前言
作為一種有效的安全防范手段,視頻監(jiān)控的作用主要集中在三個(gè)方面:一是事前預(yù)警,能夠分析異常狀況并進(jìn)行報(bào)警;二是實(shí)時(shí)瀏覽,能夠?qū)崟r(shí)傳送監(jiān)控點(diǎn)圖像供用戶(hù)瀏覽;三是事件回溯,能夠?qū)ΡO(jiān)控圖像進(jìn)行存儲(chǔ)并提供存儲(chǔ)資源的按需調(diào)用。
其中,事件回溯在目前的視頻監(jiān)控應(yīng)用中最普遍也最為重要,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)情況下,用戶(hù)更多的是在事件發(fā)生后通過(guò)回放監(jiān)控圖像來(lái)追溯當(dāng)時(shí)的情景。所以,對(duì)監(jiān)控點(diǎn)圖像進(jìn)行有效存儲(chǔ)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
得益于近幾年網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控建設(shè)的持續(xù)升溫,面向視頻監(jiān)控的存儲(chǔ)市場(chǎng)也獲得了大幅度的增長(zhǎng)。易觀國(guó)際分析數(shù)據(jù)顯示,2006年用于視頻監(jiān)控的存儲(chǔ)系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)值達(dá)到4.7億元,而在2007年,隨著運(yùn)營(yíng)商、政府以及其他各行業(yè)對(duì)視頻監(jiān)控部署的加速,用于視頻監(jiān)控的存儲(chǔ)系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到6.8億元,年增長(zhǎng)率在45%左右。
存儲(chǔ)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展
存儲(chǔ)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的發(fā)展與視頻監(jiān)控本身的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。視頻監(jiān)控經(jīng)歷了模擬、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)三個(gè)階段,存儲(chǔ)在視頻監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用也經(jīng)歷了模擬、數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)這三個(gè)階段。
模擬視頻監(jiān)控起源于上世紀(jì)80年代,圖像的采集、傳輸和顯示都基于模擬設(shè)備,圖像的存儲(chǔ)也基于模擬設(shè)備,即磁帶錄像機(jī)(VCR)。由于使用的是錄像帶,一方面存儲(chǔ)容量受到很大限制,另一方面圖像檢索非常煩瑣,而且還無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)用,另外,在保存時(shí)間、系統(tǒng)維護(hù)等方面也都有著明顯的缺陷。
90年代末,基于數(shù)字信號(hào)處理(DSP)的數(shù)字化視頻監(jiān)控逐漸開(kāi)始普及,各類(lèi)編解碼技術(shù)在圖像處理方面獲得了廣泛應(yīng)用,經(jīng)過(guò)處理后的圖像也可以以數(shù)字碼流的方式進(jìn)行傳輸,圖像的存儲(chǔ)也開(kāi)始進(jìn)入數(shù)字化時(shí)期。最典型的應(yīng)用是數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)(DVR),采用在內(nèi)置硬盤(pán)的方式進(jìn)行圖像存儲(chǔ)。這種存儲(chǔ)方式在保存時(shí)間、圖像檢索、系統(tǒng)維護(hù)以及遠(yuǎn)程調(diào)用方面都有了根本性的變化。但是,由于這一階段的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)大多帶有明顯的本地化特征,規(guī)模也相對(duì)比較小,所以存儲(chǔ)也表現(xiàn)出明顯的前端化和單機(jī)化特征。
近年來(lái),隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,通過(guò)中心業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行集中管理和控制、以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和IP Camera為前端的網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始得到廣泛部署。由于架構(gòu)合理、擴(kuò)展靈活、層次清晰,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控能夠給用戶(hù)帶來(lái)全新的安防應(yīng)用體驗(yàn),從而迅速成為構(gòu)建新一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要形式。分布式的前端和平臺(tái)架構(gòu)、集中化的管理和控制以及靈活便捷的用戶(hù)訪問(wèn),使得網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部分也開(kāi)始走向網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)給視頻監(jiān)控帶來(lái)了全新的存儲(chǔ)架構(gòu),一方面,用戶(hù)在存儲(chǔ)的部署上更加靈活,訪問(wèn)也更簡(jiǎn)單,另一方面,構(gòu)建需要實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也更為便捷。
網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
從視頻監(jiān)控逐步走向網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)將在今后的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中扮演越來(lái)越重要的角色。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)從兩個(gè)方面對(duì)存儲(chǔ)提出了網(wǎng)絡(luò)化的要求:一是部署和訪問(wèn)上的網(wǎng)絡(luò)化,考慮到流量和存儲(chǔ)空間的合理分配,存儲(chǔ)設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)中的部署位置將趨于分布化和前端化,而從便于用戶(hù)統(tǒng)一訪問(wèn)的角度,系統(tǒng)中所有存儲(chǔ)空間對(duì)用戶(hù)都應(yīng)該是透明的,用戶(hù)僅需通過(guò)一個(gè)接口即可訪問(wèn)所有存儲(chǔ)資源;二是存儲(chǔ)設(shè)備本身的網(wǎng)絡(luò)化,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控非常適合大型監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,為了滿(mǎn)足大容量集中存儲(chǔ)的需求,存儲(chǔ)設(shè)備本身要采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)以保證空間擴(kuò)展的靈活性。
1、前端存儲(chǔ)
所謂前端存儲(chǔ),是在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備(如網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))中內(nèi)置存儲(chǔ)部件,由前端設(shè)備直接完成監(jiān)控圖像的本地錄制和保存。
前端存儲(chǔ)具有幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì):一是可以通過(guò)分布式的存儲(chǔ)部署,來(lái)減輕集中存儲(chǔ)帶來(lái)的容量壓力;二是可以有效緩解集中存儲(chǔ)帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)流量壓力;三是可以避免集中存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)的圖像丟失。
對(duì)于前端存儲(chǔ),由于單個(gè)前端編碼設(shè)備通常所帶監(jiān)控點(diǎn)路數(shù)不多,存儲(chǔ)時(shí)間也不長(zhǎng),所以對(duì)存儲(chǔ)容量要求不高,網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一般用CF卡或SD卡,視頻服務(wù)器一般用內(nèi)置硬盤(pán)。這與以往單機(jī)存儲(chǔ)相比,基本沒(méi)有區(qū)別。
而與以往單機(jī)存儲(chǔ)本質(zhì)上不同的是,為了保證用戶(hù)訪問(wèn)的靈活性和便捷性,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的所有前端存儲(chǔ)除了要能夠提供點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單機(jī)訪問(wèn)外,還要能夠通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的接口提供所有內(nèi)容的集中共享。為此,網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)中心業(yè)務(wù)平臺(tái)對(duì)所有前端存儲(chǔ)進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度,并實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間和存儲(chǔ)內(nèi)容的網(wǎng)絡(luò)化。這樣,用戶(hù)既可以直接登錄單個(gè)前端設(shè)備進(jìn)行錄像資料的點(diǎn)播回放,也可以統(tǒng)一登錄中心業(yè)務(wù)平臺(tái)進(jìn)行所有前端錄像資料的集中檢索和回放。
2、中心存儲(chǔ)
在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中,部署得更多的是中心存儲(chǔ)。前端設(shè)備采集監(jiān)控點(diǎn)圖像并編碼壓縮處理成數(shù)字監(jiān)控碼流,然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到中心業(yè)務(wù)平臺(tái),由中心業(yè)務(wù)平臺(tái)將碼流分發(fā)給網(wǎng)絡(luò)錄像單元進(jìn)行集中存儲(chǔ)。
在很多大型的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,也可采用多級(jí)分布的中心存儲(chǔ)方式,即分中心存儲(chǔ),這樣一方面可以降低一個(gè)中心點(diǎn)集中存儲(chǔ)帶來(lái)的存儲(chǔ)容量和網(wǎng)絡(luò)流量的壓力,一方面可以大幅度提升系統(tǒng)的可靠性。
使用中心/分中心存儲(chǔ),在以下幾個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì):一是對(duì)于用戶(hù)而言,檢索和調(diào)用錄像資源更為方便;二是存儲(chǔ)內(nèi)容的完整性更容易保證,不會(huì)因?yàn)槟硞(gè)前端設(shè)備失竊或損壞而導(dǎo)致重要內(nèi)容的丟失;三是可以合理的進(jìn)行資源調(diào)度,為前端設(shè)備按需分配存儲(chǔ)空間,從而節(jié)約資源;四是有利于制定多樣化的存儲(chǔ)策略,以滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化需求;五是維護(hù)方便,便于集中檢測(cè)和及時(shí)排查問(wèn)題。
對(duì)于監(jiān)控點(diǎn)路數(shù)比較少、存儲(chǔ)時(shí)間要求不長(zhǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合,中心/分中心存儲(chǔ)可以采用服務(wù)器插硬盤(pán)或外接磁盤(pán)柜這種比較簡(jiǎn)單的方式進(jìn)行部署,稱(chēng)為DAS(直接訪問(wèn)存儲(chǔ)),與單機(jī)類(lèi)似。而隨著網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)被廣泛認(rèn)可,現(xiàn)在開(kāi)始出現(xiàn)越來(lái)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(huì)面治安監(jiān)控系統(tǒng)、中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通正在全面推進(jìn)的“全球眼”和“寬視界”這兩大運(yùn)營(yíng)級(jí)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(chǔ)的需求。以往的單機(jī)存儲(chǔ)方式無(wú)法滿(mǎn)足這些系統(tǒng)在容量靈活擴(kuò)展方面的應(yīng)用需求,必須采用更為先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)技術(shù),其中典型的就是SAN、NAS以及iSCSI。
SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng))起源于上世紀(jì)九十年代中后期,與DAS不同,SAN基于光纖通道技術(shù),服務(wù)器和存儲(chǔ)陣列之間通過(guò)光纖通道交換機(jī)連接,形成專(zhuān)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。SAN采用了面向網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離,具有存儲(chǔ)空間易于擴(kuò)展、尋址靈活、可遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)、I/O性能高、存儲(chǔ)設(shè)備利用率高等特點(diǎn),是一種全新的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。
與SAN基于專(zhuān)門(mén)的光纖通道協(xié)議不同,NAS(網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)存儲(chǔ))基于IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和存儲(chǔ)陣列的互聯(lián),使用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信,以文件級(jí)的I/O方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。相比之下,NAS設(shè)備的安裝、調(diào)試、使用和管理更簡(jiǎn)單,部署成本也相對(duì)較低。
iSCSI是IETF一種新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,即透過(guò)IP網(wǎng)絡(luò),將SCSI區(qū)塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)封包的一種傳輸標(biāo)準(zhǔn),它和NAS一樣透過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸數(shù)據(jù),但在數(shù)據(jù)存取方式上,則采用與NAS不同的,而與SAN相同的Block Protocol協(xié)議。由此,iSCSI給用戶(hù)帶來(lái)的價(jià)值在于:第一,iSCSI使SCSI數(shù)據(jù)包在以太網(wǎng)中傳輸成為可能,使SAN擺脫了昂貴的光纖網(wǎng)絡(luò),通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)原先的功能,既降低了管理復(fù)雜度又降低了成本;第二,由于用戶(hù)應(yīng)用需求的復(fù)雜性,往往會(huì)同時(shí)部署SAN和NAS兩種存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),而iSCSI則可以將兩者融合起來(lái)。
iSCSI的這些特點(diǎn)非常契合現(xiàn)在的視頻監(jiān)控發(fā)展的現(xiàn)狀和方向,特別是在運(yùn)營(yíng)級(jí)視頻監(jiān)控領(lǐng)域,存儲(chǔ)的規(guī)模大、投入高,基于目前成熟的IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行中心/分中心存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)建,iSCSI技術(shù)無(wú)疑是一個(gè)很好的參考。
3、混合型存儲(chǔ)
對(duì)于視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜,對(duì)存儲(chǔ)安全性和可靠性要求又非常高的應(yīng)用場(chǎng)合,可以采用既有集中存儲(chǔ)也有前端存儲(chǔ)的部署方式,兼有二者的優(yōu)勢(shì),并規(guī)避可能存在的風(fēng)險(xiǎn),是一種比較好的選擇。但會(huì)帶來(lái)管理的復(fù)雜度和高昂的建設(shè)成本,需要根據(jù)具體情況而定。
科達(dá)視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)解決方案
科達(dá)2004年進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控領(lǐng)域,并于2006年和2007年上半年分別推出面向運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)和面向行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)的ViewShot網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),是領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)品及解決方案供應(yīng)商。
基于開(kāi)放、融合的體系架構(gòu),科達(dá)運(yùn)營(yíng)級(jí)和ViewShot兩大網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以為用戶(hù)提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)解決方案,以滿(mǎn)足用戶(hù)靈活、豐富、個(gè)性化的視頻監(jiān)控存儲(chǔ)需求。具體應(yīng)用包括分布式的前端存儲(chǔ)、中心存儲(chǔ)、分中心存儲(chǔ)、客戶(hù)端存儲(chǔ)等多種形式。下圖1是科達(dá)運(yùn)營(yíng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部署方案,下圖2是ViewShot網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部署方案。
圖1 科達(dá)運(yùn)營(yíng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部署方案
圖2 科達(dá)ViewShot網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)部署方案
總結(jié)和發(fā)展
視頻監(jiān)控的存儲(chǔ)系統(tǒng)隨著存儲(chǔ)技術(shù)本身的發(fā)展而有更多的選擇,在實(shí)際構(gòu)建時(shí)將需要綜合考慮建設(shè)成本、系統(tǒng)性能等因素。
視頻監(jiān)控技術(shù)的不斷更新?lián)Q代,對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)也提出了更高的要求。網(wǎng)絡(luò)化、智能化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)一個(gè)非常重要的方向,要求能提供基于網(wǎng)絡(luò)的智能化存儲(chǔ)、檢索和回放。因此構(gòu)建下一代視頻監(jiān)控系統(tǒng),其存儲(chǔ)部分將不再是單純的存儲(chǔ)單元,而應(yīng)該是一個(gè)聯(lián)系前端的智能處理和后端智能檢索的整合的系統(tǒng)。