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运用在高清视频监控系统的存储技术

来源：互联网 发布时间：2011/01/05
　　　高清监控作为一个系统，只有在包括了前端摄像机、管理平台、存储系统、显示等各个环节时才有意义，因此拥有高清整体解决方案不仅仅是单纯的高清网络摄像机。“无监控，不存储”是市场对于安防监控存储功能重要性的评价，可以说任何形式的监控都是以监视和存储为首要目的。
　　针对时下热议的高清监控系统，除了前端部分外，如何在中间的存储系统满足高清需求，使用者如何根据自己的应用特点来选择存储方案，以及目前的高清存储都面临哪些难点和挑战，用户又该如何去解决这些难点，这些是发展高清监控系统需要解决一系列问题。
　　高清存储的本质需求
　　前面说了，存储是监控最重要的环节之一，那如何来选取合适的高清存储方案呢?可以从如下几个方面来考虑。
　　·海量存储的需求。监控数据一般起码是7×24小时连续工作存储，而且存放时间从半月，一月，半年甚至增长到1年，数据量随着时间增加呈线性增长。另外，采用高清的数据流量，再加上监控路数达到几千甚至上万路，那就更是对存储的数据容量提出了更高的要求，这在以前传统的存储行业是难以想象的;
　　·存储性能的需求。视频监控主要是视频码流的持续写入，表现性能好坏决定存储能同时支持多少路码流(通常每路标清码流是384Kbps-2Mbps，高清更是达到4M-10Mbps)。在多路并发写入数据的情况下，对带宽、数据处理能力、缓存等都有很大影响，对存储需要有专门针对视频性能的优化处理;
　　·海量数据的安全性需求。在监控视频的录像数据必须在第一时间就能保证是完好的，必须要做到对录像数据的实时性，不间断性和冗余性;
　　·集中管理的需求。安防监控应用中，由于需要大量存储设备，存储设备中的海量数据，必须被有效的管理起来，需要对最终使用者的使用提供方便、可靠、透明的支持;
　　·网络化的需求。TCP/IP网络是安防监控技术向网络化方向发展的网络基础，基于TCP/IP网络的存储技术将在安防监控技术网络化进程中发挥不可替代的作用。
　　因此从以上种种来看，相对来讲高清的存储方案基本上以集中管理存储和NVR存储这两种方式为主，这也正是我们努力发展的目标及应用解决方案。
　　适合高清的存储技术分析
　　大致来讲，目前监控市场主要存在以下几种存储技术。
　　1、DVR存储。DVR存储是目前最常见的一种存储模式，编解码器设备直接挂接硬盘，目前最多可带8盘硬盘。但由于编译码设备性能的限制，一般采用硬盘顺序写入的模式，没有应用RAID冗余技术来实现对数据的保护。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，且DVR性能的局限性也影响了图像数据的共享及分析。
　　2、编码器外挂存储设备直连存储。通过编解码器的外部存储接口连接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存储协定扩展。这种方式可以实现编解码器容量的再扩展，适合于中小规模的部署，监控视频数据通过RAID技术在可靠性上得到了一定保证。其中SATA/USB模式采用的直连方式，不能共享并且扩展能力较低。IP网络(iSCSI和NAS)方式下具有更好的扩展能力和共享能力。由于数据的直接写入，减少了服务器中转这一环节，在性能提升的同时也节省了用户的投资，但是这种方式在进行数据的转发和检索，容易在转发这一环节会出现很大瓶颈，且目前直写通常采用像NAS等存储方式，由于NAS自身的文件协议等原因，导致在多节点并发写入数据时效率不高。
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　　3、集中管理存储。服务器连接前端编解码器，通过流媒体协议下载数据，然后存放到存储设备上。服务器和存储设备之间可以通过SAS、iSCSI、NAS、FC协议连接。集中存储方式适合于大中型平台的部署。集中存储方式中，IP连接模式(iSCSI)和FC连接模式有良好的扩展能力和可管理性，是目前采用较多的方式之一。从实际的部署和效果来讲，FC存储由于强大的性能和数据处理能力，在节点较多的监控环境里较为合适,而IP存储由于性能和扩展性的限制，在中小型应用中能具备更高的性价比。
　　4、NVR存储。在视频监控系统中，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。由于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，能够实现高分辨率(可达到Full-D1分辨率)、高质量实时监控，并且简单易用。简单来说，NVR系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，通过NVR设备上的网络接口，以IP包的形式在网络上传输，在DVR的基础上，实现了系统的网络化。
　　这么多种的存储方案中，哪种更适合于高清监控的需要呢，就必须更深层去了解专案的高清存储具体需求了。以下我们结合NVR存储和集中管理存储方案的优劣分析为例进行探讨。
　　在实际应用当中，尽管NVR系统具有计算机快速处理能力、数字信息抗干扰能力、便于快速查询记录、视频图像清晰及单机显示多路图像等优点。但是，从本质上来讲，NVR并没有解决DVR系统中存在的模拟传输的缺陷，也没有解决网络传输视频流后带来的江城足球网 ：管理问题。实际上，每个NVR形成了一个独立的监控中心，对实现全网络监控带来了更大的复杂性。在诸如远程控制、多层级扩展性以及组网能力等方面，都是未来要待解决的技术难点。
　　而在集中管理存储方面，显而易见，NVR适用于大规模的监控系统，通过强大的管理平台来应对整个系统进行集中管理，调控及存储。这也正是技术难点，如何应用一个强大的平台管理软件，需要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直接面对的问题。因此针对这些网络传输，带宽架设成本，大容量存储硬盘这些难点或是瓶颈，将是高清监控存储中必然要考虑的因素。
　　高清存储方案未来发展方向
　　基于对以上应用的理解，监控领域的存储未来发展可能还是朝着两大领域发展：对于节点不是太多的中小型应用中，NVR是未来的主要发展方向;其次是大型的监控系统，视频管理平台+SAN存储(以iSCSI存储为主)是大型监控系统的不二选择。另外高清监控系统存在的存储问题是较多的无用视频信息也被存储、传输，既浪费了存储空间又增加了带宽，因此也需要在存储设备中加装智能化的分析模块，能对一些无用视频，通过智能分析技术，可采用低码流等方式进行合适压缩再存储，可大大减少存储空间，同时又缓解了带宽压力，因为增加智能化数据分析来挖掘存储有价值信息将是必然趋势。
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