超融合構(gòu)架在高校智慧安防系統(tǒng)建設(shè)中的應(yīng)用研究

趙強 王雷

摘?要：為了解決高校安防體系建設(shè)，智能化管理難以實現(xiàn)、各子系統(tǒng)之間聯(lián)控差、后期對系統(tǒng)功能的拓展較為復(fù)雜、系統(tǒng)和設(shè)備后期運營維護(hù)成本高等一系列問題，本文提出了一種在高校智慧安防系統(tǒng)上應(yīng)用超融合構(gòu)架的解決方案。該方案能夠以較低的成本幫助用戶簡化部署，便捷運維，并且能夠輕松實現(xiàn)模塊化拓展。

關(guān)鍵詞：超融合構(gòu)架;高校校園;智慧安防系統(tǒng)

1?概述

隨著科學(xué)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，5G、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等最新科技成果逐漸應(yīng)用到了安防系統(tǒng)中。高校是科技創(chuàng)新的主要場所，科學(xué)規(guī)范的技防方能夠讓高校的安全得到有效保障，且具有全天候、“無縫連接”的效果。因此，借助現(xiàn)代化、信息化技術(shù)手段，創(chuàng)建一個全時空、立體化、多元化、智能化信息采集、大數(shù)據(jù)處理、視頻智慧應(yīng)用和安全保障的智慧安防系統(tǒng)，才能預(yù)防高校各類突發(fā)案件和事故，有效促進(jìn)并增強高校安保綜合管理水平，為建設(shè)更高水平的平安校園打下堅實的基礎(chǔ)。

2?高校安防系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)各大高校的安防系統(tǒng)建設(shè)也是如火如荼，但是，絕大多數(shù)的安防系統(tǒng)構(gòu)架還停留在傳統(tǒng)的系統(tǒng)集成、數(shù)據(jù)集中存儲的基礎(chǔ)上。安防系統(tǒng)集成了視頻監(jiān)控、車輛門禁、升降柱、人員通道、車輛測速、消防、周界報警等眾多的前端感知系統(tǒng)，需要存儲海量數(shù)據(jù)，更要對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析、數(shù)據(jù)挖掘等復(fù)雜計算，所以需要有強大的計算能力和信息存儲能力。除此以外，整個安防系統(tǒng)平臺還在不斷地更新設(shè)備或者增添新系統(tǒng)，隨著前端采集的視頻分辨率越來越高，數(shù)據(jù)維度越來越豐富;視頻數(shù)據(jù)存儲要求能夠達(dá)到90天以上;業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的建設(shè)越來越多樣化，服務(wù)器也越來越多，各個子系統(tǒng)獨立運行、控制，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，能化管理難以實現(xiàn)，各個子系統(tǒng)之間聯(lián)控差、后期對系統(tǒng)功能的拓展較為復(fù)雜、系統(tǒng)和設(shè)備后期運營維護(hù)成本高等一系列問題逐漸顯現(xiàn)，安防系統(tǒng)的綜合性問題就成為使用過程中的硬傷。

近年來，基于萬物互聯(lián)、大數(shù)據(jù)、云存儲理念的安防系統(tǒng)提出要打造一個全時空、立體化、多元化、智能化信息采集、大數(shù)據(jù)處理、視頻智慧應(yīng)用和安全保障的“智慧安防”完整體系油然而生。智慧安防系統(tǒng)需要具備智慧的能力，就需要融入到高校智慧校園的建設(shè)之中。構(gòu)建這樣一個智慧安防系統(tǒng)，就需要考慮引入云計算與云存儲技術(shù)，搭建安防系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心和綜合管理平臺。[1]

3?超融合

3.1?超融合定義

超融合是一個與管理程序無關(guān)的、純軟件實現(xiàn)的企業(yè)存儲解決方案，為虛擬化環(huán)境提供虛擬機級別的存儲概念，并可與服務(wù)器虛擬化管理方案和用戶界面完全集成。目前國內(nèi)超融合一體機，是利用分布式存儲和計算虛擬化技術(shù)整合服務(wù)器集群、對外提供計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等資源的IT基礎(chǔ)構(gòu)架。

3.2?超融合構(gòu)架及特性

超融合基礎(chǔ)構(gòu)架[2]，這是一種將計算、網(wǎng)絡(luò)和存儲等資源作為基本組成元素，根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行選擇和預(yù)定義的一種技術(shù)構(gòu)架。

3.3?超融合系統(tǒng)構(gòu)架相比于傳統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)架的優(yōu)勢

（1）易于搭建且成本降低。傳統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)架使用專有的存儲硬件和網(wǎng)絡(luò)，在搭建、升級或改造系統(tǒng)時需要通過新購相對應(yīng)的硬件設(shè)備，時間與資金成本較大，并且在設(shè)備調(diào)試過程中也可能會出現(xiàn)意想不到的狀況。但除了采購成本的降低，超融合在總擁有成本上也具有更大的優(yōu)勢。

（2）可靠性有效提升。一旦所在的業(yè)務(wù)服務(wù)器宕機，業(yè)務(wù)功能立馬停止，報修涉及環(huán)節(jié)較多，周期較長。而超融合系統(tǒng)構(gòu)架采用統(tǒng)一、簡潔的管理平臺進(jìn)行管理，操作簡便。雖然X86服務(wù)器本身存在單點故障，但超融合本身是以集群方式工作的，而且其核心分布式存儲系統(tǒng)首先要解決的問題就是利用多副本等技術(shù)構(gòu)建具備更高可靠性的大規(guī)模系統(tǒng)，可以保證超融合節(jié)點宕機后業(yè)務(wù)虛擬機立刻自動遷移到其他的節(jié)點上并自動運行業(yè)務(wù)系統(tǒng)，時間只需要幾分鐘。從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，使數(shù)據(jù)可靠性更高。這些技術(shù)都是構(gòu)建軟件定義數(shù)據(jù)中心的核心。

（3）擴展性大幅提升。傳統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)架的存儲是由RAID構(gòu)成的不同存儲空間，一旦磁盤寫滿無法擴容，而超融合存儲是一個統(tǒng)一可彈性擴展的存儲池，并且具備更強的擴展能力，只需要添加一個節(jié)點，數(shù)據(jù)就會自動均衡到新節(jié)點，其中每個節(jié)點都需要配置SSD盤作為緩存，緩存容量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)存儲的易失性內(nèi)存，且多節(jié)點并發(fā)帶來更強的聚合性能。

（4）運維難度大幅降低。在傳統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)架中，部署新的服務(wù)器和應(yīng)用時，要在各節(jié)點中進(jìn)行調(diào)試，獲取資源的周期與業(yè)務(wù)上線的周期較長。整個產(chǎn)品運維周期中，不僅大量操作被自動化，運維簡單，而且時間短，效率高。

4?超融合構(gòu)架在智慧安防系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1?高校智慧安防系統(tǒng)

高校智慧綜合安防系統(tǒng)主要是為了實現(xiàn)全校園的安防信息整合共享，系統(tǒng)融合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車輛管理門禁系統(tǒng)、應(yīng)急報警系統(tǒng)、紅外周界報警系統(tǒng)、電子巡更系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)、對講機發(fā)布系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)可以獨立運行，一個子系統(tǒng)的故障不影響其他子系統(tǒng)的運行，確保每個系統(tǒng)的正常運行。同時，各系統(tǒng)之間應(yīng)當(dāng)做到聯(lián)動運行，安防的各個子系統(tǒng)以及消防等系統(tǒng)集中在一個平臺進(jìn)行管理，使各系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行，一旦出現(xiàn)意外情況可以共同進(jìn)行反應(yīng)，大大提高監(jiān)管效率和應(yīng)急處理能力，使安全防范能力更有效。智慧安防系統(tǒng)構(gòu)架如圖1所示。

4.2?超融合系統(tǒng)部署

結(jié)合智慧化校園整體建設(shè)規(guī)劃，利用大數(shù)據(jù)、云計算、智能集群、全交換等現(xiàn)代化先進(jìn)信息技術(shù)，開啟以“應(yīng)用云”“存儲云”“計算云”為核心的大數(shù)據(jù)時代，實現(xiàn)消防監(jiān)控、車輛監(jiān)控、安防監(jiān)控這三大功能的同時，打造一個具備高感知、高協(xié)調(diào)的智慧安防系統(tǒng)綜合平臺。智慧安防系統(tǒng)采用超融合集群+云存儲構(gòu)架。整個超融合集群采用5+1部署模式（即5臺集群節(jié)點服務(wù)器加1套集群管理軟件），各集群節(jié)點之間通過萬兆交換機互聯(lián)（10G鏈路），對外設(shè)備網(wǎng)采用萬兆交換機（40G鏈路），為了整個系統(tǒng)平臺的安全性接入設(shè)備網(wǎng)前增加安防平臺安全準(zhǔn)入網(wǎng)關(guān)。智慧安防系統(tǒng)的后端平臺都部署于超融合云平臺上，按需擴展硬件資源。

集群節(jié)點服務(wù)器采用聯(lián)想SR850：配置4顆Intel?Xeon?Gold?5215處理器、256GB?TruDDR4?2666MHz企業(yè)級內(nèi)存、存儲配置1塊240GB?SSD+1塊960G?SATA?SSD（讀取和寫入速度500MB/s）;3塊2.4TB?10K?2.5寸硬盤、配置超融合專用直通陣列卡，支持JBOD模式、實配電源輸出功率鉑金電源;1+1熱插拔冗余電源、配置2個萬兆光口、1個專用的管理端口、配置獨立的遠(yuǎn)程管理控制端口、配置虛擬KVM功能，可實現(xiàn)與操作系統(tǒng)無關(guān)的遠(yuǎn)程對服務(wù)器的完全控制。

4.3?應(yīng)用成效

4.3.1?業(yè)務(wù)平臺擴展

基于超融合的構(gòu)架，已經(jīng)具備了安防業(yè)務(wù)所必需的計算、存儲、智能資源，安防系統(tǒng)的業(yè)務(wù)必然會全套部署在這之上。超融合集群節(jié)點資源以及虛擬機的使用情況如圖3、圖4所示。

目前，超融合云平臺除了部署了超融合集群監(jiān)管軟件、節(jié)點管理軟件外，還部署了安防系統(tǒng)的相關(guān)業(yè)務(wù)軟件，如安防業(yè)務(wù)平臺、智慧消防業(yè)務(wù)平臺、人行速通門業(yè)務(wù)平臺、流媒體服務(wù)器、人臉分析服務(wù)器業(yè)務(wù)管理平臺、云存管理服務(wù)器、GIS地圖服務(wù)器、車輛違章及測速管理平臺、車輛門禁管理系統(tǒng)等。具體業(yè)務(wù)平臺如表1所示。但是在安防系統(tǒng)建設(shè)中，難免會有一些功能軟件是根據(jù)校園安全管理定制的，或者新增一些業(yè)務(wù)軟件如校園預(yù)約訪客系統(tǒng)、無人機巡檢系統(tǒng)、人員巡檢及定位系統(tǒng)等。這就體現(xiàn)了超融合構(gòu)架完美的可拓展性。

4.3.2?統(tǒng)一門戶，便捷管理

基于超融合構(gòu)架的智慧安防系統(tǒng)，能夠?qū)Σ煌瑥S家，不同類別設(shè)備實現(xiàn)資源的集中化、可視化管理，具備便捷的運維界面，使得使用和維護(hù)人員能夠快速地進(jìn)行業(yè)務(wù)平臺的部署，從虛機劃分、資源分配、業(yè)務(wù)平臺安裝等方面實現(xiàn)快速化、簡單化;同時還能提供資源實時監(jiān)控、配置、日志、告警等服務(wù)，從而極大提升運維管理效率，助力高校智慧安防系統(tǒng)的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

結(jié)語

智慧安防建設(shè)是學(xué)校安保工作建設(shè)中的重中之重，如何更好地實現(xiàn)收集信息資源、存儲信息資源、處理信息資源等，是我們需要改進(jìn)的短板。而超融合技術(shù)的出現(xiàn)，讓我們耳目一新，有了新的解決辦法，而在未來的超融合構(gòu)架技術(shù)發(fā)展中，我們可以根據(jù)高校的實際情況，不斷研究探索和調(diào)整這一技術(shù)對高校智慧安防的作用。提升高校智慧安防建設(shè)水平，為師生提供更加平安美好的校園生活。

參考文獻(xiàn)：

[1]王俊修.超融合架構(gòu)在公安物聯(lián)網(wǎng)存儲系統(tǒng)中的應(yīng)用研究及展望[J].中國安防，2018.

[2]劉磊.超融合架構(gòu)在校園校信息化建設(shè)中的作用[J].信息通信，2018（4）：186187.

[3]韓銀俊，楊洪章.超融合存儲關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2019，8.

[4]許嗣強.新安防時代下超融合云存儲的具體實現(xiàn)[J].中國安防，2019（06）：8187.

作者簡介：趙強（1983—?），男，江蘇鎮(zhèn)江人，碩士，講師，安全保衛(wèi)處，科長，研究方向：技防信息化。