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网络存储在安防监控中的应用

2019-02-18 15:49:14

络存储在安防监控中的应用

从安防领域应用的角度来看,络存储技术主要应用于处理庞大的视频监控数据,尤其在“平安城市”项目超大规模的视频监控应用中,这类应用监控系统的摄像头动辄数量上千路,总存储容量需求在上百TB。

高清时代的监控现状

在“平安城市”工程,以及奥运会、世博会等的推动下,中国视频监控市场快速发展,伴随传统模拟监控市场的发展,数字化、络化、智能化视频监控已逐步成为监控市场的主流,并且随IP络的快速发展而稳步增长。现阶段视频监控的变化主要突出在以下几个方面。

1、应用领域越来越广。除了金融、政府、军队、口岸和交通等特殊行业外,社区、写字楼、酒店公共场所、工厂和商场都已应用或正在实施数字监控。

2、规模和辐射区域越来越大。典型的例子是目前的“平安城市”项目,其项目范围涉及到了全国多个城市,有些城市摄像头达到上万个。而视频监控产品也从本地的DVR模式向NetDVR、NVS及IPCamera络发展。

3、图像记录周期越来越长。实时监控录像已从每天8小时向全天时发展,监控数据保留周期从1周到1个月、3个月,甚至更长的时间。

4、清晰度要求越来越高。监控系统清晰度从普通的CIF格式(352×288)向D1格式(704×576),再向高清720P(1280×720P)/1080P(1920×1080P)提升,码流从300Kbps、500Kbps向1Mbps、2Mbps、4Mbps等更高码流发展。

络视频监控是监控发展的趋势,随着信息产业的不断发展,视频监控也会不断的前进,将来可能监控的范围还会更大,使用的领域还会不断地增加,存储的周期还会更长,这就会给视频存储提出更高的要求。

视频监控存储应用特点

由于络视频监控是基于络的音视频流传输,在大量音视频流传输的情况下会对视频监控管理服务器的性能产生很大影响,数据越多,视频监控管理服务器的I/O操作的调度和缓存的管理就变得越复杂,对存储设备的频繁访问需要占用大量的资源。对此,杭州海康威视数字技术股份有限公司的产品经理郑维容表示,“在存储设备选择上,应优先选择为视音频存储应用专门开发的产品,这是因为监控视音频码流的存取特点与通用数据存储业务的要求有明显区别。”

从现阶段的视频监控技术发展状况来看,视频监控系统中采用的存储设备在数据读写方式上具有与其他类型系统不同的特点。视频监控应用中主要是视频码流的写入,具体特点如下:

1、视频数据以流媒体方式写入存储设备或从存储设备回放,与传统的文件读写不同。

2、多路视频长时间同时写入同一存储设备,要求存储系统能长期稳定工作。

3、实时多路视频写入要求存储系统具有高带宽,且恒定。

4、容量需求巨大,存储扩展性能要求高,可更换故障设备或进行扩容。

5、多路并发读写时对存储设备性能要求非常高。[nextpage]

监控存储的主要方式

视频监控系统目前正处于以DVR数字硬盘录像机为代表的数字视频监控系统全面地向以NVS服务器、DVS络视频服务器、IP Camera络摄像机以及近兴起的NVR络录像机为代表的络视频监控系统转型的阶段。此过渡阶段,绝大多数的应用是数字与络混合型的系统。相比数字视频监控而言,以IP协议为基础的络视频监控系统可构建更大规模、更复杂、更灵活、更具有扩展性的应用体系。其核心部分是一套具有广泛兼容性和高度集成性的智能视频监控管理平台(软件),将视频监控系统和计算机络/信息管理系统连接起来,使两个相互独立的系统走向融合。

在常见监控方案中,视频录像采集到监控主机中,由监控主机中内置几颗硬盘完成存储,容量只能达到约3TB左右。随着视频监控数据量的增大,这种模式已经很难满足应用的要求。根据不同的监控环境与要求,目前大致可分为以下几种视频监控存储方式。

1、DVR存储

DVR存储是目前常见的一种存储模式,DVR控制器直接挂接硬盘,目前多可带8盘硬盘。但由于DVR控制器性能的限制,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。

2、编码器直连存储

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。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,目前应用逐渐被淘汰;而在IP络(iSCSI和NAS)方式下具有更好的扩展能力和共享能力。比如浪潮的系列络存储产品就可和多个主流厂商的编码设备实现视频数据的直接写入,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,但是这种方式由于需要依靠流媒体服务器进行数据的转发和检索,容易在流媒体转发这一环节出现瓶颈,且目前直写通常采用NAS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。

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DVR的理想升级换代产品,是在原来DVR基础上实现的免除视窗操作系统和电脑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,不需要更换存储设备,无需电脑配合和日常维护,因此,能够实现高分辨率、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设备上的络接口,以IP包的形式在络上传输,在DVR的基础上,实现了系统的络化。

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