视频监控的存储系统及RAID等级应用

多年来，随着模拟内容逐渐向数字内容过渡，新的视频监控应用模式应运而生。企业安保团队和信息技术团队需要不断加强合作，共同设计可满足更复杂要求的解决方案。举一个例子，尽管大约 95% 的视频监控 I/O 操作为写入操作，但大多数企业级存储系统都旨在加快读取速度，而写入速度经常会受到数据保护因素的制约。

　　写入应用与传统的读/写系统在规范方面有所不同。首先，与视频片段丢失 (footage loss) 相关的风险程度是此类存储应用客户需要加以考虑的最重要的决定因素。其他需要关心的因素还包括存储容量、分辨率和数据保护等。

　　选择哪种 RAID 等级在很大程度上取决于上述因素的最终优先顺序。为了获得最佳存储解决方案，我们需要全面深入了解客户属于哪个层次以及可用的预算规模。

　　资料来源：Pelco 技术白皮书：《提高视频监控存储系统可靠性并同时降低成本》

　　高端应用

　　高端应用需要全天候运行。因视频片段丢失而导致的风险极高，采用高端应用的机构(机场、监狱等)往往需要满足严格的规范要求，以保证数据完好无损。由于往往需要长期保存 PB 级(而非 GB 级)的数据，大存储容量要求至关重要的。视频流数量也较高，例如拥有 100 个摄像头的系统每周可生成超过 30 TB 数据。高端应用通常要求尽可能高的分辨率，因此比特率也较高。此外，由于内容一旦丢失即难以复制，因此不管成本多高，保护硬盘数据都至关重要。此类环境还要考虑另一个因素，就是存储系统在任何阵列情况下都必须能够保存视频流，这也包括在降级模式中或在重建期间确保最低性能水平。

　　RAID 6 是确保全天候运行的最佳选择，其提供的双重奇偶保护能应对双驱动器故障，而且能够让管理员在数据遭到损坏之前有足够的时间来更换故障驱动器。

　　中端应用

　　对采用中端应用的机构(企业、学校等)而言，视频流捕获故障的相关风险相对较低，但同时仍有较高的容量需求，以满足按需存档和参考视频片段的要求。对数据质量的要求可能各有不同，有的可能需要较高的分辨率，而有的只需满足较低的视频质量即可。避免数据保护和驱动器出现故障仍然非常重要，但与高端应用的差异在于中端应用在重建阵列时可以接受少量帧丢失，当然这种现象应当尽量避免。

　　如果存档要求需要支持较高的数据可用性，那么 RAID 6 将是客户最好的选择。如果客户自身在现场有足够的 IT 人员来替换驱动器，或者说不一定必须确保长期全天候工作，RAID 5 则更加适用，这相对于 RAID 6 而言有助于获取更高的净存储容量。

　　低端应用

　　低端产品主要考虑的是成本问题，即便帧丢失也没有太大的风险，而且能够允许每天重写，因此容量要求较低。采用这种低端应用的机构(零售商、小型办公室等)可采用分辨率较低的图像，驱动器发生故障时也不需要关心数据保护的问题。

　　RAID 0 是成本最低的 RAID 等级，能以最少的驱动器数量实现最高性能，并为系统提供最大净存储容量。然而，如果您的某部驱动器出了故障，使用 RAID 0 时就会导致数据丢失。如果客户需要数据保护功能，而预算却比较紧张时，可以考虑使用 RAID 10 或 5 等其它等级。

　　选择适当的 RAID 等级

　　根据上述分析我们可以看到，高端应用需要确保全天候操作，RAID 6 是一种能够满足该高可用性要求的最佳 RAID 技术。中端应用的规范要求各不相同，因而 RAID 5 通常是不错的选择。对大多数成本敏感型的低端应用而言，RAID 0 是一种值得我们考虑的适当选择，尤其是在允许每天重写的情况下。如果需要数据保护技术，则可以选择 RAID 5 和 10。

　　LSI 6Gb/s SATA+SAS 配置和测试结果

　　为了帮助用户选择客户视频监控应用的组件，LSI 配置并进行了一些测试，以展示如何获得理想的性能水平，可供用户在考虑存储解决方案时参考。

　　系统配置

　　• 超微 X8DTL-6F 服务器

　　• 双 Xeon CPU

　　• 2x2GB DRAM

　　• Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition、Service Pack 2

　　• LSI 3ware 9750-8E(驱动版本为 5.01.00.016，固件版本为 FH9X 5.12.00.006)

　　• LSI 620J 连接到两个 x4 多线电缆(配有 6Gb 扩展器背板)

　　• 24 个希捷 6Gb SAS 驱动器(型号：ST973352SS)

　　测试配置

　　• 使用 IOmeter 的每个 worker 队列深度为 1

　　• 256 KB 条带

　　• 100% 顺序写入

　　• 写入高速缓存支持每种 RAID 类型的最佳结果 (WT/WB)

　　• RAID 0、RAID 5、RAID 6

　　• 运行时间 2 分钟

　　•斜坡上升时间 30 秒