设备连接起来再与很多不同的服务器组成的网络连接起来 以多点对多点的方式进行管理。一般地因SAN网络中采用的存储设备类型的不同又可以分为FCSAN采用光纤通道存储产品和IP SAN采用iSCSI存储设备。

S AN使存储设备真正可以与服务器脱离开形成一个总的数据中心以多点对多点的方式在网络上与其它计算机相连。 S AN的连接方式比传统的做法提高了可连接性并有更好的容错性。S AN还可以通过采用跟先进的集群技术将可用性和运行连续性提高到一个更高的全新层次。

在视频监控系统环境下 DAS、NAS和SAN网络架构比较分析

以下我们可以用一个简单的图来表示NAS和SAN在技术上的关键区别

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2. 存储设备类型

常用于视频监控系统的可应用的主流磁盘阵列包括以SCSI、 FC和iSCSI为主机接口的SATA磁盘阵列。

SCSI - SATA盘阵

目前市场上主流的SCSI-SATA盘阵基本上都采用热插拔模块化设计单控制器每个控制器提供2个Ultra320 SCSI接口作为主机通道实际带宽在150-250MB之间可提供8-24个盘位等不同规格不可扩展。 SCSI-SATA盘阵技术成熟价格低廉单机容量可达6TB一台PC服务器一般可接两台总容量12T是目前监控行业应用最多的磁盘阵列。缺点是只能用于直连存储DAS且单体容量有限。

FC- SATA盘阵

全光纤盘阵或FC-FC盘阵由于FC磁盘价格相对较高容量较小一般很少用于视频监控的存储系统中。

FC-SATA盘阵主要分为低端不可扩展的FC-SATA阵列和中高端可级联扩展的FC-SATA盘阵。 FC-SATA盘阵具有最全面的硬件冗余、模块化设计、涡轮散热系统、LES监控模块、 GUI的管理系统等有些中高端的FC-SATA盘阵还具有强大的数据复制管理功能。

低端FC-SATA盘阵多采用单控制器单柜设计每个控制器提供2个2Gb FC主机通道实际带宽在200-300MB之间可提供12-16个盘位等不同规格不可扩展。在视频监控应用领域 因为容量有限并不适合大容量SAN集中存储而作为直连服务器DAS应用与SCSI-SATA盘阵相比服务器端还需安装的FC HBA市场价6000元左右卡性价比没有优势。

中端可扩展FC-SATA盘阵基本上采用双冗余控制器的主控磁盘柜级联扩展磁盘

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视频监控系统存储解决方案柜的设计方式系统提供4个2Gb FC主机通道实际带宽在300-350MB之间最大支持124块磁盘。高端可扩展FC-SATA盘阵全部采用独立双冗余控制器直连或级联扩展磁盘柜的设计方式系统提供8个2Gb FC主机通道实际带宽在600-800MB之间多数系统最大支持200多块磁盘有的甚至能支持到800个磁盘。高端的FC-SATA盘阵一般都提供强大的数据复制管理功能(参见UIT公司的BM系列FC存储产品)。

中高端FC-SATA盘阵 由于其强大的扩展能力单体容量可达到几十甚至几百个TB不仅能满足服务器直连DAS的大容量存储应用需求同时也是中大规模FC-SAN集中存储的首选另外它也被广泛用于大容量NAS的存储扩展。在视频监控行业中当集中存储容量达到20TB以上 FC-SATA盘阵的性价比优势将会显现出来 由于其技术成熟产品可靠性高性价比高等优势 已经在一些公安、机场、电信、银行等行业大规模视频监控项目上得到广泛应用。i SCSI - SATA盘阵iSCSI-SATA盘阵类似SCSI-SATA盘阵只是主机通道采用的是千兆以太网接口。市场上iSCSI-SATA盘阵同样也包括低端和高端两类设备低端iSCSI-SATA盘阵不可扩展提供2-4个1Gb iSCSI主机通道可实现链路聚合实际带宽80MB-150MB,目前有12-16个不同盘位的阵列规格。极少数采用高可靠的Cable-less模块化设计 多数采用的有线缆连接的工控服务器设计单点故障多可靠性低。

高端的iSCSI-SATA盘阵基本上都是采用双冗余控制器热插拔模块化设计并且可扩展存储容量甚至系统带宽性能。目前市场上主流的高端的iSCSI-SATA盘阵主要有UIT公司的B S 3000 Intrans a公司的IP5000和华为3 COM公司的IX5000以及NetAPP公司的NAS/iSCSI二合一产品这些iSCSI阵列在产品性能可用性易用性、可扩展性以及数据管理和数据复制功能等方面都各有特点。高端的iSCSI-SATA盘阵性因为销量较小 目前价格还居高不下 明显高于中端FC-SATA盘阵容量越大越是明显。但数据管理功能上要比FC-SATA盘阵丰富的多。

在直连服务器DAS的应用模式中 iSCSI-SATA盘阵与SCSI-SATA或FC-SATA盘阵相比不具备明显的性价比优势。它的优势主要体现在多服务器共享存储的存储局域网SAN的应用使用千兆以太网卡将多台服务器连接到iSCSI存储设备上的IP SAN存储网络的大好机会使得iSCSI变得简单和经济.今天的高速CPU可以在标准网卡以线速运行iSCSI,并只占用有很少的CPU占用。 板载千兆以太网卡已成为服务器标准件,

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