监控视频存储方案有哪些_安防监控存储技术盘点

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  • 2021-11-23 14:34:37

视频监控行业经历了从平安城市项目建设到现在的智慧城市项目建设的重大转变,使视频数据呈现爆炸性增长的态势。今天介绍监控视频存储方案有哪些?

安防监控存储技术特点

网络监控的诞生解决了传统监控效果的难题,改变了传统的连接方式,更简单更便捷,但同时衍生了更庞大的存储需求和更高的带宽满足。

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。视频监控系统一般具有监控点多(摄像头数量多)、视频数据流大、存储时间长、24小时连续不间断作业等特点。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个存储设备,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,可在线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。

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十大监控视频存储方案

当人们提到安防网络化应用时大多想到的是网络监控摄像机,其实监控系统的构成不仅限于前端产品,若没有后端的存储设备,那么庞大的图像数据也只能成“浮云”。与网络存储相关的有10大技术:

(一)NAS系统

网络附加存储系统,文件存储和访问都需要经过局域网,也支持通过光纤通道或基于SCSI的交换机添加额外的存储。

市面上能见到的 NAS 操作系统很多,有如 FreeNAS 这样意气风发的开源免费版,也有完全商业的闭源版本,更有如黑群晖之类的破解版本。NAS 系统的迭代是一个大浪淘沙的过程,活下来的系统在功能上逐渐趋同,这代表了市场的普遍需求。

(二)NAS网关

即无磁盘文件服务器,它使用SAN存储阵列,提供扩展存储容量。

(三)SAN架构

SAN(Storage Area Network)--存储局域网络,SAN是大规模应用的先进和成熟的海量数据存储架构,是建立在服务器集群和存储设备之间的网络,给服务器集群提供集中式共享存储空间方便管理。SAN存储模式适用于各类数据存储的应用,在大中型监控系统中的应用也越来越广泛。SAN存储模式根据传输链路的不同可以分为FC SAN和IP SAN。

网络中多台服务器连接到一个由一到多个存储阵列组成的中央磁盘存储库,极大地改进了系统管理和数据备份工作。

(四)云存储

通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系。

安防监控厂商提供的云存储主要有以下几个特点:

1、高速存取。安防云存储需要面临高并发,高码率的数据存储要求,面对的都是高清、高码率的视频存储,存储系统需要提供高性能的数据吞吐能力。安防云存储通过采用数据离散式存储机制,每一个监控点的录像都以分块形式,并发存储于不同的存储节点中;在读取时,这些存储节点将并发提供服务,避免了单台设备读取的瓶颈,速度比传统存储快几十倍。满足平安城市等大型安防项目中,海量并发存储、读取的需求。

2、安防集成。在实际应用中,安防云存储与各项业务系统结合非常紧密,如图侦、视频智能分析等,在存储阵列中直接集成视频录像管理、视频回放和媒体转发业务,充分利用云存储高可靠硬件和网络。同时,安防云存储提供标准SDK接口,可以方便让客户对安防业务系统进行二次开发,与安防业务系统更为紧密的集成。

3、码流直存。安防云存储由于其使用场所、用户的固定性,以及用户对视频高效应用的要求,一般都会采用码流直存的方式,从而简化系统的架构,降低故障点,提升系统部署的效率以及运维成本,而且云存储一般也是架设于专网之中,更能保障录像的质量。

(五)HBA

HBA的全称为Host Bus Adapter,即主机总线适配器。 连接主机计算机到网络/存储设备的可插拔式卡,支持多种存储网络协议。

(六)IP存储

使用IP协议连接远程的SAN,在光纤通道SAN中,IP协议用于在IP数据包内发送FC帧,对于非光纤通道SAN,使用iSCSI协议将SCSI数据转换成IP数据包。

iSCSI(Internet SCSI,互联网小型计算机系统接口)是一种在Internet协议网络上运行的SCSI协议,特别是以太网上进行数据块传输的标准,iSCSI协议上建设的存储局域网称为IP SAN。

IP SAN的优点主要有:成本投入小 ,利旧性好;人才较多,管理维护成本低; 基于IP网络无距离限制;组建方式灵活,可扩展性高。

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采用IP SAN的监控存储方案的优势:

1)低成本实现监控数据的集中化存储和统一管理,可靠而稳定;

2)存储设备与视频服务器、监控客户端可以建设存储区域网络,共享性良好;

3)传输带宽更灵活,存储区域网络可以建设成百兆或千兆网络,满足多种环境下前端和客户端的存储、点播等需求;

4)存储系统扩展性强,后期扩容方便;

5)可靠性极好,多台存储共用时彼此之间是相互独立的,避免单点故障;

(七)RAID

独立冗余磁盘阵列,需要多块磁盘,提高性能和故障冗余。磁盘阵列(DiskArray)是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接,使多个硬盘的读写同步,减少错误,增加效率和可靠度的技术。磁盘阵列是一种专业性很高、可靠性要求极严的的产品。

专业磁盘阵列厂商一般业务重心都不在安防市场上,对于安防的了解也不够深入,因此不太可能直接切入单打独斗;其次是价格上的困境。安防市场,预算还是比较紧张,而大部分又要投入到前端建设上,加上对数据安全性的不重视,导致存储设备采购预算严重不足,无法采购高档专业产品。

(八)LANfree备份

所谓LAN-free,是指数据无需通过局域网而直接进行备份,即用户只需将磁带机或磁带库等备份设备连接到SAN中,各服务器就可把需要备份的数据直接发送到共享的备份设备上,不必再经过局域网链路。由于服务器到共享存储设备的大量数据传输是通过SAN网络进行的,局域网只承担各服务器之间的通信任务,而无需承担数据传输的任务。实现了控制流和数据流分离的目的。

LAN-Free 优点是数据备份统一管理、备份速度快、网络传输压力小、磁带库资源共享;缺点是少量文件恢复操作繁琐,并且技术实施复杂,投资较高。

(九)光纤通道

将数据请求从服务器传输到磁盘阵列,SAN中的光纤通道交换机用于连接服务器和存储阵列。经由当监控数据需要海量存储时,安防监控系统通过光纤存储区域网络Hard_Disk_Drive驱动器驱动中断控制器,同时将海量存储数据先放入光纤存储分区,然后中断控制器激活ARM嵌入式控制器将光纤存储分区的海量存储数据直接发送到光纤存储区域网络Hard_Disk_Drive.避免了DVR存储这样应用会造成系统负荷增加,故障率提高,同时,由于数据没有必要的保护措施,经常会由于硬盘损坏造成数据丢失的问题.

(十)块级存储

从磁盘读文件/向磁盘写文件时,块级访问确保网络用户不必管理数据,允许网络管理员规定数据存储在哪里以解决性能问题。

视频监控存储发展所面临的问题

当前智慧城市和物联网及智能家居加速建设,其中核心部分都是以视频监控为中心,尤其是视频监控系统显着特点呈现出高清,智能化和融合应用。视频监控系统大量高清视频应用带来海量数据就需要及时快速保存下来,而当前围绕海量视频数据存储需求,监控存储设备市场顺应发展出现了大量新形态的产品。常见的主要存储设备有:NVR,IPSAN和FCSAN及安防云存储或通用集群存储。

但是,随着高清摄像机的数量不断增多和录像周期的延长(多数在15天以上),NVR产品因自身容量小而不能满足需要。IPSAN和FCSAN产品是基于网络化的存储架构,可以灵活实现容量扩展;可是,IPSAN/FCSAN存储设备数量越大,带来存储服务器数量也越多,使用时间越长存储性能反而越低,关键是容易产生单点故障而中断服务。因此,监控厂商在视频数据存储方面做了深入研究,必须联合专业存储技术开发出适合安防数据存储需要的新形态存储产品,即视频直写存储设备。安防行业专业名称:NVR磁盘阵列或NVR网络存储;就国内安防存储设备市场而言,对应的名称主要有NVR存储,智能视频存储,视频网络存储服务器和CVR存储等。这些设备被涉足安防行业的从业人员都能耳熟能详,并且日常工作中经常给客户推荐使用。这类产品技术方案解决了当前大中型项目客户的使用需求。

所有这些视频存储产品在满足1000路以下或存储容量在2048TB以下中小规模,带给用户的使用体验效果觉得还很好的。但是,在此规模上继续增加的话,就会让用户觉得设备数量太多,响应速度变慢,数据安全性差和维护管理太累等诸多现实的问题。

总结

虽然云存储应于视频监控行业海量数据存储时间还很短,还面临这样那样的问题,但是随着云计算、大数据和云存储应用技术的成熟和完善,必将推动视频监控行业势必会更快速的发展。云时代已到来,云存储和大数据技术就像是打开未知世界之门的钥匙,开启了视频监控行业的新纪元,将它推向了一个新的、更高的发展阶段。

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