视频监控存储解决方案
视频监控存储解决方案
一．需求分析
监控技术从上个世纪80年代进入我国以来，其已经深入了我们生活的各个角落，随着安防需求的急剧增加一直在飞速发展及计算机技术的发展和网络的普及，目前，视频监控已经从以前的模拟监控发展到了数字网络多媒体监控系统。而对于监控后台对于视频数据的存储也在不断的发展，从最早的磁带到硬盘录像机(DVR)，再到SAN 存储网络。
视频监控系统中的存储设备在数据读写方式上具有与其它类型系统不同的特点，主要表现在以下几个方面：
1）前端捕捉的图像视频以流方式写入存储，因此存储的文件类型为流媒体文件，同时查询服务器也会以流方式来读取已存储的视频文件。
2）数据读写操作的持续时间长。由于摄像头一般都是7*24 小时工作的，即使采集后视频数据采用分段保存，写入操作的持续也有可能长达2-6 个小时，后期回放时也需要相同的时间。为了保证视频采集过程中和回放过程不会发生丢帧现象，存储系统系统中有必须要有足够的带宽。
3) 除了数据读写时间长外，由于视频采集过程中，视频文件格式一般都不会发生变化，且码率保持恒定，因此视频监控系统的读写操作还具有码率恒定，也就是带宽恒定的特点。
4）视频监控系统存储的读写方式与数据库系统存储和文件服务器存储采用的小数据块读写或文件传输读写方式与有着根本的区别，因此视频监控系统不能采用数据库系统等常用的存储设备。
5）视频监控系统存储容量与画面质量、画面尺寸、视频线路数量，保存时间都有很大关系，因此视频监控系统存储必须支持大容量，且容量具有高扩展性，满足长时间大容量视频图像存储的需求。
通过上面的分析，我们可以针对不同的用户需求来打造相应的存储解决方案。以前视频监控存储多采用传统的DVR 或在视频监控服务器上多加几块硬盘的方式来满足用户的要求，主要是因为以前的用户多是摄像头数量较小，保存时间又很短，同时也不需要多点集中存储的用户，但是随着对于视频监控要求的越来越高，这种存储形式出现了性能有限，可靠性差，空间浪费等缺点，SAN 存储网络的发展不但更好的适应了视频类型数据读写的特点，同时解决了上述的问题，并很快应用到了监控领域。
现在，Nexsan 通过其SAN 存储产品，为视频监控用户带来了高性价比的解决方案，使用户实现数据集中式存储，将帮助监控行业用户彻底解决这些问题。
二．Nexsan 视频监控存储解决方案
通过以上的分析，根据监控系统存储的特性和用户存储容量的不同需求，我们建议用户采用美国Nexsan 公司的高性价比SATA 磁盘存储系统．利用其SATAbeast 磁盘阵列构建集中监控存储系统如下图所示：
如上图所示，整个监控系统分为前端和后端两个部分。在监控前端，通过视频监控服务器上的监控管理软件对前端的各种监控终端和摄像头进行管理和视频录制保存．每台视频监控服务器可管理100至200路的监控摄像头．而在后端，即监控数据存储部分，我们为用户构建集中的高可用SAN 存储网络，为各视频监控服务器提供海量存储，实现视频监控数据的集中存储和管理。此方案可为用户提供的主要功能及优势如下：
１． 持续稳定的高带宽SAN 存储网络．
为了保证前端庞大的视频流可以以D1的格式高速的保存到后端存储并可快速从其他终端进行回放，我们分析每台监控服务器所需要的存储带宽为：
0.25MB/s＊100路＝25MB/s
而我们后端构建了一个4Gb 的高速光纤SAN 存储网络，主机采用两块4Gb 光纤卡，SATABeast 磁盘阵列采用两个控制器，每个控制器上拥有两个4Gb 光纤接口，单台可实现1GB 左右的总带宽。经过上面的分析，每台监控服务器的存储读写带宽最高可达400MB/s，考虑每台服务器上安装了SAN 存储卷共享管理软件及监控管理软件对带宽的一些影响，每台监控服务器总的存储访问带宽也可达到200MB/s到300MB/s左右。这么高的存储访问带宽不仅可以很高的满足目前每台服务器100路监控视频流的需要，而且可满足以后用户每台服务器扩展到200路监控，甚至400路监控的需要。
２． 高可靠性架构，保证用户应用的持续运行。
磁盘阵列我们采用Nexsan 的SATABeast 。其所有组件均为冗余配置，包括双电源，多风扇，双控制器。并可支持RAID0,1,4,5,6,10多种RAID 级别实现用户不同要求的性能及可靠性。此方案我们建议用户采用RAID5＋1个热备盘的方面或RAID6的方式构建磁盘组，这样即可实现最高性能及高可靠性，也可实现可用容量的最大化。
３． 对大容量，高存储密度存储进行集中管理，节省用户投资，满足用户现有容量要
求及未来扩展需要。
根据方案中用户的需求进行分析，我们如果按所有视频监控数据保存5天为一个周期计算，需要的总存储容量应该是84TB 左右（0.25MB/s＊3600秒＊24小时＊5天＊100路＊4台），所以我们在方案中配置了两台SATABeast 。每台容量为42TB ，可以很好满足5天监控数据的存储，当然如果用户需要更长时间的数据存储，我们只需要再增加一台或多台SATABeast 磁盘阵列连接到光纤存储交换机，即可实现快速的容量的在线扩展。
另外，Nexsan 的SATABeast 磁盘阵列一直是世界上密度最高的磁盘存储系统，SATAbeast 在4U 的机柜中最多可插入42块SATA II 硬盘，单机柜最高存储容量可达42TB ，在很好满足用户海量存储需求的同时，还实现了机房或机机架空间的最小占用。
方案中为用户实现了集中的SAN 存储，用户可通过nexsan 的单一管理界面对存储资源进行集中监控和管理，使各个视频服务器可以按需使用存储空间，提高空间利用率，减少空间浪费．
４． “绿色存储”节省用户长期成本投入及人员管理成本。
为了节省用户长期的电费及机房散热的成本，此方案中我们充分利用了Nexsan 的磁盘存储的高密度及AUTOMAID 节能技术。
通过高密度机柜专利设计，不仅能最少的占用机房空间，而且可以在同样容量的情况下应用最少的磁盘阵列柜，从而达到省电及减少散热的目的，因为其他存储至少需要3个以上的磁盘柜才能达到SATABeast 的容量。
AUTOMAID 技术称Nexsan 磁盘阵列的节能功能，其也是目前唯一符合最先进的MAID2.0技术标准的MAID 技术。此方案中，我们利用AUTOMAID 技术可在前端应用没有进行视频捕获时，即硬盘没有访问时，进入用户可定义的三级节能模式，从而实现不同程度的电能节省，最高可比满负载运行节省70%的电能，大大减少用户长期的电费投入，同时AUTOMAID 技术还可延长硬盘寿命，减少硬盘的故障率。
在管理及维护上，Nexsan 的磁盘存储系统提供了WEB 方式的最简单化的管理最全面，菜单设计简单易用．另外由于其采用独立OS 设计，所以可以支持window,linux,unix,Mac 等各种平台，同时无需安装任何驱动程序和软件．易于安装，完善的日志和报警机制，当有组件发生问题时，可通过鸣叫及LED 灯，发邮件及WEB 管理界面等多种形式发出警告信息，使用户无需投入太多人员进行日常管理及维护，大大减少用户安装维护成本。