高清视频存储几大主流技术及存储难题

2014-08-04 19:36:45来源: 中关村在线

    随着高清化趋势愈演愈烈,项目规模越来越大,存储时间越来越长,监控系统对存储容量的要求、对存储设备稳定性的要求、对系统可扩展性的要求、对磁盘性能的要求以及对数据安全性的要求越来越高,高清监控带给存储系统巨大的挑战和压力。但是,高清监控并不仅仅意味着海量存储,更多的是如何基于不同的应用场合、不同的项目规模构建适合的高清监控存储方案,有效降低存储空间,形成高利用率。因此,高清视频存储方案如何选择成为监控系统中至关重要的一环。

    高清视频存储的性能要求

  在分析高清存储方案前,首先要了解部署高清存储方案对软、硬件设备的要求,无论是哪种方案,高清视频存储对产品或系统都有一定的性能要求,例如:存储容量的需求、存储设备的稳定性、系统的可扩展性、数据的安全性等。

  ①系统的高稳定性与高性能。由于视频数据量太大,要求单体存储产品的稳定性要好,从而保证整个系统的稳定性,而具有高性能的硬盘或存储虚拟化产品可以提高存储利用率从而降低成本,满足客户的存储需求。另外,在多路并发写的情况下,对网络带宽、数据处理能力、缓存等都有较大影响,对存储的压力很大,这时候存储需要有很强的CPU网络和存储处理能力、硬盘接口数据处理能力和专门针对视频性能的优化处理能力。

  ②系统的可扩展性。单体的DVR、NVR或存储管理服务器的存储空间有限,面对大型的视频监控系统,这就要求存储系统拥有可扩展性。

  ③系统自检能力。当存储系统出现问题如网络连接情况、空间使用率情况、定时录像/布防情况等,能及时反应并排查。

  ⑤用户管理的方便性。安防监控应用的存储设备中的海量数据必须被有效的管理起来,提供方便、可靠支持,对重要录像文件有权限管理和防删除、永久保存等功能。

  高清视频存储技术的几种模式

  高清存储格式目前有720P和1080P两种,720P存储以2-4M码流存储,1080P以4-6M码流存储,以720p存储格式4Mb存储码流计算,单路存放1天的数据总量4Mbps÷8×3600秒×24小时×(1天)÷1024≈43.2GB,30天则需要1296GB,如果是一个平安城市项目,总的监控路数通常几千到上万路,这样的存储是难以想象的。但,大容量的存储系统并不是存储设备的简单堆积,更需要解决存储机制的完备性、存储方式、存储时间、存储空间上的高效性,以及大容量存储系统的可管理性要求,选择高效的高清存储解决方案显得尤为重要。目前,高清监控存储方式主要有混合型DVR存储、HD-NVR存储、存储管理服务器+IP-SAN存储、存储管理服务器+FC-SAN存储等,目前市场上以混合型DVR、HD-NVR和存储管理服务器+IP-SAN三种存储设备(方式)为主。

  1、混合型DVR存储

  混合型DVR存储是目前常见的一种存储模式,多路高清摄像机接入,由DVR进行编码、存储及传输,具有技术相对简单、降低带宽压力、能耗较低等优点。但由于DVR性能的限制,一般采用硬盘顺序写入的模式,较少应用RAID冗余技术来实现对数据的保护;且随着硬盘容量的不断增大,单片硬盘故障导致关键数据丢失的几率在同步增长,DVR性能的局限性也影响了图像数据的共享及分析,利用率低;单个DVR设备需要同时编解码多路高清视频,编解码器的性能成为系统的瓶颈。

  2、高清NVR存储

  在网络视频监控系统中,NVR是模拟录像机和硬盘录像机的理想升级换代产品,是在原来DVR基础上实现的免除窗口操作系统和计算机配合的单机独立操作设备。HD-NVR采取高度集成化的芯片技术,拥有先进的数字化录像、存储和重放功能,不需要更换和存储录像带,无需计算机配合和日常维护,因此简单易用,且能实现高分辨率、高质量实时监控,实现系统的高清化和网络化。HD-NVR可同时实现高清网络摄像机接入、管理、实时高清显示、高清录像存储、检索回放等功能,适用于中小高清监控项目和分布式存储模式。

  HD-NVR主要采用SATA、iSCSI和NAS等存储协定扩展,它是基于大系统、联网设计的,业务实现数据中心化,如今,HD-NVR有着更强大的管理功能和存储功能,可通过外部接口实现扩展,支持IPSAN存储,监控视频数据通过RAID技术在可靠性上得到了保证,最大可接入和管理的1080P高清视频数可达到32路,并支持3TB或更高容量硬盘,不仅可支持云台控制、电子抓拍及查看、移动侦测、探头报警和联动报警,以及手动录像、定时录像和报警录像,还支持前端设备工作状态、录像/报警状态实时显示,管理授权用户实时浏览、回放授权视频、重要文件的保护功能等。

    3、存储管理服务器+IP-SAN存储

  集中式存储管理模式通过存储管理服务器连接前端编解码器,服务器和存储设备之间可通过SAS、iSCSI、NAS、FC协议下载数据存放到存储设备上。集中式存储管理模式,存储空间利用率高,易于扩容;且由于采用了RAID技术,存储的可靠性高,单一硬盘损坏不会造成视频丢失。

  集中式管理存储模式可根据项目规模进行集中存储和管理,目前主要有存储管理服务器+IP-SAN和存储管理服务器+FC-SAN两种集中式存储管理模式,从实际的部署和效果来讲,FC-SAN存储管理由于强大的性能和数据处理能力,其稳定性高,在节点较多的监控环境里较为合适,但费用也比较高,而IP-SAN存储管理比较经济实用,具有易于扩展、寻址灵活、可远距离传输、利用率高等特点,且有着强大的生命力,当系统中某一处出现故障,不会影响到整个系统的运作,可广泛用于平安城市、金融系统、平安校园等大中型集中式网络监控系统,是目前视频监控存储市场的一个热点,受到业内的青睐。

  高清网络视频存储管理服务器可搭载高清网络监控管理服务器,实现集中管理存储,根据项目搭建不同规模的高清存储服务器群,并可通过IP-SAN存储方式扩展,实现海量高清存储。高清网络视频存储管理服务器系列可同时管理和存储16路到64路1080p高清视频,可有效搭载多种解决方案,且具有录像文件防删除功能,重要录像文件可永久保存,提高了文件的高安全性,支持抓图浏览,实现用户在本机浏览查看图片,提高了视频管理的便利性。同时,高清网络监控管理平台还可对所有高清存储服务器进行管理和实时状态监控,以及远程数据传输和远程主机配置。另外,高清网络存储管理服务器模式还可搭建分布式存储模式、集中管理存储模式以及分布式集中存储管理模式,根据用户的需求和项目的需求、规模大小,进行合理有效的分配,实现项目价值最大化。

  高清存储技术的难题

  存储技术的难题在于如何应用一个强大的平台管理软件,统一相关设备的编码方式,以及对宽带传输、数据处理能力和存储缓存等各方面的优化处理。而城市联网级别的监控存储给服务器和本地存储带来了不少的压力,在实施过程中,针对大数据流量,所需要的大容量存储硬盘及带宽成本相当大,如何在成本及效果方面做到平衡,如何满足具体需求将是最直接的问题,因此随着IT技术的不断渗入,云存储也逐渐应用到监控存储中,将大量的存储设备集合起来协同工作,实现资源共享利用,对外提供更高性能的服务接口,有效地解决大码流视频数据的写入、大数据容量的存储、多样化多层次的服务带来的技术弊端,将给高清监控存储带来新的体验。

  另外,随着平安城市建设所带来监控规模的越来越大,存储系统自身的运作也相应的复杂化、庞大化,智能化的监控尤为显得重要,例如存储系统的网络是否连接上了?剩余多少磁盘空间?录像空间是否满了?码流产生了什么样的变化……种种问题如果单靠人工排查,将是繁琐又不讨好的工作。而迅通采用设备运行状态监测技术,实时监控存储系统的网络连接情况、信号情况、CPU/内存/网络使用率情况、录像剩余空间情况、磁盘空间设置情况、硬盘数据写入情况、码流变化状态以及实现录像空间预警,并监控存储系统的录像文件数据和用户访问记录等,提高存储系统的效率和安全性。

  结语

  虽然目前DVR存储仍具有较高的市场占有率,但并不适合目前高清化、网络化的大发展趋势。未来,根据不同规模和不同结构的高清监控系统,采用不同的存储方案,针对中小规模的网络监控系统,HD-NVR网络存储方案将受到更多青睐;而针对监控点相对集中,且规模较大的系统结构,可设计采用集中式管理存储模式或云存储模式,整个监控系统的存储资源由存储管理服务器统一管理、统一调度和分配。

  目前,高清存储技术受到业内各界的研究和推进,监控领域的存储技术发展日新月异,未来将会有更具高效的、更简洁的、更实用的高清存储方案,让我们拭目以待。

关键字:存储  几大  主流  技术

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2014/0804/article_7417.html
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