網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展是隨著經(jīng)濟社會的商業(yè)化快速發(fā)展而發(fā)展的,現(xiàn)代商業(yè)經(jīng)濟模式的變化使得計算機技術(shù)走出校園得以實用化,大量商業(yè)數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和流動催生了計算技術(shù)和存儲技術(shù)模式的變化。從集中的大型計算和一體化存儲發(fā)展到分布式計算和分布式網(wǎng)絡(luò)存儲,如今又隨著網(wǎng)絡(luò)通信的高速發(fā)展誕生了云計算、云存儲。其實最核心的還是其中的存儲與流動的數(shù)據(jù)。
視頻監(jiān)控的錄像就是數(shù)據(jù),因此談到網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)、產(chǎn)品或架構(gòu)其實基本點在于我們需要保存何種數(shù)據(jù),如何利用這些數(shù)據(jù)。所以在設(shè)計視頻存儲產(chǎn)品或者設(shè)計視頻監(jiān)控的存儲架構(gòu)時要充分考慮到這一點才能為用戶提供最佳的產(chǎn)品和架構(gòu)。
網(wǎng)絡(luò)存儲的技術(shù)發(fā)展
網(wǎng)絡(luò)存儲是適應分布式計算而產(chǎn)生的。在商業(yè)高度發(fā)達的時代,商業(yè)機構(gòu)營業(yè)范圍越來越大,分支機構(gòu)越來越多,業(yè)務(wù)也越來越分散。在每個分支機構(gòu)都會有大量的應用進行計算,計算產(chǎn)生的數(shù)據(jù)迅速增加,導致服務(wù)器內(nèi)部存儲不足。并且數(shù)據(jù)保存在不同服務(wù)器上形成了信息孤島。不利于部門之間信息共享,同時信息基礎(chǔ)架構(gòu)的成本也大大增加。網(wǎng)絡(luò)存儲的出現(xiàn)就解決了這些問題,服務(wù)器計算產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過存儲網(wǎng)絡(luò)保存在網(wǎng)絡(luò)存儲器里,不但節(jié)約了信息基礎(chǔ)架構(gòu)的成本,還使數(shù)據(jù)在不同部門之間得到共享。而通過對網(wǎng)絡(luò)存儲上的數(shù)據(jù)進行集中的備份和歸檔使得總部能夠掌握全面的銷售數(shù)據(jù)、能快速調(diào)整企業(yè)戰(zhàn)略及實現(xiàn)成本控制。
網(wǎng)絡(luò)存儲有FC SAN、IP SAN、NAS等幾種類型,就存儲設(shè)備本身而言這三者沒什么不同,區(qū)別在于不同的存儲網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和前端接口的物理形式。
1、FC SAN應該是最早的網(wǎng)絡(luò)存儲形式,采用光纖存儲網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)器和存儲器,有專門的光纖存儲交換機,采用可靠的光纖存儲傳輸協(xié)議。存儲器前端接口是光纖接口,這是非??煽康木W(wǎng)絡(luò)存儲形式。通過RAID分組、劃分LUN為主機提供外部存儲擴展,數(shù)據(jù)以塊的形式存在于存儲器上,優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸?shù)男矢?,可以達到80%以上網(wǎng)絡(luò)利用率;高可靠傳輸方式,發(fā)送端得到接收端確認后再傳后續(xù)數(shù)據(jù)。其缺點在于需要構(gòu)建專門的光纖存儲網(wǎng)絡(luò),在信息技術(shù)普及的初期,由于光纖技術(shù)成本高昂,所以在很多用戶的印象里這是一個高成本的存儲解決方案。但是隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展,光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的成本大大下降,如今已經(jīng)可以跟IP網(wǎng)絡(luò)的成本持平了。
2、IP SAN跟FC SAN一樣都是塊存儲,存儲原理相同,不同的是IP SAN為了延長FC SAN的傳輸距離而產(chǎn)生的,利用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸,前端接口是IP接口。由于裸光纖的傳輸距離有限,即便使用一些光傳輸設(shè)備去延長,也無法適合超過百公里的傳輸。因此IP SAN就是為解決遠距離網(wǎng)絡(luò)存儲專門設(shè)計的,而并不是為了降低存儲網(wǎng)絡(luò)成本。當然在信息技術(shù)普及初期,客觀上IP存儲網(wǎng)絡(luò)和光纖存儲網(wǎng)絡(luò)相比還是有比較大的成本優(yōu)勢。
3、NAS是文件共享存儲形式,主機產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以文件形式通過IP網(wǎng)絡(luò)保存在NAS存儲設(shè)備上。優(yōu)點是文件共享方便,缺點是效率較低,速度慢,并且由于早期文件系統(tǒng)的限制,存儲容量較小,無法橫向擴展,多數(shù)在16TB或32TB大小。
最新的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)是統(tǒng)一分層存儲,統(tǒng)一是指對于一臺存儲器來說同時提供支持FC、IP、NAS乃至最新的MPFS、FCoE等存儲傳輸協(xié)議的前端接口和控制,這樣一臺存儲設(shè)備就可以支持不同的主機應用;分層是指有效利用多種磁盤類型,例如:固態(tài)硬盤、光纖硬盤、SAS硬盤以及SATA硬盤,在同一LUN里存在不同類型的磁盤,存儲器自動掃描熱點數(shù)據(jù),把應用的熱點數(shù)據(jù)自動移動到較快的磁盤上,當該熱點數(shù)據(jù)不再被頻繁訪問的時候,自動將其移到較慢的磁盤上。整體上達到高效、降低成本的效果,也是云計算的基礎(chǔ)。
視頻監(jiān)控存儲的選擇
對于海量高清視頻存儲來講,相信這些視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)對用戶來講毋庸置疑是非常重要的,其重要性不僅僅在于事件發(fā)生后對真相的調(diào)查,而最重要在于利用最新的視頻分析手段進行大量自動化或人工的視頻數(shù)據(jù)分析,通過主動的調(diào)查分析,總結(jié)出不同事件中規(guī)律性的特點、特征幫助決策。這里提到的決策包括安防、商業(yè)運營、管理等多方面策略的決定與調(diào)整。
上面提到網(wǎng)絡(luò)存儲的不同類型和特點,在規(guī)劃視頻存儲架構(gòu)如何具體選用?結(jié)合作者具體參與的案例做一下說明,例如某“平安城市”項目,最初的設(shè)計是幾百臺存儲容量在100TB左右的小型IP SAN視頻專用存儲。
在這里簡要談?wù)処P SAN視頻專用存儲,這是利用通用的IP SAN存儲設(shè)備在其控制器內(nèi)嵌視頻錄像軟件,再通過視頻平臺軟件統(tǒng)一設(shè)置、管理。筆者認為這種設(shè)備不是信息存儲行業(yè)所說的IP SAN存儲,實際上這是安防產(chǎn)品供應商基于信息技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)的一種網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機,通常這種設(shè)備只支持供應商自己的平臺軟件,在接入其它平臺時會存在兼容性問題。并且由于信息產(chǎn)品更新速度非常快,常常導致安防產(chǎn)品供應商無法保證此類OEM產(chǎn)品的連續(xù)性,造成用戶無法升級與擴容。
當筆者與“平安城市”的最終用戶進行了多次技術(shù)交流后,根據(jù)用戶的海量視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲、應用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、管理模式、對視頻數(shù)據(jù)進行事后分析的需求,提出使用大容量集中式架構(gòu),標準的、開放式、高性能的FC SAN網(wǎng)絡(luò)存儲作為視頻監(jiān)控存儲的解決方案。
1、首先,構(gòu)建大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),IP傳輸網(wǎng)絡(luò)一定不能成為瓶頸,不可能說網(wǎng)絡(luò)條件不夠好,需要進行分散存儲然后再轉(zhuǎn)發(fā)其中重要的視頻進行中央存儲。其實,如果能夠從派出所轉(zhuǎn)發(fā),就能夠從攝像機直接傳輸?shù)绞芯种行摹T僬?,如果網(wǎng)絡(luò)有瓶頸那就必須先解決網(wǎng)絡(luò)的問題,再討論系統(tǒng)架構(gòu)。一般應認為網(wǎng)絡(luò)帶寬無限制是開始構(gòu)建整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
2、標準化、開放式能夠使用戶能夠避免基礎(chǔ)架構(gòu)的兼容性和差異性。標準化指使用標準的PC服務(wù)器運行視頻管理數(shù)據(jù)庫、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、錄像、GIS、交通卡口等等“平安城市”系統(tǒng)應用。同時利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)優(yōu)化計算環(huán)境,使應用進一步脫離硬件的限制或者解除應用對硬件的過分控制,達到優(yōu)化硬件資源,實現(xiàn)資源共享、提高系統(tǒng)效率、提高硬件可靠性無需專門的硬件冗余設(shè)計。開放性表現(xiàn)在應用和基礎(chǔ)架構(gòu)互相透明,應用不再依賴特定的硬件資源。
3、集中式運維管理模式,有效提高管理效率,降低系統(tǒng)管理難度。良好的數(shù)據(jù)中心環(huán)境能確保系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn),降低故障率,提高系統(tǒng)的可用性。
4、數(shù)據(jù)中心范圍內(nèi)的光纖存儲網(wǎng)絡(luò)成本較低,傳輸效率高。
5、FC SAN高性能存儲確保大量數(shù)據(jù)的同時讀寫,錄像是大量的順序?qū)憽J录恼{(diào)查和大量視頻錄像數(shù)據(jù)分析是隨機讀或順序讀。大量的數(shù)據(jù)同時讀寫是對存儲設(shè)備的巨大考驗,小型的IP SAN或IP SAN視頻專用存儲則不具備這種能力。
用戶非常接受這樣的結(jié)論,通過工程實施中的測試驗證,最終為用戶構(gòu)建了基于虛擬化服務(wù)器以及大容量FC SAN集中存儲的“平安城市”系統(tǒng)架構(gòu),未來還可以擴展到云監(jiān)控系統(tǒng)。
但是對于小型商業(yè)環(huán)境例如超市、便利店、幼兒園、小型工廠、倉庫等等,由于算不上是海量視頻監(jiān)控的環(huán)境,是可以考慮網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機包括所謂視頻專用IP SAN的存儲方式,性能較好的小型網(wǎng)絡(luò)視頻存儲還可以配合數(shù)據(jù)中心的大型存儲也可以構(gòu)建未來的云監(jiān)控系統(tǒng)。
結(jié)語
綜上所述,網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)是日新月異的,要客觀分析用戶實際需求,結(jié)合自身產(chǎn)品的特點來構(gòu)建完善的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)。安防行業(yè)的技術(shù)人員需要深入了解,持續(xù)學習,有效利用信息技術(shù)、方法論來提高行業(yè)的服務(wù)水準,發(fā)掘視頻數(shù)據(jù)的價值。視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的商業(yè)化、實用化是未來視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。