網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控存儲(chǔ)解決方案

前言

作為一種有效的安全防范手段，視頻監(jiān)控的作用主要集中在三個(gè)方面：一是事前預(yù)警，能夠分析異常狀況并進(jìn)行報(bào)警；二是實(shí)時(shí)瀏覽，能夠?qū)崟r(shí)傳送監(jiān)控點(diǎn)圖像供用戶瀏覽；三是事件回溯，能夠?qū)?em>監(jiān)控圖像進(jìn)行存儲(chǔ)并提供存儲(chǔ)資源的按需調(diào)用。

其中，事件回溯在目前的視頻監(jiān)控應(yīng)用中最普遍也最為重要，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)情況下，用戶更多的是在事件發(fā)生后通過回放監(jiān)控圖像來追溯當(dāng)時(shí)的情景。所以，對(duì)監(jiān)控點(diǎn)圖像進(jìn)行有效存儲(chǔ)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。

得益于近幾年網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控建設(shè)的持續(xù)升溫，面向視頻監(jiān)控的存儲(chǔ)市場也獲得了大幅度的增長。易觀國際分析數(shù)據(jù)顯示，2006年用于視頻監(jiān)控的存儲(chǔ)系統(tǒng)市場價(jià)值達(dá)到4.7億元，而在2007年，隨著運(yùn)營商、政府以及其他各行業(yè)對(duì)視頻監(jiān)控部署的加速，用于視頻監(jiān)控的存儲(chǔ)系統(tǒng)市場價(jià)值將達(dá)到6.8億元，年增長率在45％左右。

存儲(chǔ)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展

存儲(chǔ)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展與視頻監(jiān)控本身的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。視頻監(jiān)控經(jīng)歷了模擬、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)三個(gè)階段，存儲(chǔ)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用也經(jīng)歷了模擬、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)這三個(gè)階段。

模擬視頻監(jiān)控起源于上世紀(jì)80年代，圖像的采集、傳輸和顯示都基于模擬設(shè)備，圖像的存儲(chǔ)也基于模擬設(shè)備，即磁帶錄像機(jī)（VCR）。由于使用的是錄像帶，一方面存儲(chǔ)容量受到很大限制，另一方面圖像檢索非常煩瑣，而且還無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)用，另外，在保存時(shí)間、系統(tǒng)維護(hù)等方面也都有著明顯的缺陷。

90年代末，基于數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的數(shù)字化視頻監(jiān)控逐漸開始普及，各類編解碼技術(shù)在圖像處理方面獲得了廣泛應(yīng)用，經(jīng)過處理后的圖像也可以以數(shù)字碼流的方式進(jìn)行傳輸，圖像的存儲(chǔ)也開始進(jìn)入數(shù)字化時(shí)期。最典型的應(yīng)用是數(shù)字硬盤錄像機(jī)（DVR），采用在內(nèi)置硬盤的方式進(jìn)行圖像存儲(chǔ)。這種存儲(chǔ)方式在保存時(shí)間、圖像檢索、系統(tǒng)維護(hù)以及遠(yuǎn)程調(diào)用方面都有了根本性的變化。但是，由于這一階段的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多帶有明顯的本地化特征，規(guī)模也相對(duì)比較小，所以存儲(chǔ)也表現(xiàn)出明顯的前端化和單機(jī)化特征。

近年來，隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，通過中心業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行集中管理和控制、以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和IP Camera為前端的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始得到廣泛部署。由于架構(gòu)合理、擴(kuò)展靈活、層次清晰，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控能夠給用戶帶來全新的安防應(yīng)用體驗(yàn)，從而迅速成為構(gòu)建新一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要形式。分布式的前端和平臺(tái)架構(gòu)、集中化的管理和控制以及靈活便捷的用戶訪問，使得網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部分也開始走向網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)給視頻監(jiān)控帶來了全新的存儲(chǔ)架構(gòu)，一方面，用戶在存儲(chǔ)的部署上更加靈活，訪問也更簡單，另一方面，構(gòu)建需要實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也更為便捷。

網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

從視頻監(jiān)控逐步走向網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢來看，網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)將在今后的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中扮演越來越重要的角色。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)從兩個(gè)方面對(duì)存儲(chǔ)提出了網(wǎng)絡(luò)化的要求：一是部署和訪問上的網(wǎng)絡(luò)化，考慮到流量和存儲(chǔ)空間的合理分配，存儲(chǔ)設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)中的部署位置將趨于分布化和前端化，而從便于用戶統(tǒng)一訪問的角度，系統(tǒng)中所有存儲(chǔ)空間對(duì)用戶都應(yīng)該是透明的，用戶僅需通過一個(gè)接口即可訪問所有存儲(chǔ)資源；二是存儲(chǔ)設(shè)備本身的網(wǎng)絡(luò)化，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控非常適合大型監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，為了滿足大容量集中存儲(chǔ)的需求，存儲(chǔ)設(shè)備本身要采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)以保證空間擴(kuò)展的靈活性。

1、前端存儲(chǔ)

所謂前端存儲(chǔ)，是在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備（如網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)）中內(nèi)置存儲(chǔ)部件，由前端設(shè)備直接完成監(jiān)控圖像的本地錄制和保存。

前端存儲(chǔ)具有幾個(gè)方面的優(yōu)勢：一是可以通過分布式的存儲(chǔ)部署，來減輕集中存儲(chǔ)帶來的容量壓力；二是可以有效緩解集中存儲(chǔ)帶來的網(wǎng)絡(luò)流量壓力；三是可以避免集中存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)的圖像丟失。

對(duì)于前端存儲(chǔ)，由于單個(gè)前端編碼設(shè)備通常所帶監(jiān)控點(diǎn)路數(shù)不多，存儲(chǔ)時(shí)間也不長，所以對(duì)存儲(chǔ)容量要求不高，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一般用CF卡或SD卡，視頻服務(wù)器一般用內(nèi)置硬盤。這與以往單機(jī)存儲(chǔ)相比，基本沒有區(qū)別。

而與以往單機(jī)存儲(chǔ)本質(zhì)上不同的是，為了保證用戶訪問的靈活性和便捷性，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的所有前端存儲(chǔ)除了要能夠提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單機(jī)訪問外，還要能夠通過一個(gè)統(tǒng)一的接口提供所有內(nèi)容的集中共享。為此，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過中心業(yè)務(wù)平臺(tái)對(duì)所有前端存儲(chǔ)進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度，并實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間和存儲(chǔ)內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)化。這樣，用戶既可以直接登錄單個(gè)前端設(shè)備進(jìn)行錄像資料的點(diǎn)播回放，也可以統(tǒng)一登錄中心業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行所有前端錄像資料的集中檢索和回放。

2、中心存儲(chǔ)

在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，部署得更多的是中心存儲(chǔ)。前端設(shè)備采集監(jiān)控點(diǎn)圖像并編碼壓縮處理成數(shù)字監(jiān)控碼流，然后通過網(wǎng)絡(luò)傳送到中心業(yè)務(wù)平臺(tái)，由中心業(yè)務(wù)平臺(tái)將碼流分發(fā)給網(wǎng)絡(luò)錄像單元進(jìn)行集中存儲(chǔ)。

在很多大型的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，也可采用多級(jí)分布的中心存儲(chǔ)方式，即分中心存儲(chǔ)，這樣一方面可以降低一個(gè)中心點(diǎn)集中存儲(chǔ)帶來的存儲(chǔ)容量和網(wǎng)絡(luò)流量的壓力，一方面可以大幅度提升系統(tǒng)的可靠性。

使用中心/分中心存儲(chǔ)，在以下幾個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢：一是對(duì)于用戶而言，檢索和調(diào)用錄像資源更為方便；二是存儲(chǔ)內(nèi)容的完整性更容易保證，不會(huì)因?yàn)槟硞€(gè)前端設(shè)備失竊或損壞而導(dǎo)致重要內(nèi)容的丟失；三是可以合理的進(jìn)行資源調(diào)度，為前端設(shè)備按需分配存儲(chǔ)空間，從而節(jié)約資源；四是有利于制定多樣化的存儲(chǔ)策略，以滿足用戶的個(gè)性化需求；五是維護(hù)方便，便于集中檢測和及時(shí)排查問題。

對(duì)于監(jiān)控點(diǎn)路數(shù)比較少、存儲(chǔ)時(shí)間要求不長的應(yīng)用場合，中心/分中心存儲(chǔ)可以采用服務(wù)器插硬盤或外接磁盤柜這種比較簡單的方式進(jìn)行部署，稱為DAS（直接訪問存儲(chǔ)），與單機(jī)類似。而隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的優(yōu)勢被廣泛認(rèn)可，現(xiàn)在開始出現(xiàn)越來越多的大型甚至超大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，比如“平安城市”建設(shè)中的社會(huì)面治安監(jiān)控系統(tǒng)、中國電信和中國網(wǎng)通正在全面推進(jìn)的“全球眼”和“寬視界”這兩大運(yùn)營級(jí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這些監(jiān)控系統(tǒng)都面臨著前端設(shè)備的大規(guī)模接入和大容量集中存儲(chǔ)的需求。以往的單機(jī)存儲(chǔ)方式無法滿足這些系統(tǒng)在容量靈活擴(kuò)展方面的應(yīng)用需求，必須采用更為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)技術(shù)，其中典型的就是SAN、NAS以及iSCSI。

SAN（存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)）起源于上世紀(jì)九十年代中后期，與DAS不同，SAN基于光纖通道技術(shù)，服務(wù)器和存儲(chǔ)陣列之間通過光纖通道交換機(jī)連接，形成專用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。SAN采用了面向網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離，具有存儲(chǔ)空間易于擴(kuò)展、尋址靈活、可遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)、I/O性能高、存儲(chǔ)設(shè)備利用率高等特點(diǎn)，是一種全新的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。

與SAN基于專門的光纖通道協(xié)議不同，NAS（網(wǎng)絡(luò)訪問存儲(chǔ)）基于IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和存儲(chǔ)陣列的互聯(lián)，使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，以文件級(jí)的I/O方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。相比之下，NAS設(shè)備的安裝、調(diào)試、使用和管理更簡單，部署成本也相對(duì)較低。

iSCSI是IETF一種新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，即透過IP網(wǎng)絡(luò)，將SCSI區(qū)塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)封包的一種傳輸標(biāo)準(zhǔn)，它和NAS一樣透過IP網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，但在數(shù)據(jù)存取方式上，則采用與NAS不同的，而與SAN相同的Block Protocol協(xié)議。由此，iSCSI給用戶帶來的價(jià)值在于：第一，iSCSI使SCSI數(shù)據(jù)包在以太網(wǎng)中傳輸成為可能，使SAN擺脫了昂貴的光纖網(wǎng)絡(luò)，通過IP網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)原先的功能，既降低了管理復(fù)雜度又降低了成本；第二，由于用戶應(yīng)用需求的復(fù)雜性，往往會(huì)同時(shí)部署SAN和NAS兩種存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，而iSCSI則可以將兩者融合起來。

iSCSI的這些特點(diǎn)非常契合現(xiàn)在的視頻監(jiān)控發(fā)展的現(xiàn)狀和方向，特別是在運(yùn)營級(jí)視頻監(jiān)控領(lǐng)域，存儲(chǔ)的規(guī)模大、投入高，基于目前成熟的IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行中心/分中心存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)建，iSCSI技術(shù)無疑是一個(gè)很好的參考。

3、混合型存儲(chǔ)

對(duì)于視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，對(duì)存儲(chǔ)安全性和可靠性要求又非常高的應(yīng)用場合，可以采用既有集中存儲(chǔ)也有前端存儲(chǔ)的部署方式，兼有二者的優(yōu)勢，并規(guī)避可能存在的風(fēng)險(xiǎn)，是一種比較好的選擇。但會(huì)帶來管理的復(fù)雜度和高昂的建設(shè)成本，需要根據(jù)具體情況而定。

科達(dá)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)解決方案

科達(dá)2004年進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控領(lǐng)域，并于2006年和2007年上半年分別推出面向運(yùn)營商的運(yùn)營級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和面向行業(yè)專網(wǎng)的ViewShot網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商。

基于開放、融合的體系架構(gòu)，科達(dá)運(yùn)營級(jí)和ViewShot兩大網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以為用戶提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)解決方案，以滿足用戶靈活、豐富、個(gè)性化的視頻監(jiān)控存儲(chǔ)需求。具體應(yīng)用包括分布式的前端存儲(chǔ)、中心存儲(chǔ)、分中心存儲(chǔ)、客戶端存儲(chǔ)等多種形式。下圖1是科達(dá)運(yùn)營級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部署方案，下圖2是ViewShot網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部署方案。

圖1 科達(dá)運(yùn)營級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部署方案

圖2 科達(dá)ViewShot網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部署方案

總結(jié)和發(fā)展

視頻監(jiān)控的存儲(chǔ)系統(tǒng)隨著存儲(chǔ)技術(shù)本身的發(fā)展而有更多的選擇，在實(shí)際構(gòu)建時(shí)將需要綜合考慮建設(shè)成本、系統(tǒng)性能等因素。

視頻監(jiān)控技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)也提出了更高的要求。網(wǎng)絡(luò)化、智能化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)一個(gè)非常重要的方向，要求能提供基于網(wǎng)絡(luò)的智能化存儲(chǔ)、檢索和回放。因此構(gòu)建下一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其存儲(chǔ)部分將不再是單純的存儲(chǔ)單元，而應(yīng)該是一個(gè)聯(lián)系前端的智能處理和后端智能檢索的整合的系統(tǒng)。

發(fā)布者：小宇