视频监控的存储技术与案例详细解析

　　随着大量视频监控项目的实施，许多不同类型的存储被做用视频监控系统的的图像数据存储设备。视频监控系统常采用的存储网络架构有DAS、NAS、SAN和IP-SAN，常采用的存储设备类型有SCSI盘阵、FC和iSCSI设备。这些设备技术成熟、结构简单、安装实施也非常方便。然而这此设备都具有一个共同的缺点，就是存储设备在视频监控系统中只能起到一个简单的数据存储功能，无法替代服务器来运行特定的应用软件，视频监控系统中仍然需要大量专用服务器。

　　视频监控存储六方面

　　数字化视频监控涉及到巨量数据的采集、存储和使用。因此，一个高效能的视频监控系统必须具备高效能的数据存储系统，这关系着数据管理的效率、数据安全以及数据利用的效率。那么，在电信级别的数字化监控系统中，对于数据存储系统的要求，一般说来，要满足六个方面的要求。

　　电信级数字监控系统的重要特点之一是大量集中的数据存储和分散化的前端应用。因此，存储系统必须具有较强的数据传输能力，否则将会影响数据存储和利用的效率。

　　海量数据存储需求和快速的增长变化的特点，要求存储系统在必须能够满足电信级别数据监控的海量存储要求外，同时又必须具备良好的扩展性能，应对数据量飞速增长对于存储空间扩大的需求。

　　另外，由于监控系统一般要求实时的录像输入，所以这种实时录像输入对盘阵的数据写能力提出了较高的要求，否则在写速度达不到要求的情况下，数据大量集中在缓存中，终将会导致缓存数据溢出以致主机死机。

　　目前监控录像需要在间隔一段时间后对数据进行删除，在数据删除后，会有一定时间的间隔，数据不能立即写入，这时候数据都是保存在缓存里，较大的缓存可以保证更多的数据滞留在缓存中，等待向硬盘空间的重新写入。

　　除此以外，对于电信级别系统而言，稳定性是至关重要的，是一个电信系统能否成功运营的关键。

　　电信级庞大的存储需求决定了对存储良好管理性的要求。简单有序的管理性可以帮助用户降低运营维护的成本，同时也是系统稳定性的重要保障。

　　多种特征共存

　　在视频监控领域，监控数据对存储的要求是可想而知的，数字视频录像的数据，有数据量大、安全性要求高、大文件存储等特点。这就要求存储设备有很好的扩展性能，这点从近期浪潮推出的AS400存储系统视频监控系统解决方案中，其容量可以达到36TB，可扩展4GB的缓存中可以体现。

　　众所周知，光纤技术在高端应用中得以普及，由于采用了主流的4Gb光纤技术，在双控状态下，AS400的主机带宽可以达到1600MB/s，在磁盘通道方面，SAS技术不仅有效的消除了磁盘通道技术落后所形成的系统传输能力瓶颈，还避免了采用高速光纤硬盘所需的巨大投入，为用户提供了简单的分级存储方案选择。

　　电信级设备强调模块化设计，模块化设计的好处是：首先模块化结构设计采用业务模块和控制模块分开设计的原则，每个硬件模块只负责完成特定的功能，硬件实现和维护比较方便。其次，模块化设计便于系统的升级和扩容，无需购置新机器，只要增加接口板卡就可以实现；，模块化设计可以缩短新产品研发周期；这样可以基本保证产品的稳定和可靠。

　　当然，安全性特性是电信级系统重要特性之一，例如设备冗余保护、关键数据容灾/备份、多级安全机制等都是需要用户考虑的，其中多级安全机制中全面的权限管理功能，也是目前电信级视频监控基本安全的保证。

　　全数字化道路视频监控存储解决方案

　　数字城市中有关道路监控的第三代全数字化视频监控系统属于集中式存储模式，数据量很大，用于管理存储的服务器也较多，需要的存储系统来完成监控录像的存储。随着城市经济的快速发展，伴随而来的是车辆的急剧增加。虽然道路基础设施得到了很大改善，但是交通拥挤的状况日趋严重。为改善上述局面，各城市正在逐步推广实施各重要交通道口区域实时交通状况图像监控系统计划，即在城市各重要交通道口区域安装一套智能型交通监控系统，通过图像传输通道将各路面交通情况实时上传到道路监控指挥中心，中心值班人员可以据此及时了解各区域路面状况，以便调整各路口车辆数量，确保交通通畅，监控路面车辆违章情况，及时发现并安排处理道路交通事故等。无论是闯红灯，还是逆向行驶，只要机动车在通过市区主要路口时违反》，都会被电子警察和摄像监控设备记录下来，违法车辆的信息在公安交通指挥控制中心被及时打印。利用高科技投入管理交通，提高了工作效率，也方便了驾驶员。

　　一、需求分析

　　目前，比较成熟的城市道路监控系统解决方案基本上可分为三种模式，即基于传统的模拟监控模式的城市道路监控系统、以硬盘录像机(DVR)为的第二代准数字化视频监控模式的城市道路监控系统、以网络视频服务器为的第三代全数字化远程视频集中监控模式的城市道路监控系统。种情况属于传统的模拟监控，采用录像带进行存储，现在正处于淘汰之中，暂不分析。第二代准数字化城市监控系统主要以数字硬盘录像机为，数字硬盘录像机放置在道路监控前端，与摄像机相连，对视频源信号进行模拟/数字转化压缩后，把录像存储在本地，并可通过城市里的各种网络通道上传到监控中心。由于道路和交通路口的监控点不是很多，通过硬盘录像机可以满足基本的录像存储问题，特别重要的录像或要长期保留的录像可以通过网络上传到交通指挥中心的存储设备上进行保存。如果把数字硬盘录像机放在各交通支队的分控中心机房，通过光纤与前端摄像头相连，此时，分控中心接入的视频信号路数可能比较多，数据量比较大，可以考虑使用的磁盘阵列来实现大容量存储。本文重点讨论第三代全数字化视频监控系统的监控录像和照片存储问题。

　　第三代数字监控系统基本上可分为道路监控前端、传输网络及端口设备、道路监控指挥中心三部分。道路监控前端部分设备主要包括摄像机及配套云台、护罩、解码器、雨刷、支架和网络视频服务器(也有人把视频服务器放置在指挥中心)。其中，网络视频服务器作为前端设备，通过BNC端口连接摄像机，RS232端口连接解码器或报警探头，RJ45端口连接网络端口设备，用来采集道路现场的视频图像，经压缩编码后再上传到道路监控指挥中心。

　　在传输网络方面，可以根据系统对网络的带宽要求、系统周边的网络条件，以及经济性考虑，配置合适的网络路由。道路监控指挥中心作为整个道路监控系统的"大脑"，通过网络连接各道路监控前端，完成所辖道路监控点监控图像的实时显示、控制、存储、管理等功能。其硬件系统主要由监控主机、显示设备、存储设备、打印设备等组成。

　　二、解决方案

　　一般来说，城市道路交通监控的监控点非常多，需要存储的数据有监控录像、违章照片，还有道路监控指挥中心的管理系统数据。在指挥中心的存储管理服务器，根据硬件配置的高低可以接受100-150个视频流，所以指挥中心配置多台存储管理服务器。如果采用DAS(直连式)架构，磁盘阵列的空间利用率会比较低，而且存储系统的升级扩容性相对较差，所以建议用户采用SAN架构。

　　三、方案特点

　　本方案主要通过使用的存储系统，解决道路交通监控系统的大容量存储问题、监控录像和照片的数据安全问题、存储系统的扩容等问题，而且还能针对不同监控点的数据安全级别要求，定制不同等级的安全存储空间，从而节约存储空间。

　　1、大容量存储，扩容方便

　　如果使用数字硬盘录像机和服务器来存储监控录像，多可提供不到10TB的存储空间。特别是硬盘录像机和服务器内安装的硬盘超过一定数量后，由于散热的因素，整个设备会变得不太稳定。使用的存储设备DC-4000磁盘阵列，单套设备不仅可以提供多达50TB的存储空间，整个SAN系统还可以提供几百甚至上千TB的存储空间。

　　2、实现安全存储

　　的存储设备能够对监控录像提供更别的安全保护，例如RAID 6可以做到损坏两块硬盘而数据不丢，系统还能正常使用。Roaming功能可以把硬盘从发生故障的设备中拔出，插入到同系列的设备上，但不会丢失硬盘上的数据。另外，独特的散热设计可以保证系统在各种环境下安全运行。

　　3、针对不同的录像采取不同的存储模式

　　整个道路监控指挥系统会产生5种数据。种是拍摄的违章照片。这种照片的重要性较高，需要保存1年以上。针对这种数据存储的需要，应采用RAID 6进行保护，即使损坏了两块硬盘，上面存放的数据也不会丢失，系统还能正常使用。第二种是重要街道路口的录像。这种监控录像的重要性非常高，数据量较大，建议采用RAID 6对监控录像进行保护。第三种是路段监控点录像。这种监控点的录像重要性一般，建议采用RAID 5进行数据保护，这样即使系统损坏了一块硬盘，上面存放的录像也不会丢失，系统还能正常使用。对于第四种录像，由于录像的重要性不高，没有必要采取保护措施，建议采用RAID 0格式，既提高了录像存储的速度，同时又节约了存储空间。第五种是道路监控指挥系统的数据库数据。它属于数据块数据和非再生数据，所以建议对存储空间采用RAID 6进行保护，同时所存储的卷Stripe(条带化)参数要尽量小一些。这样不仅可以提高存储的性能，而且存储空间的利用率也会更高。 这种能够根据不同的应用需求提供针对性的存储模式，是传统的监控存储设备无法实现的。

　　四、存储设备选型注意事项

　　由于监控领域的系统集成商没有的存储工程师，对存储行业也不是很了解，所以建议系统集成商在选择存储设备的时候注意以下几点。

　　1、设备的管理和维护要非常简单

　　选择具有嵌入式Web管理功能的设备，不需要在管理终端上安装软件，就可以随时随地进行设备的安装调试，维护起来非常简单。ERASTOR所有的设备都不需要的存储工程师去安装调试，在ERASTOR工程师的电话支持下，5分钟就可以教会系统集成商的工程师或者用户如何安装调试自己的设备。

　　2、选择质量稳定的设备

　　存储系统的稳定是关键因素，特别是对于系统集成商和用户都没有存储硬件工程师的情况下。如果产品不稳定，经常发生一些小问题，那么维护的成本将非常高。所谓的Cable-less架构就是整个设备里面没有一根线缆，控制器、电源、风扇、背板、硬盘之间的连接全部都是电路板。因为磁盘阵列中的硬盘数量较多，产生的热量很多，而且传输的信号是高频信号，时间一长，线缆两头的合金金属片会因为氧化产生较大的信号衰减，导致系统不稳定。存储产品的稳定性和生产工艺有着非常大的关系。生产工艺可以从电路板的印刷整齐情况、各个部件之间衔接的空间误差大小情况等看出工艺的好坏。例如，硬盘托架和插槽之间衔接松紧程度和硬盘的使用寿命有非常大的关系。因为硬盘中的磁碟在高速转动，如果衔接不紧就容易使硬盘产生振动，从而大大降低硬盘的使用寿命。另外，如果背板工艺差意味着电压和电流波动会比较大，也会使硬盘的使用寿命大打折扣，系统也会经常出现故障。

　　3、选择智能化程度较高的设备

　　什么是Roaming功能呢?通俗的说，假如我有2TB的数据存在5块500GB硬盘作为一组的RAID上，如果设备出现问题时，可以把这5块硬盘拔出来，插入到同一系列的任何一台设备上，照样可以读写这些数据。这样就限度了保证了数据的安全。对于那种购买多台同一品牌设备的用户尤为实用。虚拟卷技术原本是使用在高端存储产品上的一种技术。由于虚拟卷技术的实用性、灵活性，更能满足客户多种应用需求的存储，因此被越来越多地应用在中低端存储产品上。如果客户有3种以上的数据，需要不同的安全保护级别，而且单位数据的大小、传输速度也不一样，这时普通的磁盘阵列很难满足用户的存储需求，而采用虚拟卷技术的阵列就可以满足应用需求。