解析高清監控的三種存儲方式

文/吳賢民

隨著視頻監控IP化的不斷推進，原有的模擬視頻監控及模數混合組網的視頻監控應用模式正在逐步被純IP化、全高清的網絡視頻監控所取代，前端分布式存儲產品也由DVR、HDVR（混合式DVR）逐步替換成NVR產品。NVR產品的技術成熟度已經非常高，因此，市場競爭環境相當激烈。

國內外各廠商不斷推出高性能、低價位的NVR產品，使得前端分布式存儲的系統組網成本不斷降低。同時，隨著4K、H.265技術的推出，前端NVR存儲產品在視頻圖像清晰度進一步提高、編碼方式變化降低存儲空間需求等方面都有了長足進步，使得前端NVR存儲產品的競爭力進一步增強。另外，NVR產品由于其簡單易用的特性，為很多不同層面的客戶所廣泛使用。

視頻監控從基本需求看到，到看清，再到看得好，大家對視頻圖像清晰度的要求在不斷增加。隨著視頻圖像清晰度的不斷增加，視頻圖像的存儲需求也在不斷發生變化。在安防視頻監控行業，目前主要的存儲方式有三種：前端分布式存儲、后端集中存儲和云存儲。

前端分布式存儲

采用NVR產品做前端分布式存儲主要有三類應用場景：一類是用戶組網需求為廣域網鏈路環境，鏈路帶寬很低；另外一類是關注于系統組網成本，希望采用低成本建設方案。第三類是整個系統視頻系統監控點位少，組網規模小。

應不同場景需要，宇視推出了NVRISC 6500-E24——全球性能最強、最穩定NVR。業界最大接入路數（512路數字接入）；最大存儲空間NVR（24盤位、最大至168塊硬盤）；高智能；高可靠；高穩定；高安全，集視頻管理、數據管理、iSCSI存儲、媒體交換、數據永久保護等功能于一體，關鍵部件均采用健壯冗余設計，可靈活擴展多種類型業務接口，適用于智能樓宇、教育、醫療、金融、電力等場所類監控項目。

后端集中存儲

隨著IP網絡技術的不斷發展，視頻監控系統開始從小型化的多點系統向大規模的視頻監控系統進化，進而推動視頻監控存儲向集中化的方式演進。相對NVR的分布式存儲而言，后端集中存儲方式更加注重數據的集中保存、數據可靠性與統一管理維護，同時具有較好的容量擴展能力，因此后端集中存儲方式更適合大規模部署。集中存儲主要以SAN/NAS為主要代表，其中SAN因為其高性能、高穩定性而被廣泛采用。SAN從產品形態和協議來區分主要又分為FC SAN和IP SAN。FC SAN產品延時小、可靠性高，但是建設成本也高很多，針對于視頻監控的大容量存儲需求來說并不是非常合適，而IP SAN產品由于其互聯互通性高，管理維護簡單，建設成本相對低廉等優勢為安防視頻監控行業所廣泛采用。

IP SAN作為存儲設備在安防視頻監控領域被使用的方法其實各不相同。諸多的安防視頻監控平臺廠商采用標準的iSCSI協議將IP SAN設備掛載給流媒體轉存服務器做標準磁盤，提供大容量的磁盤空間。在此種應用模式下，所有的視頻寫入都必須經過流媒體轉存服務器，容易形成單點故障和性能瓶頸。隨著視頻監控路數的不斷增加，將不得不增加流媒體轉存服務器數量，這樣又造成整體建設成本的提高，同時極大增加了系統的管理與維護難度。另外，安防視頻監控系統的特性又決定了視頻圖像數據周期性地覆蓋、刪除，采用通用的文件系統必然造成大量的文件碎片，導致隨著時間的推移，存儲性能不斷下降。

一些提供整體視頻解決方案的廠商，結合視頻監控業務的特點，開發出了視頻直寫存儲技術。但是視頻直寫技術各家的實現方式也不盡相同。部分廠商實現方式為將流媒體服務相關模塊嵌入到存儲設備中，來實現流媒體直寫功能。其實質是將錄像模塊、流轉發、回放模塊等嵌入到存儲設備中，采用收流存的方式實現前端攝像機的視頻流直接寫入存儲。此種方式解決了流媒體轉存服務器過多、文件碎片等問題，但是對存儲設備的性能也提出了更高的要求，往往導致其視頻接入性能會明顯偏低。同時在此種方案下，會將存儲設備變成了一個專屬設備，只能與其同廠商的平臺進行配合使用，極大降低了視頻監控系統的標準化程度和互聯互通性。

只有極少部分廠商實現了端到端的基于裸數據塊的視頻直寫，此種模式下，不但充分利用了IP SAN的性能，視頻接入路數較高，同時作為標準的IP SAN設備仍然能夠滿足其他業務需求的應用。

在安防視頻監控市場，IP SAN的市場競爭環境也不容樂觀：第一、隨著市場競爭愈加激烈，價格戰在所難免。很多廠商不斷的壓低IP SAN產品的生產成本，其產品可靠性和穩定性都出現了一些問題。另外，為了參與市場競爭，視頻接入性能和規格虛標的情況也有很多，導致客戶在實際使用中無法達到宣稱的接入路數或者滿規格接入后出現圖像丟幀、錄像丟失等問題。

云存儲

目前安防視頻監控系統正朝著海量、超高清、智能化和融合應用的方向高速發展。這幾年，各行各業安防視頻監控攝像頭的數量不斷增加。一個大學的平安校園建設，攝像機從1000個～3000個不等，一個規模中等城市的平安城市建設，攝像機數量可能超過1萬個。1000路的1080P視頻圖像存儲容量已經達到了1個PB（4M碼率，24小時不間斷存儲30天），而1萬路的1080P視頻存儲容量超過了10個PB（4M碼率，24小時不間斷存儲30天），安防視頻監控存儲已經進入了存儲P時代。

單臺IP SAN存儲設備的性能和擴展性基本可以滿足PB級以內的視頻接入和圖像存儲需求，但是要接入成千上萬路高清1080P，甚至是4K攝像機，存儲幾十PB、甚至上百PB的數據，無論是性能還是容量都根本無法應對，其根本原因在于單臺存儲設備無法實現其性能與容量的線性增長。而采用多臺IP SAN存儲設備疊加的方式勉強實現視頻接入和圖像存儲需求時，由于多臺存儲設備間相互獨立，缺乏有效的數據整合與協同處理能力，其實也額外帶來了一些問題：

存儲設備統一管理問題：幾十臺、上百臺的存儲設備其管理難度非常之大，必須由存儲設備廠商提供專有的存儲管理軟件來完成設備的集中管理和維護，或者由安防視頻監控平臺廠商來提供存儲集中管理。但是由于不同存儲廠商的管理接口和協議各不相同，因此安防視頻監控平臺廠商在應對第三方存儲設備管理時將變得異常困難。

設備性能和存儲空間無法共享及利用問題：按照簡單的多臺存儲設備疊加方式部署的視頻監控系統，可能先期建設的存儲設備已經滿負荷運載，而后期建設的存儲設備因為考慮系統擴展性有一定的性能和存儲空間冗余，而這部分性能和存儲空間冗余既不能用于共享也不能用于故障切換。

應需而生的云存儲技術則能夠很好的解決上述問題。云存儲利用集群化、虛擬化、分布式文件系統等技術對整個系統內的設備資源、帶寬資源、存儲空間資源等進行統一整合，從而為用戶提供大容量、高性能、高可靠的透明存儲服務。

云存儲作為一種新興的存儲技術，才剛剛開始為大家所認知并逐步的應用到安防視頻監控業務中。在云存儲技術中，不同廠家的方案也有所不同。安防廠商基于對業務的理解順勢推出安防專用云存儲，數據存儲廠商力則推通用云存儲以期滿足用戶多樣化需求。云存儲技術雖然很火熱，但由于剛剛興起，也存在諸多方面的問題：

第一、云存儲技術沒有統一的標準，各廠商都在按照自己的理解和基于不同業務需求推廣自己的產品，真正使云存儲技術完美貼合安防視頻監控業務仍需時日。

第二、云存儲產品剛在方興未艾之時，卻已陷入價格之戰中，對云存儲技術發展存在不利因素。

第三、頻云存儲的數據安全性需要進一步提升，尤其是面向大眾消費的民用安防視頻監控接入公有云存儲，隱私性和保密性應該被嚴格關注。