視頻監控系統的安防存儲

■ 黃麗婷

視頻數據往往是很多行業案例中事后查證的重要證據，在銀行、司法、平安城市等項目中，視頻圖像的存儲時間都在1-3個月甚至是更久。隨著高清監控時代來臨，更清晰的圖像意味著更大的存儲容量、更多的設備數量，存儲產品必須具備更高的容量和性能，與監控應用更緊密的結合。

隨著安防行業日新月異的發展，產品與技術的不斷更新，各行各業安防解決方案對視頻監控畫面質量的要求越來越高，隨之對數據存儲的要求亦是越來越高。視頻數據往往是很多行業案例中事后查證的重要證據，在銀行、司法、平安城市等項目中，視頻圖像的存儲時間都在1-3個月甚至是更久。隨著高清監控時代來臨，更清晰的圖像意味著更大的存儲容量、更多的設備數量，高清網絡攝像機由于其高分辨率和高碼流，使得存儲容量擴大為標清的2至4倍。流暢的高清畫質需要龐大的后端存儲空間作支撐，高清數據流量的增加直接要求存儲設備增大錄像存儲容量。

此外，視頻監控系統的高清畫質對存儲設備的性能要求更高。視頻數據以流媒體方式寫入存儲設備或從存儲設備回放，與傳統的文件讀寫不同。多路視頻長時間同時寫入同一個存儲設備，要求存儲系統能長期穩定工作。高清網絡攝像機作為監控點視頻采集設備，其自身往往不帶長效存儲介質，更多的是通過網絡傳輸數據，在后端專門的存儲設備上實現數據存儲。視頻監控系統一般具有監控點多（攝像頭數量多）、視頻數據流大、存儲時間長、24小時連續不間斷作業等特點。視頻監控系統有著海量存儲的需求，監控數據是每天每小時不間斷寫入，存放時間要求高，數據量隨時間增加線性增長。對于一個平安城市項目而言，總的監控路數通常幾千到上萬路，上這對于傳統的存儲行業是難以想象的。高清監控對存儲總帶寬要求較高，而在傳輸過程中編碼流和存儲數據量的增大要求存儲設備能夠基于此特性，高效完整地實現視頻數據的安全寫入。因此，穩定性高、擴展性良好的后端管理存儲設備也是打造高清系統的關鍵因素。

針對高清網絡視頻監控系統的穩定性來說，存儲設備的性能則顯得至關重要。如何確保大容量下系統存儲的穩定性，各個廠家的解決方法不盡相同。如金三立采用E-NVS嵌入式網絡視頻管理平臺，其集嵌入式服務器、嵌入式中心管理軟件、大容量磁盤陣列等于一體，支持海量存儲容量的擴展。同時，為了保障大量傳輸數據的安全性，E-NVS磁盤支持多種RAID方式和熱備份功能，如RAID5可以支持1塊硬盤損壞的冗余特性。另外，整套系統會配備E-NVS主機和備用機及專門的雙機熱備軟件，多方保障數據安全。如遇大型網絡系統，E-NVS存儲系統可拓展為IP SAN模式，IP SAN是一種將存儲設備、連接設備和接口集成在一個高速網絡中的技術。IP SAN本身就是一個存儲網絡，承擔了數據存儲任務，IP SAN網絡與LAN業務網絡相隔離，存儲數據流不會占用業務網絡帶寬，IP SAN存儲實現的是直接對物理硬件的塊級存儲訪問，提高了存儲的性能和升級能力及存儲設備的利用率。其次，這種集中化的虛擬存儲方式能有效進行存儲資源分配與管理，在處理大規模的數據存儲和應用服務時，顯得游刃有余。

另外，安防監控應用中，由于需要大量存儲設備，而存儲設備中的海量數據，必須被有效的管理起來，對最終用戶的使用提供方便可靠的支持，這就對存儲設備的集中管理有著一定的要求。另外網絡化要求亦是視頻系統存儲不可或缺的一個大需求。TCP/IP網絡是安防監控技術向網絡化方向發展的網絡基礎，基于TCP/IP網絡的存儲技術將在安防監控技術網絡化進程中發揮不可替代的作用。

面對視頻監控系統的以上存儲需求，目前監控市場存在以下技術措施：

DVR存儲

DVR存儲是目前最常見的一種存儲模式，編解碼器設備直接掛接硬盤，由于編解碼設備性能的限制，一般采用硬盤順序寫入的模式。隨著硬盤容量的不斷增大，單片硬盤故障導致關鍵數據丟失的幾率亦在同步增長，且DVR性能上的局限性也影響了圖像數據的共享及分析。這種方式的特點是：價格較低，使用較方便，適合于小規模、分布式的部署。

編碼器直連存儲

編解碼器外掛存儲設備，通過編解碼器的外部存儲接口連接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存儲協議擴展。這種方式可實現編解碼器容量的再擴展，適合于中小規模的部署，監控視頻數據通過RAID技術在可靠性上得到了一定保證。其中SATA/USB模式不能共享并且擴展能力較低，逐漸被淘汰;IP網絡（iSCSI和NAS）方式下具有更好的擴展能力和共享能力。但是這種方式由于需要依靠流媒體服務器進行數據的轉發和檢索，容易在流媒體轉發這一環節出現瓶頸。

集中存儲

服務器連接前端編解碼器，通過流媒體協議下載數據，然后存放到存儲設備上。服務器和存儲設備之間可以通過SAS、iSCSI、NAS、FC協議連接。集中存儲方式適合于大中型平臺的部署。集中存儲方式中，IP連接模式（iSCSI）和FC連接模式有良好的擴展能力和可管理性，是目前采用較多的方式之一。從實際的部署和效果來講，FC存儲由于強大的性能和數據處理能力，在節點較多的監控環境里較為合適;而IP存儲由于性能和擴展性的限制，在中小型應用中能具備更高的性價比。

NVR存儲

NVR作為DVR的升級產品，完全是時興的網絡系統的產物，其可接收IPC、DVS等設備傳輸的數字視頻碼流，并進行存儲、管理。傳統嵌入式DVR系統適用于模擬系統，其受到傳輸距離以及模擬信號損失的影響，無法實現遠程部署，而NVR適用的網絡視頻監控系統，則不會受到地域的限制。另外，NVR的布線安裝都更為便捷，系統連接只需一條網線即可，既降低了成本，同時通過系統自動搜索IP，簡單調試，就可以投入使用。除此之外，現有的NVR安全性更強，其不僅支持中心存儲、前端存儲、客戶端存儲等多種存儲方式，同時支持互備功能，保證系統故障時，不會丟失數據。不僅如此，目前NVR還支持使用AES碼流加密、用戶認證和授權等這些手段來確保網絡監控系統的安全，進一步提高了NVR的監控環境安全性。NVR能夠實現高分辨率、高質量實時監控，并且簡單易用。簡單來說，NVR系統將傳統的視頻、音頻及控制信號數字化，通過NVR設備上的網絡接口，以IP包的形式在網絡上傳輸，在DVR的基礎上，實現了系統的網絡化。

以上幾種方式在目前監控市場中應用較多的幾類，并且在各自的應用中都發揮著不可或缺的作用。除此目前大力推廣的還有云存儲技術。云存儲是在云計算概念上發展而來的，其主要是指通過集群應用、網格技術或者分布式文件系統，將網絡中不同類型的的存儲設備在應用層面集合起來協同工作、共同對外提供數據存儲和業務訪問的系統。時下面對高清網絡視頻監控海量的存儲需求，推出云存儲技術主要有以下原因：一、云存儲能解決大規模系統的存儲需求，且擴展方便，在存儲管理上可以實現自動化和智能化，通過自動分配數據，有效整合存儲資源，提高存儲空間的利用率。二、云存儲能實現存儲全虛擬化，更大程度上簡化應用環節，通過授權方式用戶可以同時登陸空間進行視頻瀏覽和數據訪問，在保證存儲空間的同時，滿足瀏覽、共享功能。雖然目前云存儲技術能從橫向和縱向上進行存儲系統的擴展，實現強大的存儲性能，然而，云存儲技術的發展和應用也并不成熟，有待進一步完善后進行市場檢驗。

未來安防技術的突飛猛進給視頻網絡高清存儲系統帶來的革新將是多技術的融合與應用，隨著安防監控技術與用戶需求相結合的趨勢愈加明顯，在安防監控產品集成實施過程中，存儲技術也必須不斷適應安防監控的應用特點，不斷的完善自己，新技術的不斷開發和成熟方案的不斷完善與結合是大勢所趨。在物聯網發展的時代背景下，可以預見的是行業內逐步統一和完善的網絡標準與協議，各類子系統的合理規劃與對接應用，有效打造社會生活大網絡的各環節。視頻監控的高清化、智能化則需要存儲技術從容量、性能、應用、適用性上做更多改進：高清監控需要傳輸帶寬更大、容量要求更高，存儲產品必須具備更高的容量和性能，存儲技術需要與監控應用更緊密的結合，能夠針對特定的應用進行設計。