高清視頻存儲幾大主流技術(shù)及存儲難題

隨著高清化趨勢愈演愈烈，項目規(guī)模越來越大，存儲時間越來越長，監(jiān)控系統(tǒng)對存儲容量的要求、對存儲設(shè)備穩(wěn)定性的要求、對系統(tǒng)可擴展性的要求、對磁盤性能的要求以及對數(shù)據(jù)安全性的要求越來越高，高清監(jiān)控帶給存儲系統(tǒng)巨大的挑戰(zhàn)和壓力。但是，高清監(jiān)控并不僅僅意味著海量存儲，更多的是如何基于不同的應用場合、不同的項目規(guī)模構(gòu)建適合的高清監(jiān)控存儲方案，有效降低存儲空間，形成高利用率。因此，高清視頻存儲方案如何選擇成為監(jiān)控系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)。

高清視頻存儲的性能要求

　　在分析高清存儲方案前，首先要了解部署高清存儲方案對軟、硬件設(shè)備的要求，無論是哪種方案，高清視頻存儲對產(chǎn)品或系統(tǒng)都有一定的性能要求，例如：存儲容量的需求、存儲設(shè)備的穩(wěn)定性、系統(tǒng)的可擴展性、數(shù)據(jù)的安全性等。

　　①系統(tǒng)的高穩(wěn)定性與高性能。由于視頻數(shù)據(jù)量太大，要求單體存儲產(chǎn)品的穩(wěn)定性要好，從而保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而具有高性能的硬盤或存儲虛擬化產(chǎn)品可以提高存儲利用率從而降低成本，滿足客戶的存儲需求。另外，在多路并發(fā)寫的情況下，對網(wǎng)絡(luò)帶寬、數(shù)據(jù)處理能力、緩存等都有較大影響，對存儲的壓力很大，這時候存儲需要有很強的CPU網(wǎng)絡(luò)和存儲處理能力、硬盤接口數(shù)據(jù)處理能力和專門針對視頻性能的優(yōu)化處理能力。

　?、谙到y(tǒng)的可擴展性。單體的DVR、NVR或存儲管理服務(wù)器的存儲空間有限，面對大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這就要求存儲系統(tǒng)擁有可擴展性。

　　③系統(tǒng)自檢能力。當存儲系統(tǒng)出現(xiàn)問題如網(wǎng)絡(luò)連接情況、空間使用率情況、定時錄像/布防情況等，能及時反應并排查。

　　⑤用戶管理的方便性。安防監(jiān)控應用的存儲設(shè)備中的海量數(shù)據(jù)必須被有效的管理起來，提供方便、可靠支持，對重要錄像文件有權(quán)限管理和防刪除、永久保存等功能。

　　高清視頻存儲技術(shù)的幾種模式

　　高清存儲格式目前有720P和1080P兩種，720P存儲以2-4M碼流存儲，1080P以4-6M碼流存儲，以720p存儲格式4Mb存儲碼流計算，單路存放1天的數(shù)據(jù)總量4Mbps÷8×3600秒×24小時×(1天)÷1024≈43.2GB，30天則需要1296GB，如果是一個平安城市項目，總的監(jiān)控路數(shù)通常幾千到上萬路，這樣的存儲是難以想象的。但，大容量的存儲系統(tǒng)并不是存儲設(shè)備的簡單堆積，更需要解決存儲機制的完備性、存儲方式、存儲時間、存儲空間上的高效性，以及大容量存儲系統(tǒng)的可管理性要求，選擇高效的高清存儲解決方案顯得尤為重要。目前，高清監(jiān)控存儲方式主要有混合型DVR存儲、HD-NVR存儲、存儲管理服務(wù)器+IP-SAN存儲、存儲管理服務(wù)器+FC-SAN存儲等，目前市場上以混合型DVR、HD-NVR和存儲管理服務(wù)器+IP-SAN三種存儲設(shè)備(方式)為主。

　　1、混合型DVR存儲

　　混合型DVR存儲是目前常見的一種存儲模式，多路高清攝像機接入，由DVR進行編碼、存儲及傳輸，具有技術(shù)相對簡單、降低帶寬壓力、能耗較低等優(yōu)點。但由于DVR性能的限制，一般采用硬盤順序?qū)懭氲哪Ｊ剑^少應用RAID冗余技術(shù)來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的保護;且隨著硬盤容量的不斷增大，單片硬盤故障導致關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失的幾率在同步增長，DVR性能的局限性也影響了圖像數(shù)據(jù)的共享及分析，利用率低;單個DVR設(shè)備需要同時編解碼多路高清視頻，編解碼器的性能成為系統(tǒng)的瓶頸。

　　2、高清NVR存儲

　　在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，NVR是模擬錄像機和硬盤錄像機的理想升級換代產(chǎn)品，是在原來DVR基礎(chǔ)上實現(xiàn)的免除窗口操作系統(tǒng)和計算機配合的單機獨立操作設(shè)備。HD-NVR采取高度集成化的芯片技術(shù)，擁有先進的數(shù)字化錄像、存儲和重放功能，不需要更換和存儲錄像帶，無需計算機配合和日常維護，因此簡單易用，且能實現(xiàn)高分辨率、高質(zhì)量實時監(jiān)控，實現(xiàn)系統(tǒng)的高清化和網(wǎng)絡(luò)化。HD-NVR可同時實現(xiàn)高清網(wǎng)絡(luò)攝像機接入、管理、實時高清顯示、高清錄像存儲、檢索回放等功能，適用于中小高清監(jiān)控項目和分布式存儲模式。

　　HD-NVR主要采用SATA、iSCSI和NAS等存儲協(xié)定擴展，它是基于大系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的，業(yè)務(wù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心化，如今，HD-NVR有著更強大的管理功能和存儲功能，可通過外部接口實現(xiàn)擴展，支持IPSAN存儲，監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)通過RAID技術(shù)在可靠性上得到了保證，最大可接入和管理的1080P高清視頻數(shù)可達到32路，并支持3TB或更高容量硬盤，不僅可支持云臺控制、電子抓拍及查看、移動偵測、探頭報警和聯(lián)動報警，以及手動錄像、定時錄像和報警錄像，還支持前端設(shè)備工作狀態(tài)、錄像/報警狀態(tài)實時顯示，管理授權(quán)用戶實時瀏覽、回放授權(quán)視頻、重要文件的保護功能等。

3、存儲管理服務(wù)器+IP-SAN存儲

　　集中式存儲管理模式通過存儲管理服務(wù)器連接前端編解碼器，服務(wù)器和存儲設(shè)備之間可通過SAS、iSCSI、NAS、FC協(xié)議下載數(shù)據(jù)存放到存儲設(shè)備上。集中式存儲管理模式，存儲空間利用率高，易于擴容;且由于采用了RAID技術(shù)，存儲的可靠性高，單一硬盤損壞不會造成視頻丟失。

　　集中式管理存儲模式可根據(jù)項目規(guī)模進行集中存儲和管理，目前主要有存儲管理服務(wù)器+IP-SAN和存儲管理服務(wù)器+FC-SAN兩種集中式存儲管理模式，從實際的部署和效果來講，F(xiàn)C-SAN存儲管理由于強大的性能和數(shù)據(jù)處理能力，其穩(wěn)定性高，在節(jié)點較多的監(jiān)控環(huán)境里較為合適，但費用也比較高，而IP-SAN存儲管理比較經(jīng)濟實用，具有易于擴展、尋址靈活、可遠距離傳輸、利用率高等特點，且有著強大的生命力，當系統(tǒng)中某一處出現(xiàn)故障，不會影響到整個系統(tǒng)的運作，可廣泛用于平安城市、金融系統(tǒng)、平安校園等大中型集中式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，是目前視頻監(jiān)控存儲市場的一個熱點，受到業(yè)內(nèi)的青睞。

　　高清網(wǎng)絡(luò)視頻存儲管理服務(wù)器可搭載高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理服務(wù)器，實現(xiàn)集中管理存儲，根據(jù)項目搭建不同規(guī)模的高清存儲服務(wù)器群，并可通過IP-SAN存儲方式擴展，實現(xiàn)海量高清存儲。高清網(wǎng)絡(luò)視頻存儲管理服務(wù)器系列可同時管理和存儲16路到64路1080p高清視頻，可有效搭載多種解決方案，且具有錄像文件防刪除功能，重要錄像文件可永久保存，提高了文件的高安全性，支持抓圖瀏覽，實現(xiàn)用戶在本機瀏覽查看圖片，提高了視頻管理的便利性。同時，高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理平臺還可對所有高清存儲服務(wù)器進行管理和實時狀態(tài)監(jiān)控，以及遠程數(shù)據(jù)傳輸和遠程主機配置。另外，高清網(wǎng)絡(luò)存儲管理服務(wù)器模式還可搭建分布式存儲模式、集中管理存儲模式以及分布式集中存儲管理模式，根據(jù)用戶的需求和項目的需求、規(guī)模大小，進行合理有效的分配，實現(xiàn)項目價值最大化。

　　高清存儲技術(shù)的難題

　　存儲技術(shù)的難題在于如何應用一個強大的平臺管理軟件，統(tǒng)一相關(guān)設(shè)備的編碼方式，以及對寬帶傳輸、數(shù)據(jù)處理能力和存儲緩存等各方面的優(yōu)化處理。而城市聯(lián)網(wǎng)級別的監(jiān)控存儲給服務(wù)器和本地存儲帶來了不少的壓力，在實施過程中，針對大數(shù)據(jù)流量，所需要的大容量存儲硬盤及帶寬成本相當大，如何在成本及效果方面做到平衡，如何滿足具體需求將是最直接的問題，因此隨著IT技術(shù)的不斷滲入，云存儲也逐漸應用到監(jiān)控存儲中，將大量的存儲設(shè)備集合起來協(xié)同工作，實現(xiàn)資源共享利用，對外提供更高性能的服務(wù)接口，有效地解決大碼流視頻數(shù)據(jù)的寫入、大數(shù)據(jù)容量的存儲、多樣化多層次的服務(wù)帶來的技術(shù)弊端，將給高清監(jiān)控存儲帶來新的體驗。

　　另外，隨著平安城市建設(shè)所帶來監(jiān)控規(guī)模的越來越大，存儲系統(tǒng)自身的運作也相應的復雜化、龐大化，智能化的監(jiān)控尤為顯得重要，例如存儲系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)是否連接上了?剩余多少磁盤空間?錄像空間是否滿了?碼流產(chǎn)生了什么樣的變化……種種問題如果單靠人工排查，將是繁瑣又不討好的工作。而迅通采用設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，實時監(jiān)控存儲系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接情況、信號情況、CPU/內(nèi)存/網(wǎng)絡(luò)使用率情況、錄像剩余空間情況、磁盤空間設(shè)置情況、硬盤數(shù)據(jù)寫入情況、碼流變化狀態(tài)以及實現(xiàn)錄像空間預警，并監(jiān)控存儲系統(tǒng)的錄像文件數(shù)據(jù)和用戶訪問記錄等，提高存儲系統(tǒng)的效率和安全性。

　　結(jié)語

　　雖然目前DVR存儲仍具有較高的市場占有率，但并不適合目前高清化、網(wǎng)絡(luò)化的大發(fā)展趨勢。未來，根據(jù)不同規(guī)模和不同結(jié)構(gòu)的高清監(jiān)控系統(tǒng)，采用不同的存儲方案，針對中小規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，HD-NVR網(wǎng)絡(luò)存儲方案將受到更多青睞;而針對監(jiān)控點相對集中，且規(guī)模較大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可設(shè)計采用集中式管理存儲模式或云存儲模式，整個監(jiān)控系統(tǒng)的存儲資源由存儲管理服務(wù)器統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度和分配。

　　目前，高清存儲技術(shù)受到業(yè)內(nèi)各界的研究和推進，監(jiān)控領(lǐng)域的存儲技術(shù)發(fā)展日新月異，未來將會有更具高效的、更簡潔的、更實用的高清存儲方案，讓我們拭目以待。