云存儲在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中的價值

王 中

（山西省水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030027）

云存儲在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中的價值

王 中

（山西省水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030027）

文章在介紹云存儲概念、技術(shù)特點的基礎(chǔ)上探討了云存儲技術(shù)在視頻監(jiān)控中的優(yōu)勢和應(yīng)用前景，分析了視頻監(jiān)控應(yīng)用云存儲技術(shù)應(yīng)重點關(guān)注的幾個問題。

云計算；云存儲；視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控技術(shù)正在向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化、智能化的基礎(chǔ)是數(shù)字化，而智能化是“三化”的最高境界。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的誕生解決了傳統(tǒng)監(jiān)控效果的難題，改變了傳統(tǒng)的連接方式，更簡單、更便捷。隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的優(yōu)勢被廣泛認(rèn)可，現(xiàn)在開始出現(xiàn)越來越多的大型甚至超大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)，比如“平安城市”建設(shè)中的社會治安監(jiān)控系統(tǒng)、中國電信和中國網(wǎng)通正在全面推進的“全球眼”和“寬視界”這兩大運營級視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這些監(jiān)控系統(tǒng)都面臨著前端設(shè)備的大規(guī)模接入和大容量集中存儲的需求問題。

現(xiàn)代數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)雖然有很多優(yōu)點，但還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會的需要，它必須向著適應(yīng)更為復(fù)雜多變的場景發(fā)展；向著識別和分析更多的行為和異常事件的方向發(fā)展；向著更低成本和更智能化的方向發(fā)展。而智能化的實現(xiàn)，則需要以復(fù)雜的計算能力為基礎(chǔ)。雖然目前市場上已經(jīng)涌現(xiàn)出了一些智能化的監(jiān)控系統(tǒng)，但也只局限于將智能分析軟件嵌入到特定的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，缺乏靈活性，要想運用在大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，需要很大的成本。而云存儲能夠聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備形成異常強大的存儲能力，實現(xiàn)性能與容量的線性擴展，不僅能夠滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)中大容量存儲的需求，而且可將智能視頻分析作為一種服務(wù)，按需提供給客戶，從而降低成本，提高了智能分析的靈活性。

一、云存儲技術(shù)

1.云存儲概念

云存儲（cloud storage）是在云計算(cloud computing)概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念。云計算是分布式處理 (Distributed Computing)、并行處理(Parallel Computing)和網(wǎng)格計算(Grid Computing)的發(fā)展，是透過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計算處理程序自動分拆成無數(shù)個較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)，經(jīng)計算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。通過云計算技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)處理數(shù)以千萬計甚至億計的信息，達(dá)到和“超級計算機”同樣強大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

云存儲的概念與云計算類似，它是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的一個系統(tǒng)。當(dāng)云計算系統(tǒng)運算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲設(shè)備，那么云計算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。

2.云存儲的結(jié)構(gòu)模型

云存儲不僅僅是存儲，更多的是應(yīng)用。應(yīng)用存儲是一種在存儲設(shè)備中集成了應(yīng)用軟件功能的存儲設(shè)備，它不僅具有數(shù)據(jù)存儲功能，還具有應(yīng)用軟件功能，可以看作是服務(wù)器和存儲設(shè)備的集合體。

從架構(gòu)模型來看，云存儲系統(tǒng)比云計算系統(tǒng)多了一個存儲層，同時在基礎(chǔ)管理也多了很多與數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)安全有關(guān)的功能，兩者在訪問層和應(yīng)用接口層則是完全相同的。

從提供服務(wù)的架構(gòu)上，云計算又劃分為基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（InfrastructureasaService）、平臺即服務(wù)（Platform asaService）和軟件即服務(wù)（ SoftwareasaService），云存儲也同樣適用。在這三層中，每層都有相應(yīng)的技術(shù)支持提供該層的服務(wù)，具有云計算的特征，比如彈性伸縮和自動部署等。每層云服務(wù)可以獨立成云，也可以基于下面層次的云提供的服務(wù)。每種云可以直接提供給最終用戶使用，也可以只用來支撐上層的服務(wù)。

3.云存儲的特點

（1）動態(tài)的高可擴展性

云技術(shù)使用戶可以隨時隨地根據(jù)應(yīng)用的需求動態(tài)地增減IT資源。由于應(yīng)用運行在虛擬平臺上，沒有事先預(yù)訂的固定資源被鎖定，所以云業(yè)務(wù)量的規(guī)?？梢詣討B(tài)伸縮，以滿足特定時期、特定應(yīng)用及用戶規(guī)模變化的需要。

（2）虛擬化的超大規(guī)模

云業(yè)務(wù)的需求和使用與具體的物理資源無關(guān)，IT應(yīng)用和業(yè)務(wù)運行在虛擬平臺之上。云計算支持用戶在任何有互聯(lián)網(wǎng)的地方、使用任何上網(wǎng)終端獲取應(yīng)用服務(wù)。用戶所請求的資源來自于規(guī)模巨大的云平臺。

（3）高可用性

云平臺通過使用數(shù)據(jù)多副本拷貝容錯、計算節(jié)點同構(gòu)可互換技術(shù)來保障服務(wù)的高可用性。任何簡單物理故障發(fā)生，應(yīng)用都會在用戶完全不知情的情況下轉(zhuǎn)移到其他物理資源上繼續(xù)運行，使用云計算比使用其他計算手段的可用性更高。

（4）按需使用，按用付費

云業(yè)務(wù)是一個龐大的資源池，用戶按需購買，如同像自來水、電、煤氣那樣計費。無論是短期還是長期，云計算的商業(yè)模型都按使用量付費。

（5）資源復(fù)用，成本廉價

由于云計算采用資源的統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)，所以IT物理資源的利用率大為提高，從而使云的業(yè)務(wù)成本大大降低。

二、云存儲在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用

對于傳統(tǒng)安防來說，云技術(shù)完全是基于網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)運行的一種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用模式，這與模擬時代的安防似乎是毫不沾邊的，然而隨著安防逐漸走向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，我們毫不懷疑云計算與視頻監(jiān)控的融合已經(jīng)日趨貼近我們的生活。

近來有人提出了VSaaS的概念，VSaaS是Video SurveillanceasaService的縮寫，譯為“視頻監(jiān)控即服務(wù)”，它跟軟件業(yè)的SaaS(軟件即服務(wù))類似，在互聯(lián)網(wǎng)時代，不僅桌面軟件要走向在線服務(wù)，專業(yè)的視頻監(jiān)控也同樣無法阻擋互聯(lián)網(wǎng)的滾滾洪流將逐步走上在線服務(wù)的道路。與傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控解決方案相比，將互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用模式植入視頻監(jiān)控行業(yè)后，VSaaS會帶給視頻監(jiān)控行業(yè)更快速發(fā)展的新特征：

1.存儲空間大大提高

數(shù)字化視頻監(jiān)控涉及到巨量數(shù)據(jù)的采集、存儲和使用。因此，對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)來說，存儲設(shè)備的存儲能力密切關(guān)系著數(shù)據(jù)管理的效率、數(shù)據(jù)安全以及數(shù)據(jù)利用的效率。對于“全球眼”這樣大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)而言，如果依賴傳統(tǒng)的存儲模式，不僅僅需要投入很大財力，而且其存儲空間也是有限的。而云存儲突破傳統(tǒng)存儲方式的性能和容量瓶頸，能夠聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備，讓海量數(shù)據(jù)的存儲成為了可能，從而讓企業(yè)擁有相當(dāng)于整片云的存儲能力，成功解決了存儲難題。

2.綜合使用成本大幅度降低

傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控解決方案需要很高的維護成本。而云存儲則可以對每一臺接入的設(shè)備進行統(tǒng)一遠(yuǎn)程管理，異常事件有日志記錄，90%以上的故障都可以通過平臺遠(yuǎn)程解決。在傳統(tǒng)視頻監(jiān)控解決方案中，一旦DVR被盜，給客戶帶來的損失是不可估量的，而在云存儲方案中，由于視頻存儲在網(wǎng)絡(luò)中，大大降低了信息丟失的風(fēng)險。

3.數(shù)據(jù)寫入能力提高

由于監(jiān)控系統(tǒng)一般要求實時的錄像輸入，所以這種實時錄像輸入對盤陣的數(shù)據(jù)寫能力提出了較高的要求，否則在寫速度達(dá)不到要求的情況下，數(shù)據(jù)大量集中在緩存中，最終將導(dǎo)致緩存數(shù)據(jù)溢出以致主機死機。而云存儲的緩存空間可根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)動態(tài)擴張，大大縮短數(shù)據(jù)在緩存中等待的時間，從而提高了視頻數(shù)據(jù)的寫入能力。

4.能更靈活地提供智能分析功能

目前所出現(xiàn)的具有視頻分析能力的監(jiān)控設(shè)備，是將智能分析軟件嵌入到固定的監(jiān)控設(shè)備的，每個智能監(jiān)控系統(tǒng)中都有一套分析軟件。由于云存儲繼承了云計算的特點，運用云存儲，可以將智能分析軟件作為一種服務(wù)提供給用戶，用戶不需要購買智能監(jiān)控系統(tǒng)，只需登錄互聯(lián)網(wǎng)，按需購買，就可對實時畫面或者錄像進行智能分析。這樣，不僅使得智能分析更靈活更便捷，而且也為用戶降低了成本。

近兩年來，電信和網(wǎng)通在全國各地建設(shè)了很多不同規(guī)模的“全球眼”、“寬視界”網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)?！叭蜓邸被颉皩捯暯纭毕到y(tǒng)的終極目標(biāo)是建設(shè)一個類似話音網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)一樣的，遍布全國的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為所有用戶提供遠(yuǎn)程(城區(qū)內(nèi)的或異地的)的實時視頻監(jiān)控和視頻回放功能，并通過服務(wù)來收取費用。但由于目前城市內(nèi)部和城市之間網(wǎng)絡(luò)條件限制，視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲設(shè)備規(guī)模的限制，“全球眼”或“寬視界”一般都能在一個城市內(nèi)部，甚至一個城市的某一個區(qū)縣內(nèi)部來建設(shè)。假設(shè)我們有一個遍布全國的云存儲系統(tǒng)，并在這個云存儲系統(tǒng)中內(nèi)嵌視頻監(jiān)控平臺管理軟件，建設(shè)“全球眼”或“寬視界”系統(tǒng)將會變成一件非常簡單的事情。系統(tǒng)的建設(shè)者只需要考慮攝像頭和編碼器等前端設(shè)備，為每一個編碼器、IP攝像頭分配一個帶寬足夠的接入網(wǎng)鏈路，通過接入網(wǎng)與云存儲系統(tǒng)連接，實時的視頻圖像就可以很方便地保存到云存儲中，并通過視頻監(jiān)控平臺管理軟件實現(xiàn)圖像的管理和調(diào)用。用戶不僅可以通過電視墻或PC來監(jiān)看圖像信號，還可以通過手機來遠(yuǎn)程觀看實時圖像。

三、云計算應(yīng)用在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)注意的問題

1.建設(shè)問題

以往的計算中心都需要購置高性能的計算機而云計算中心以集群計算為主，其中大量的節(jié)點通過互操作形成面向用戶的虛擬服務(wù)器。與超級計算中心相比，云計算完成了從傳統(tǒng)的面向任務(wù)的單一計算模式向現(xiàn)代的面向服務(wù)的規(guī)?；I(yè)化計算模式的轉(zhuǎn)變?？梢?，部署于高性能計算中心的計算機，適合于解決要求高并發(fā)計算的科學(xué)問題，但是未必就適合云計算模式。

2.安全問題云計算

虛擬服務(wù)的規(guī)?；趯崿F(xiàn)更集約化、專業(yè)化的安全服務(wù)，也可以實現(xiàn)專門的云備份服務(wù)，大眾用戶在使用云服務(wù)的過程中所關(guān)注的云安全焦點將會進一步地轉(zhuǎn)移到信任管理上來，傳統(tǒng)的信息安全將會進一步發(fā)展為服務(wù)方和被服務(wù)方之間的信任和信任管理問題。

3.標(biāo)準(zhǔn)化問題

云計算的本質(zhì)是為用戶提供各種類型和可變粒度的虛擬化服務(wù)，而實現(xiàn)一個開放云計算平臺的關(guān)鍵性技術(shù)基礎(chǔ)則是服務(wù)間的互聯(lián)、互通和互操作。目前，許多商業(yè)企業(yè)或組織已經(jīng)為云計算構(gòu)建了自己的平臺，并提供了大量的內(nèi)部數(shù)據(jù)和服務(wù)，但這些數(shù)據(jù)和服務(wù)在語法和語義上的差異依然阻礙了它們之間有效的信息共享和交換。所以制訂云計算監(jiān)控的相關(guān)術(shù)語、起草標(biāo)準(zhǔn)化研究報告對云存儲視頻監(jiān)控的發(fā)展十分重要。

監(jiān)控云存儲的出現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)存儲方式的性能和容量瓶頸，企業(yè)有望擺脫在硬件存儲設(shè)備上的巨額投入，減少在系統(tǒng)維護上的人力支出，快速減輕財政壓力，提升企業(yè)競爭力。屆時，用戶只需支付少量的儲存費用，就能把超大容量的數(shù)據(jù)存在云端，并根據(jù)需要購買相應(yīng)的視頻智能分析服務(wù)，設(shè)置相關(guān)權(quán)限，隨時隨地共享給需要共享的人員，在減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間的同時，借助廠家更為出色的加密技術(shù)，避免傳輸過程中造成的丟包、泄密等事故的產(chǎn)生，全面保證數(shù)據(jù)的安全性。當(dāng)然，云計算的發(fā)展還存在一些潛在性的問題和難點，但相信隨著云計算技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，將來一定可以很好地應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控領(lǐng)域。

[1]李永先,欒旭倫，李森森.云計算技術(shù)在圖書館中的應(yīng)用探討[J].江西圖書館學(xué)刊,2009，（1）:105-106.

[2]殷康.云計算概念、模型和關(guān)鍵技術(shù)[J].中興通訊技術(shù)，2010，（ 4） ：18-23.

[3]蔡炳育，陳慧賢.云計算與數(shù)字資源存儲問題分析[J].電腦知識與技術(shù),2009，（11）:7015-7017.

[4]李德毅,陳桂生，張海粟.云計算熱點問題分析[J].中興通訊技術(shù),2010，（ 4） :1-4.

[5]馮登國等.云計算安全研究[J].軟件學(xué)報,2011，（1）:71-83.

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1673-0046（ 2012）1-0166-02