一、视频数据存储技术的发展现状
随着IT网络技术的蓬勃发展,视频监控数字化、网络化、智能化逐渐成熟,视频监控数据存储作为视频监控中重要的一个环节,伴随着网络化、智能化的发展在监控系统中发挥着越来越重要的作用。
目前,我国视频监控数据存储技术的发展在不同地区、不同行业间显现了不均衡态势,其主要问题在于网络环境建设,一些老旧的网络环境严重影响了用户日常工作业务的发展。因此,对于这种网络环境较差的地方,视频监控多采用本地化的存储模式;对于在网络环境好的地方,数字化、网络化的监控模式正在被广泛应用,有些地方已经开始了对高清监控的应用。
从视频监控数据存储系统的应用来看,作为视频监控数据的最终载体,要求存储系统能够提供7 X 24小时不间断工作,并随时提供视频的检索回放服务,这些对存储的可靠性和稳定性等方面都提出了很高要求。因此,存储系统应具备以下特点:
1.海量存储空间
一般来说,视频监控数据通常是7 X 24小时写入,存放时间一般会从7天到一个月,甚至到半年或一年,对于存储空间的要求随着存储时间的增加而直线增加,以一个中小规模的监控项目为例,500路2Mbps D1码流格式的监控前端,数据存储时限30天,需要的存储容量约300TB,如果像平安城市这样的大规模监控项目,总监控路数是成千上万路,存储数据量就会达到数百TB,甚至PB级。
2.网络环境与系统的稳定性
在当今网络环境复杂的情况下,存储系统的稳定性就显得尤为重要。存储系统与监控平台、前端编码设备的结合,可从多方面提高整体系统的稳定性,保证监控业务的持续性。网络环境是监控系统向数字化、网络化方向发展的基础,基于IP网络的存储技术将在监控系统发展过程中发挥不可替代的作用。
3.智能化存储
随着监控平台的应用越来越深入,存储系统中监控视频数据的利用率也会越来越高。从最初只用于历史视频的查看发展到对视频监控智能化分析及报警系统联动等,这些智能化应用都对存储系统的设备响应和处理能力等提出了更高的要求。
4.国际化标准
用户在面对众多的监控设备厂商的产品时,如何构建一套完整的监控系统,对众多设备进行统一维护成为用户的难题。ONVIF和PSIA作为目前影响最大的国际标准,可以通过标准协议对繁琐的监控设备进行统一的规划和管理。因此;存储系统作为监控系统中重要的一环,也就要求存储系统能够支持国际化标准。
二、视频监控通用存储技术
1.DVR存储
DVR存储是目前最常见的一种存储模式,用设备内置硬盘存放视频数据,编解码器直接挂接硬盘最多可达8片。同时,DVR集成了很多视频监控应用功能,如报警控制、云台镜头控制、编解码等。该存储模式主要有以下特点:
(1)技术成熟,价格便宜,简单易用;通过遥控器和键盘就可以操作。
(2)磁盘空间顺序写入,无RAID冗余,适合于小规模、分布式的部署。
2.编解码器扩展存储
编解码器扩展存储通过编解码器的外部存储接口连接,主要采用SATA、USB或者iSCSI、NAS等存储协议进行扩展。其中采用SATA和USB等在连方式时,存储空间不能共享,只能被所连接的编码器使用,并且扩展能力有限;采用iSCSI、NAS存储协议扩展时,属干网络存储范畴,存储系统可以被网络中所有编码器共享使用,同时可以实现在线无缝扩展。
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,且视频监控数据通过RAIO技术在可靠性上得到了一定保证。编码器直连扩展存储系统的存储空间利用率较低,容易造成空间浪费;编码器网络扩展存储对编码器与存储设备间的网络要求高,在网络不稳定的情况下,容易出现扩展存储空间失效的情况。
3.中心存储
视频服务器连接前端编解码器将视频数据存放到存储设备上,视频服务器和存储设备之间可以通过iSCSI、NAS、FC等协议连接,中心存储方式适合干大中型平台的部署。、
在中心存储方式中,视频服务器使用标准存储协议(JSCSI、NAS)挂载后端的网络存储产品,这样的存储方式具有良好的扩展能力和可管理性,具备高性能价格比,在平安城市等大型监控系统应用中采用该模式较多。
三、视频监控专用存储技术——流存储技术
近几年来,安防监控行业对存储产品的需求急剧上升,IP SAN存储以其高性价比、兼容性等方面的优势在监控系统中得到广泛应用。但随着项目规模的扩大及高清摄像机的使用,由于视频服务器的处理能力有限,外部有几百路甚至上千路视频需要并发写入时,视频服务器易形成处理瓶颈。同时,视频服务器在监控系统中易形成单点故障,负责写入/读取的服务器一旦失效,将中断整个存储系统业务。
在监控产品、监控平台系统与存储产品相集成化的过程中,新的技术发展方向也逐渐显现出来。其中存储技术和监控应用紧密结合的流存储系统即是该技术模式的典型代表。
1.流存储解决方案特点
流存储主要有以了典型特点:
(1)流存储通过流媒体协议从编解码器中直接获取录像,省去存储服务器成本,避免服务器形成单点故障和性能瓶颈。
(2)流存储具备独特的快速索引方式,最大限度精简检索深度,精确定位和提高检索效率。
(3)流存储系统通过视频流协议和策略负责从前端编码设备中直接取流,支持客户端和平台直接接入,实现对监控数据的直接下载、检索、测览和回放等。
此外,流存储还具备其他存储系统功能,包括RAID管理、配置、报警等功能。
2.流存储解决方案优势
(1)流存储系统从底层彻底解决了监控存储特有的常见存储问题,如因突然断电断网而引起的文件系统损坏,造成视频图像无法调用或者录像的问题。
(2)可以针对视频监控进行性能优化,比传统存储模式性能更高,提高了视频并发写入性能,为智能化存储应用提供了性能基础。
(3)不需要存储服务器,减少了服务器的单故障点和性能瓶颈,避免了检索视频图像慢、回看相应时间慢,以及存储性能下降等问题;同时也降低了集成商成本开销。
(4)可与平台、前端编码设备相结合,提供断网录像、多码流录像、监控视频双备份、N+1整机热备等多种存储模式,保证网络不稳定的情况下监控业务不中断。
(5)支持ONVIF和PSIA等国际标准,可通过国际标准协议接入前端和平台。
流存储解决了传统存储的不足,是视频监控技术和存储技术的完美结合。
小结
随着大规模联网监控建设和高清监控的逐步普及,海量的视频数据有如潮水般地冲击着存储系统,不仅对存储设备的容量、读写性能、可靠性都提出了更高要求,还迫切需要引入云存储技术打破传统存储方式的性能和容量瓶颈。
未来视频数据存储技术将会向着更灵活的云存储技术发展,云存储架构不再是大型监控项目的专利,虚拟化技术、负载均衡技术将会更灵活地应用在各种规模的存储系统中,提供更透明安全的存储系统,为不同用户在硬件存储设备上的节省巨额投入,减少在系统维护上的人力支出。
可以看出,未来视频存储技术发展在监控领域的应用还将走过一段较长的路程,但随着物联网、云计算的飞速发展,视频数据存储技术在安防领域将有更广阔的前景。
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