15大规模监控视频高可靠存储方案V

大规模监控视频高牢靠存储方案2023-1010/14名目\l“_TOC_250015“前言 2\l“_TOC_250014“大规模视频监控方案特点 2\l“_TOC_250013“大规模视频监控方案趋势之高清建设 2\l“_TOC_250012“视频存储需求分析 3\l“_TOC_250011“存储性能需求分析 4\l“_TOC_250010“存储容量需求分析 5\l“_TOC_250009“关键技术需求分析 5\l“_TOC_250008“存储网络及存储类型分析 7\l“_TOC_250007“DAS〔直接访问存储〕 7\l“_TOC_250006“NAS〔网络附加存储〕 7\l“_TOC_250005“FCSAN〔光纤存储区域网络〕 8\l“_TOC_250004“IPSAN〔IP存储区域网络〕 9\l“_TOC_250003“存储产品选型分析 10\l“_TOC_250002“系统方案设计 11\l“_TOC_250001“存储产品优势 11\l“_TOC_250000“存储系统设计 13前言随着城市化进程的不断加剧，平安城市建设规模越来越大得不考虑的一个问题。大规模视频监控方案特点依据其业务需求，大规模监控系统有如下要求：•系统延时小实时性强•系统牢靠性高25fps•图像压缩比高•存储牢靠性高大规模视频监控方案趋势之高清建设清的，传输设备、存储设备、显示设备等都需要是高清的。在这个系统链路上，任何一个环节不满足高清需求，都会造成系统缺陷，达不到整体的高清质量，故高清视频监控系统严格意义上来讲是一个系统工程。目前高清视频系统的两大技术流派：1、以播送行业标准演进而来的HDTVHD-SDI(1.485Gbit/s)高清视频信号作为高清摄像机、高清光端机、高清矩阵、高清显示设备互连的标准。系统图像质量优异，图像无延时；此方案优点突出缺点也明显，只支持高清，不能做到高标清混合；图像存储方案需要与IP高清监控系统混合才能形成完整高清解决方案，建设投资是全部高清方案中最高的。2、基于帧内及帧间压缩的HDTV解决方案(压缩标准主要承受H.264)，也就是以网络高清IPIP存储为典型系统组成部件的高清视频监控系统。随着地铁线路的延长和多条线路的交汇，地铁监控有持续扩容的要求，因此对监控系统的技术开放性有较高要求，但同时对建设本钱会有严格的掌握。地铁监控应用对图像质量，图像延时，H.264压缩方案需支持到MainProfile以上级别，保证活动图像细节表达。无论系统规模多大，需要做到任意图像的编解码延时必需做到300ms以内。车站、监控中心显示墙任意图像调度与PC终端任意图像调度时间要500ms。综上，HDTV非压缩监控系统与IP高清监控系统混合建设的系统可以满足地铁需求，前者实况图像质量优质无延时录像质量取决于编码技术适合地铁高清建设但建设投资高，扩容本钱高系统较简单；IP高清监控系统使用H.264 MainProfile以上级别图像编码技术，实况、录像图像质量好，低延时，投资最低，扩容简洁本钱低，广泛适用于各大中城市地铁高清建设。视频存储需求分析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系统不同的特点，主要表现在以下几个方面：1、编码器或采集效劳器以流媒体方式写入数据，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，因此检索效劳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承受分段保存，写入操作的持续也有可能长达2-6个小时，后期回放时也需要一样的带宽，还要求存储系统具有超强的长时间工作力量，保持长时间的稳定性。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效劳器存储承受的小数据块其它应用系统有较大的区分。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，存储容量大等特点，存储的需求。6、由于视频监控系统的数据量格外巨大，而且需要保存的时间不长，假设通过磁带备通过存储系统的品质〔牢靠性、稳定性、安全性〕来保证视频信息的安全。存储性能需求分析本工程对存储性能需求有以下几个要求：1、以流媒体方式对存储设备进展访问；2、视频流连续同时写入；3、满足假设干个客户端并发访问；4、视频访问带宽要求较高，并要求带宽恒定；5、视频访问时间长，要求存储稳定性高；存储容量需求分析视频存储容量计算工式如下：摄像头数量〔路〕*码率*1小时〔3600秒〕*24小时(每天)*存储时间〔天〕=存储可用容量关键技术需求分析硬盘FCSASSATAFC/SASFC/SASSATA80%以上，且FC/SAS硬盘单碟容量最大仅为600GB，而SATA硬盘单碟最大容量则到达2TB、3TB。考虑到视频存储的海量需求，本工程中建议承受单块3TB容量的企业级SATAII硬盘。承受SATAII技术的硬盘推出已有很长一段时间，技术上较成熟、稳定，作为大容量存储，它具有低得多的GBRaidN1/N需要承受RAID技术，即通过给磁盘阵列增加冗余磁盘的方式来提高磁盘阵列的牢靠性。所谓冗余磁盘，即该磁盘不用于存放实际数据，而用来存放少许冗余信息，而这些冗余信息可用来在必要的时候进展有效数据恢复，从而增加磁盘阵列的牢靠性。目前应用较多的RAID方式是RAID0，RAID1、RAID5及RAID6。RAID0通过实现磁盘阵列存放数据条带状分布,提高了大规模数据访问的性能，但并没有冗余容错的功能。RAID1实现了数据条带状分布，同时，在数据写入一个磁盘的时候，相应状况下在另一个磁盘做相应的镜象,具有数据容错功能。但磁盘利用率比较底，仅为50%。RAID10磁盘利用率同样仅为50%，因此不另行分析。c.RAID5定磁盘上，而是存放在不同磁盘，这样可以平衡各个磁盘的读写次数，从而平衡各个磁盘的运用频率(由于校验位的读写要相对频繁)。综合磁盘利用率、性能和牢靠性等各个因素，RAID5是目前主流的RAID技术。对于N个硬盘，只需要用1〔N-1〕/N。RAID5的读取性能很高，接近于RAID0。但在写性能上有肯定的牺牲，特别是在硬盘数量格外大的时候，因此一般RAID55-12个。RAID5在1个硬盘消灭故障的时候，仍可以正常工作，保证数据的读写不会发生中断。假设有2个或以上的硬盘同时消灭故障，则RAID5失效，不过多个硬盘同时发生故障的机率格外低。为了进一步增加RAID5的牢靠性，一般结合全局热备盘共同使用，在消灭1个硬盘故障时，马上自动的用热备盘替换故障硬盘，RAID5d.RAID6RAID6是近年消灭的RAID技术，与RAID5最大的不同就是能供给其次个校验位，可使得在2块硬盘同时消灭故障时，RAID组仍能正常工作。由于RAID6使用了更为简单的多重校验计算，它的读写性能受到很大的影响，特别是在写数据的时候。RAID6没有统一的技术标准，各个厂商的实现方式都不一样，目前还没有得到大规模的应用。综合以上分析，考虑到牢靠性与系统性能的平衡，建议承受Raid5技术〔单个Raid组应不超过24块硬盘〕，并结合热备盘(即一旦磁盘阵列某块盘发生故障时，则通过校验盘向热备盘转移数据)的设置，以确保存储数据的安全性。存储网络及存储类型分析式。主流的存储系统网络架构有DAS、NAS、SAN三种网络架构，其中SAN网络环境中，因承受存储设备类型的不同又可以分为FCSAN〔承受光纤通道存储产品〕和IPSAN〔承受iSCSI〕。DAS〔直接访问存储〕DAS是指将存储设备通过SCSI线缆或光纤通道直接连接到效劳器上。DAS方式实现了机内存储到存储子系统的跨越，但是缺点照旧有很多：增的效劳器单独配置存储设备，造成重复投资。资源利用率低，DAS方式的存储长期来看存储空间无法充分利用，存在铺张。不同据量的变化。因此，消灭了局部应用对应的存储空间不够用，另一些却有大量的存储空间闲置。可治理性差，DAS方式数据照旧是分散的，不同的应用各有一套存储设备。治理分散，无法集中。异构化严峻，DAS方式使得企业在不同阶段选购了不同型号不同厂商的存储设备，设备之间异构化现象严峻，导致维护本钱据高不下。NAS〔网络附加存储〕NAS是一种文件共享效劳。拥有自己的文件系统，通过NFS或CIFS对外供给文件访问效劳。NASNAS可以即插即用。NAS通过TCP/IP网络连接到应用效劳器，因此可以基于已有的企业网络便利连接。专用的操作系统支持不同的文件系统，供给不同操作系统的文件共享。器不再工作了，仍旧可以读出数据。NASNAS这必定会影响企业内部网络上的其他网络应用。2NAS性能的主要问题。3、NASBlock级的应用，尤其是要求使用裸设备的数据库系统。FCSAN〔光纤存储区域网络〕FCSANFCSAN后端存储系统由FCSAN掌握器和磁盘系统构成，掌握器是后端存储系统的关键，它供给存储接入，数据操作及备份，数据共享、数据快照等数据安全治理，及系统治理等一系列功能。后端存储系统为FCSANRAID策略为数据供给存储空间和安全保护措施。连接设备包括交换机，HBA卡和各种介质的连接线。FCSAN高性能，效劳器和存储设备通过专用的网络〔光纤通道连接，光纤通道网络利用率较高，不需要额外的开销，大大提高了传输效率。就目前的状况来看，光纤通道在性能方面仍旧具有很明显优势。独购置存储设备，降低存储设备异构化程度，减轻维护工作量，降低维护费用；工作可以在一台设备上完成，大大提高了存储资源利用率；高扩展性，存储网络架构使得效劳器可以便利的接入现有SAN环境，较好的适应应用变化的需求；治理维护本钱；IPSAN〔IP存储区域网络〕IPSANiSCSIinternetSmallComputerSystemInterface的缩写，实际上是一个互联协议，是SAN构造的一种。通过将SCSI协议封装在IP包中，使得SCSILAN/WANIPSAN的特点、优势为存储区域网定义(SANs)。IPSAN是SAN的一种，通过IP实现的SAN，即IPSAN.支持数据库应用所需的基于块的存储。虽然是通过IP传输，但iSCSI却是基于块NAS基于TCP/IP，iSCSI是被封装在IP包中进展传输的，所以它具有TCP/IP的全部优点，诸如牢靠传输，可路由等。建立和治理基于IP的存储设备，主机和客户端之间的连接是建立在广泛使用的，为大家所生疏的开放标准上的供给高级的IP路由，治理和安全工具。现有的绝大局部网络治理工具都可以用来IPSAN.IPSAN的优势与FCSAN一样，IPSANSAN大家庭中的一员。1〕由于通过以太网进展传输，企业可以利用现有的以太网设施来部署iSCSI存储网络，而所以培训和维护治理的费用也大大降低。协议本身没有距离限制由于使用TCP/IP进展传输，他不但可以在局域网中进展部署，也可以跨过路由设备在iSCSI敏捷的拓扑构造：iSCSI不但可以在局域网内部署，还可以在广域网内部署，拓扑构造格外敏捷。易于使用即使是多个厂家的设备：iSCSI构造简洁，简洁理解，协议通用，不同厂家的产品可以有机的结合起来共同使用，极大地保护了企业的投资。易于扩展由于iSCSI设备就可完全满足，因此，iSCSI存储产品选型分析综合以上存储类型分析，总结如下：1、DAS由于资源利用率低、扩展性能差等因素，目前较少承受。2、SAN存储架构从根本上解决了信息孤岛问题，是目前存储解决方案的主流趋势。其中FC-SANIP-SAN由于其敏捷的可维护性和较高的性价比，更适合中小规模企业和大容量视频流媒体应用。依据创科多年来在监控行业的阅历及本工程的需求特点，我们建议承受IPSAN解决方案，来实现整个工程的视频数据集中存储。系统方案设计存储产品优势针对本工程对具体视频存储需求，结合监控系统的应用特点，我们推举用户承受IPSAN磁盘阵列，构建IPSAN存储网络，以满足用户的视频数据存储需求，我们推举承受互信互通的HXstor3000G2作为核心存储设备。选用互信互通的HXstor3000G2构建IPSAN互信互通HXstor3000G2统一存储产品以Intel高性能存储处理器为动力，为用户供给项创技术，全面保障用户业务连续性，实现最高性能和最低运营治理本钱。互信互通HXstor3000G2统一存储产品全面适用于监控、政府、制造、电力、医疗、交通物流、批发零售、教育等行业。敏捷的统一架构HXstor3000G2SBB2.0SASSAS、SATASSD强大处理力量HXstor3000G2系列产品承受业界领先的Intel高性能存储处理器、PCI-e系统总线、1GbiSCSI、8GbFC、10Gb