■李明
同有小金剛:引領高清監控存儲市場
■李明
在數字視頻監控的高清時代,每幀視頻所包含的信息量呈幾何速度遞增。面對龐大的數據量,存儲系統的穩定性成為用戶的首要需求。北京同有飛驥科技股份有限公司專門針對安防視頻監控領域打造的一體化存儲設備——小金剛,采用控制器架構,滿足了用戶對存儲產品高穩定性的要求,開創了視頻監控領域應用控制器架構存儲產品的先河。自上市以來,“小金剛”在上海世博會、深圳大運會、高速公路、平安城市的視頻監控,Web/Mail互聯網、電子政務和數字圖書館等系統中得到了廣泛的應用,并以極高的穩定性受到用戶的認可。
高清視頻監控已經在平安城市、道路監控、校園安防等領域得到廣泛應用,但高清帶來了更清晰視頻信息的同時,也要求海量存儲空間和隨機讀寫性能。
目前視頻監控存儲設備分兩類:控制器架構存儲和服務器架構存儲。前者最大的優勢是高穩定和高性能,采用專為存儲應用設計的CPU,能很好地適應用戶使用需求;嵌入式操作系統形成封閉空間,降低了系統被篡改的機會,提升了系統的安全,讓系統更穩定;另外模塊化無線纜設計,能降低系統出現故障的幾率,充分保障系統的穩定性;同時采用集成在控制器上的RAID芯片保證RAID校驗性能。而后者最大的優勢在于其靈活性,可以在其通用操作系統上做定制性的開發。同有小金剛是面向視頻監控領域推出的存儲產品,它主要采用控制器架構,擁有無與倫比的穩定性。

長沙市在建設平安城市時,使用了同有小金剛打造了一個穩定、安全、可靠的整體視頻監控存儲系統。此次建設的監控系統主要覆蓋長沙市雨花區重點單位及街道、路口,攝像頭總數超過300路。針對長沙市的實際應用需求,合理部署了10套小金剛及擴展設備。整套視頻監控存儲平臺連接前端的600路攝像頭,實現了FC SAN環境下的大容量集中存儲,總存儲容量超過500TB。小金剛強勁的數據處理能力,能輕松實現大量數據大碼率并發寫入;穩定的性能,滿足前段大流量數據的長時間持續讀寫,為整套視頻監控系統提供不間斷的保障;其靈活的擴展性能滿足視頻監控系統對存儲平臺的彈性容量需求,即便是未來增加監控點,或者畫面的質量更高、尺寸更大,都能提供充分的存儲空間。
在平安城市視頻監控項目招標中,同有小金剛存儲系統憑借其穩定的特性、靈活的擴展能力和海量存儲空間成為首選產品。與其他一線城市分步分級建設視頻監控系統的思路不同,唐山市以整體形式全面開展平安城市建設,規模大、需求復雜。在此次建設中,整套視頻監控系統覆蓋唐山市區所有重點區域,共超過4000路攝像頭。鑒于如此大規模的攝像頭數量,同有為其視頻監控存儲系統配置了120臺小金剛及擴展設備,滿配1920塊2TB硬盤,總容量將近4000TB,為海量數據準備了充足的存儲空間。由小金剛打造的整體視頻監控存儲平臺,擁有強大的數據傳輸、處理能力,可以輕松應對4000多路攝像頭數據的寫入讀取,并且能及時處理所有監控數據,大大縮短了調取監控視頻的時間;同時,為視頻監控系統的數據提供安全、有效的保護,便于各級公安機關、社區和其他相關部門對歷史數據的調取及查閱。
高清視頻監控系統的應用目的是能夠獲得更加清晰的視頻,從視頻中獲得更多的信息量。目前來看,采用高清視頻監控系統的應用主要集中在平安城市、金融、機場車站等中高端用戶。用戶對數據的安全性要求較高,實際上也是對存儲系統的穩定性提出了更高的要求。
目前市面上的監控存儲設備分為兩種應用模式:NVR和IP-SAN。NVR是將監控平臺的功能嵌入到存儲設備中,這樣一臺存儲設備既可以做監控平臺的功能又可以實現數據的存儲。NVR的優勢在于其一機多用,缺點是其穩定性與擴展性,這一缺點也使其目前的應用集中在中小型分散監控存儲應用。
目前針對平安城市、道路監控、金融行業監控等中高端監控項目,IP-SAN模式還是首要選擇。在IP-SAN模式中,存儲設備又分為兩種架構即控制器架構和服務器架構。同有就是在監控行業主推控制器架構的存儲廠商,我們認為控制器架構具有良好的穩定性、維護性、擴展性,可以為用戶提供更加穩定的數據存儲服務。

在高清時代,前端高清攝像頭帶來了海量數據,這就對系統的數據處理能力有著較為苛刻的要求,要求存儲設備能快速地處理大碼率并發寫入。海量數據也對存儲空間提出了挑戰,存儲設備要有足夠的空間,能將成百上千路攝像頭,甚至是高清攝像頭的數據存儲一定的時間。智能海量IP SAN/NAS存儲設備,不僅能夠提供可選D1、MPEG4、MPEG2(DVD)、H.264等多種不同清晰度監控畫質,還具備卓越的存儲性能,能夠支持多路攝像頭的監控數據為并發實時順序寫入,滿足三級監控中心對同一數據源的多路并發隨機讀取。
監控系統設備放置的環境一般比較惡劣,這就要求設備足夠耐用,同時,能承受外界環境的“折磨”。存儲設備的機殼設計十分重要,它負責保證設備的穩固性、散熱、防腐蝕等方面。存儲設備有時并非放置在專業機房中,在某些惡劣環境下,存儲設備需要應對高溫、高濕度等考驗。采用鋁合金壓膜的機器外殼,強度超過優質鋼,塑性好,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性。
小金剛在設計之初,經過充分的市場調研和客戶調研,從機殼設計、電源選型、風扇選型、內部芯片選型等細節方面精益求精,保證整個產品的穩定。在設計硬盤托架時,小金剛充分考慮硬盤與盤陣連接的穩定性和硬盤本身共振等問題。磁盤陣列通過RAID技術使多塊硬盤并發讀寫以提升設備讀寫性能,這也帶來硬盤共振的危害,托架設計要保證最小化共振對磁盤IO的影響。磁盤托架配合設備內部的墊片和引針保證硬盤托架安防的精確度。
小金剛采用的無線纜、模塊化的控制器架構設計,能充分保證設備自身的穩定性。控制器架構存儲設備采用執行RISC的嵌入式CPU,保證存儲設備的專業性和穩定性;采用嵌入式操作系統,保證軟件的封閉性,提升設備的網絡安全和穩定;采用無線纜設計,減少設備內部因線纜造成的單點故障,同時也降低了線纜存在的發熱,提升設備穩定性;采用模塊化設計,在減少故障點的同時提升設備的維護性,即使發生部件損壞也可以很方便地進行故障排除,大大降低了設備故障維修導致的系統宕機,提升了系統穩定性。
同時,在保證數據讀寫性能時提升擴展能力可以降低用戶的整體成本。小金剛采用專業的擴展芯片,能實現一主六擴,具有強大的擴展能力。一主多擴的配置還帶來另外一個好處,就是降低硬盤共振的影響。普通的機柜為42U,一般配置10臺盤陣。如果全部配置主柜,則大量硬盤同時工作,共振影響較大;而采用一主多擴的配置,每套存儲設備同時工作的硬盤只有1/n,這樣的話,一臺機柜同時運行的硬盤數大大減少,可以大大降低硬盤的共振,系統也就更加穩定。
智能化是視頻監控發展的必然方向之一,高清視頻為智能化發展提供了良好的原始數據支持。智能化的最終目的是使計算機具有人類的智能識別功能,舉個最簡單的例子,視頻中看到一輛汽車,我們可以得到的信息是:汽車、顏色、品牌、車牌號甚至新舊程度等等。目前車牌識別應用非常廣泛,但是車牌識別要求攝像頭捕捉到的圖像足夠清晰且角度也有一定的要求。從這個簡單的例子可以看到,智能化能夠大大降低人類的勞動量,但是目前智能分析軟件的功能和準確率都有待提高,而高清視頻為智能分析提供了良好的視頻素材。目前的智能化應用集中在前端攝像頭,未來這些功能都可以移植到存儲設備上運行,比如人臉識別功能,將一幅人臉畫面交給存儲設備,指定對應的搜索空間,存儲設備自動搜索出想要的結果。這些功能的實現對存儲設備的性能提出了更高的要求。
更多的新應用勢必對存儲產品的性能及存儲空間有著更高的要求,小金剛憑借其高穩定、易管理和大容量的特性,搶先一步占據已有制高點,成為安防視頻監控存儲行業的領跑者。未來,小金剛仍將持續貼近需求,和各行業用戶共同迎接智能存儲時代的到來!