网络存储在安防视频监控方面的应用与优势

一、 网络存储在安防视频监控方面的应用与优势

　　安防视频监控技术的发展可以归结为三步：模拟化 数字化 网络化。

　　在这三个阶段中，可以清楚地看到视频监控技术和数据存储技术结合应用的变化与发展。最初是以模拟信号和设备为特征的闭路电视监控系统CCTV(Closed Circuit Television)，采用VCR(Video Cassette Recorders)存储监控数据;到数字化或部分数字化视频监控系统中，以DVR(Digital Video Recorder)存储监控数据;再到现在蓬勃发展的网络化视频监控系统(IP监控系统)，采用更新的存储技术(DAS、NAS、IP SAN或FC SAN等)存储监控数据。

　　1、视频监控对存储的要求

      近几年，安防产业在国内取得了巨大的进步， "平安城市"、"3111工程"、"全球眼"、"宽视界"等大项目的开展，视频监控在交通、食品卫生检疫、海关、能源、金融、国防等领域应用广泛，市场前景相当看好。市场的扩展促使安防技术不断的进步，目前安防监控技术已经完成了从模拟监控到数字监控，再到网络监控的转变。

　　监控视频存储系统是监控系统的重要组成部分。首先数据的重要性毋庸置疑，服务器宕机或者网络损坏都可以修复，而数据丢失是无法弥补的，后果非常严重;另外存储在整个系统中的比重越来越大，从商业价值角度也越来越引起人们的重视。

　　音视频数据7×24小时的保存到存储系统中，并要求随时可以调用，对存储的可靠性和性能等方面都提出了新的要求，这也促使一些针对安防监控存储技术的产生。

　　 海量数据的要求

　　监控数据是7×24小时写入，存放时间从7天、15天......甚至到1年，数据量随时间增加线性增长。我们可以简单计算一下容量规模，以一个中小规模的例子计算：500路的监控路数，2Mbps D1格式要求，数据存储时限30天;

　　需要的存储容量=500路*30天*(24小时*3600秒*2Mbps/8)/(1024*1024) ≈300 TB;

　　对于一个平安城市项目而言，总的监控路数通常几千到上万路，上千TB的项目比较常见，这对于传统的存储行业是难以想象的。

　　 性能的要求

　　视频监控主要是视频码流的写入，表征性能的是存储能支持多少路码流(通常是384Kbps-2Mbps)。传统意义的性能如IO率(IOps)、存储带宽(MBps)在监控系统里面不具备参考价值;

　　在多路并发写的情况下，对存储的压力还是很大的，需要做性能优化处理。

　　 价格的敏感

　　安防监控行业的海量存储，由于总容量大，造成总的价格成本上升。反而言之，对单位容量成本(每TB价格)的要求很高;

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      通常情况下，不易采用国外高价的存储产品或FC存储。另外对于磁盘介质，希捷SATA企业级硬盘的稳定性，在高负载环境中，能够实现7×24全天候不间断工作(工作强度要高于桌面级产品的5×8工作时长)，并且可以提供长达120万小时的MTBF(平均无故障时间)，使产品使用寿命大大提高。希捷SATA企业级硬盘还具有大容量、高性价比的特点，500GB、750GB、1TB的硬盘已成为监控行业存储最常见的磁盘介质。

　　 可管理性的要求

　　安防监控海量存储，应用了大量存储设备，存储设备中的海量数据，必须被有效的管理起来，对最终用户的使用提供方便、可靠的支持。

　　 网络化要求

　　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。

　　2、目前视频监控中常用的几种存储技术

　　2.1 DVR存储

　　编解码器内部存储--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。但由于编解码设备性能的限制，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长，且DVR性能上的局限性也影响了图像数据的共享及分析。　　

　　这种方式的特点是：价格便宜，使用起来方便，通过遥控器和键盘就可以操作;DVR方式适合于小规模、分布式的部署。国产DVR产品例如海康、大华的产品，都已经十分成熟。

　　2.2 编解码器 + 存储

　　编解码器外挂存储设备，通过编解码器的外部存储接口连接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS 等存储协议扩展。　　

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      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。海康的DS系列监控NAS存储产品，邦诺存储的SMI系列存储产品在监控行业的应用都已十分成熟。

      2.3 集中存储

　　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SCSI、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、NAS)有良好的扩展能力和可管理性，具备高性能价格比。

　　3、IP网络存储在监控行业应用中的优势

　　综合上面对目前视频监控中常用的几种存储技术的分析，我们可以从存储技术和监控存储应用两方面作一下横向的比较。

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      表一：存储技术对比

　　表二：视频监控存储应用比较表

　　从以上的两个对比表可以看到，IP网络存储无论从高性能、可扩展性、稳定性、管理的集中性、实施的便捷性，以及集成成本可控性，都十分适合安防监控行业的应用需求。

　　同时，如邦诺存储这样的拥有自主核心存储技术的公司，可以提供开放的API，和特定功能选择，如带宽预留、WORM、磁盘休眠。这将极为有利于存储产品和监控前端产品、监控平台系统的网络化技术整合。

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二、 视频监控数据存储技术的发展趋势--NVR技术

　　随着近几年，安防监控行业对存储产品的需求急速上升，IP网络存储以其高性价比的解决方案优势异军突起。同时，在监控产品、监控平台系统与存储产品相集成化的过程中，新的技术发展方向也逐渐显现出来。

　　存储技术和监控应用相结合的NVR技术应用而生，并将成为未来真正面向监控行业的存储产品。

　　1、NVR解决方案

　　关于NVR的定义，目前不同厂商尚存在分歧，我们这里定义的NVR如下：

　　 NVR可以通过流媒体协议从编解码器下载录像

　　 NVR具备编索引存储功能，以及检索取数据功能

　　 客户端可以从NVR下载播放录像

　　此外，NVR应具备存储系统功能，包括RAID管理、配置、报警等功能。　　

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      2、NVR方案具有的优势

　　 由于是专用存储系统，设计上可以彻底解决监控存储特有的常见存储问题，例如因突然断电断网而引起的文件系统损坏，造成视频图像无法调用或者录像的问题;

　　 不需要存储服务器，减少了单故障点和性能瓶颈，例如检索视频图像慢，回看相应时间慢的问题，以及反复覆盖写后，存储性能下降的问题;同时也降低了集成商成本开销;

　　 NVR可以针对视频监控数据应用设置专用的功能，如带宽预留等;

　　 NVR也可以针对视频监控进行性能优化。

　　通过NVR解决了通用存储的不足，可以说是视频监控技术和存储技术的完美结合。北京邦诺存储公司已与多家主流前端设备及监控平台厂家合作，率先推出了这种基于监控行业应用特点的NVR存储产品。

三、 结论

　　从中国安防监控事业的发展势头来看，正在向社会的各个层面各个应用方向渗透。安防监控的技术产品在和最终用户使用需求相结合的方面趋势明显。

　　同样，在和安防监控产品集成实施的过程中，存储技术也必须不断的适应安防监控的应用特点，不断的完善自己。存储产品和安防监控产品的技术整合已经是大势所趋。