存儲(chǔ)模塊化方案CVR+SAN

1、?？低暯Y(jié)合在安防行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢和存儲(chǔ)方面的專業(yè)研究，基于通用 的存儲(chǔ)產(chǎn)品和技術(shù)的基礎(chǔ)上推出了更貼近安防應(yīng)用的基于流媒體傳輸協(xié)議的存 儲(chǔ)技術(shù)和產(chǎn)品。1.1流媒體直寫技術(shù)概述流媒體是指以流的方式在網(wǎng)絡(luò)中傳輸音頻、視頻和多媒體文件的形式，常見 的流媒體協(xié)議有 RTSP/SIP( GB/T28181) /ONVIF/PSIA 等標(biāo)準(zhǔn)流媒體協(xié)議或私 有SDK流媒體協(xié)議。?？低曉跇I(yè)內(nèi)率先提出的中心流媒體直寫， 是基于TCP/IP或UDP網(wǎng)絡(luò)傳 輸協(xié)議，前端IPC/DVR/DVS/NVR等編碼設(shè)備以流媒體協(xié)議，通過網(wǎng)絡(luò)直接寫 入存儲(chǔ)設(shè)備的技術(shù)。存儲(chǔ)設(shè)備集成前端設(shè)備管理，視頻存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)流轉(zhuǎn)發(fā)、預(yù)覽,

2、歷史視頻查詢、檢索、回放、下載等功能，可獨(dú)立構(gòu)建小規(guī)模視頻管理平臺，亦 可結(jié)合視頻管理服務(wù)平臺(?？礽VMS或第三方管理平臺)組建大中型視頻綜合 管理系統(tǒng)。?？低曋С至髅襟w直寫的存儲(chǔ)產(chǎn)品統(tǒng)稱為 CVR (Center Video Record)存儲(chǔ)汁劃配置I存儲(chǔ)數(shù)據(jù)流:*回放數(shù)據(jù)流:配盤客八端1.1.1視頻存儲(chǔ)流程視頻流直寫存儲(chǔ)系統(tǒng)可通過直連前端編碼設(shè)備或流媒體(VTDU )方式實(shí)現(xiàn) HIKVISION存儲(chǔ)系統(tǒng)模塊化方案（CVR+SAN ）前端設(shè)備視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。視頻流直寫存儲(chǔ)分析各通道的碼流的信息，建立索引信息，同時(shí)將碼流數(shù)據(jù)及索引信息寫入存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)。1.1.2實(shí)時(shí)流轉(zhuǎn)發(fā)流程視頻流直寫存儲(chǔ)

3、系統(tǒng)內(nèi)部嵌入了一個(gè)流媒體服務(wù)器（VTDU，從前端設(shè)備獲 取碼流數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控客戶端。1.1.3實(shí)時(shí)流預(yù)覽流程遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控客戶端可通過VTDU專發(fā)，直連前端設(shè)備，登錄CVR存儲(chǔ)系統(tǒng) 三種方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻預(yù)覽。1.2流媒體直寫技術(shù)優(yōu)勢1.2.1低成本省去視頻存儲(chǔ)服務(wù)器（PCNVR ）、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器（只支持?？盗髅?體）；支持低價(jià)的監(jiān)控級硬盤作單盤模式或組建 RAID ；支持視頻抽幀存儲(chǔ)，可節(jié)省存儲(chǔ)空間1.2.2高性能支持高達(dá)350路2M碼流并發(fā)寫入視頻流無需打包成文件，可即時(shí)回放查看、快速定位，檢索效率高采用專用數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)，無文件系統(tǒng)，規(guī)避長期循環(huán)覆蓋寫產(chǎn)生的文件 碎片而引起的系統(tǒng)

4、性能下降的問題對外提供大容量錄像卷1.2.3高穩(wěn)定規(guī)避斷網(wǎng)斷電情況下，出現(xiàn)文件不可讀或丟失的問題由于省去了存儲(chǔ)服務(wù)器，簡化了系統(tǒng)架構(gòu)，降低了系統(tǒng)單點(diǎn)故障124高可靠設(shè)備級保護(hù)，支持N+1備機(jī)冗余，當(dāng)在線設(shè)備故障時(shí)，備機(jī)自動(dòng)接管其 業(yè)務(wù)斷網(wǎng)補(bǔ)錄（ANR），當(dāng)前端設(shè)備與CVR設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，錄像可自動(dòng)保存在前端，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后再回傳到 CVR設(shè)備數(shù)據(jù)備份，可支持前端設(shè)備錄像備份，錄像數(shù)據(jù)本地備份和異地備份錄像丟失檢測報(bào)警，支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的丟幀報(bào)警（取流失敗持續(xù)15秒報(bào)警） 和歷史數(shù)據(jù)丟失報(bào)警（每小時(shí)定時(shí)檢測）1.2.5架構(gòu)開放前端 IPC/DVR/DVS/NVR 等編碼設(shè)備以 RTSP/SIRG

5、B/T28181 ）/ONVIF/PSIA 等標(biāo)準(zhǔn)流媒體協(xié)議或SDK私有流媒體協(xié)議，直接通過網(wǎng)絡(luò)寫入存儲(chǔ)設(shè)備1.3關(guān)鍵技術(shù)和重點(diǎn)功能1.3.1流數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)視頻流直寫存儲(chǔ)采用流數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行底層數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)基于裸空間的預(yù)分 配策略，規(guī)避文件系統(tǒng)損壞引起的文件不可讀或丟失的問題， 同時(shí)避免因文件碎 片累積造成的覆蓋寫入性能衰減，保證性能穩(wěn)定?！昂狭鳌奔夹g(shù)：無論多少個(gè)視頻流進(jìn)入存儲(chǔ)后結(jié)合?？?Smart Sequenee in Cache技術(shù)完全匯聚成一個(gè)寫入磁盤的順序數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)并發(fā)隨機(jī)轉(zhuǎn)化 為順序錄像，優(yōu)化錄像性能。為了實(shí)現(xiàn)合流技術(shù)，CVR內(nèi)部維護(hù)了一個(gè) 全局虛擬化的映射表完成隨機(jī)到順序的數(shù)據(jù)

6、映射。“流存”技術(shù)裸空間直接存儲(chǔ)視頻流，循環(huán)寫入時(shí)視頻流不斷從頭到尾 覆蓋整個(gè)存儲(chǔ)空間，消除文件系統(tǒng)損壞問題帶來的隱患，同時(shí)完全消除 循環(huán)覆蓋帶來的文件碎片問題，徹底解決因文件碎片導(dǎo)致的寫入性能下 降問題。132豐富的部署方式和錄像方式支持從IPC/DVS/DVR/NVF直接取流錄像；支持從流媒體服務(wù)器取流錄像和在存儲(chǔ)中進(jìn)行流媒體轉(zhuǎn)發(fā)；支持主子碼流錄像，并可自動(dòng)或手動(dòng)切換報(bào)警錄像、定時(shí)錄像、手動(dòng)錄像、移動(dòng)偵測錄像、信號量報(bào)警錄像、視頻丟失報(bào)警錄像等多種錄像方式133抽幀存儲(chǔ)針對安防應(yīng)用的特性，對過去一定時(shí)間的數(shù)據(jù)可進(jìn)行抽幀存儲(chǔ)，減少存儲(chǔ)容量需求，抽幀后的錄像數(shù)據(jù)仍然可以播放， 錄像質(zhì)量不會(huì)降低

7、。支持按1/2、1/4、 1/8的剩余容量比例和抽I幀的不同策略抽幀方式1.3.4 N+1 模式系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間較長時(shí)，難免不出現(xiàn)設(shè)備級故障。N+1備機(jī)冗余功能保證工作 機(jī)故障時(shí)，錄像業(yè)務(wù)不中斷，數(shù)據(jù)不丟失，提供設(shè)備級保護(hù)，提升系統(tǒng)可靠性。 其工作原理如下：指定一臺存儲(chǔ)設(shè)備作為監(jiān)控主機(jī)，對網(wǎng)域內(nèi)其他存儲(chǔ)設(shè)備（工 作主機(jī)）啟動(dòng)監(jiān)控功能，當(dāng)發(fā)現(xiàn)被監(jiān)控的工作主機(jī)出現(xiàn)異常成為故障主機(jī)時(shí)，此臺監(jiān)控主機(jī)主動(dòng)接管故障主機(jī)的工作， 可以實(shí)現(xiàn)取流，存儲(chǔ)，下載，回放等功能， 同時(shí)繼續(xù)監(jiān)控故障主機(jī)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障主機(jī)恢復(fù)正常成為工作主機(jī)時(shí)， 則停止所有 的接管工作，并將接管期間的錄像數(shù)據(jù)回遷到工作主機(jī)中。CVR工作機(jī)I：你

8、備機(jī)阿絡(luò)域135數(shù)據(jù)完整性1.3.5.1智能補(bǔ)錄前端與數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)，前端設(shè)備啟動(dòng)錄像并保存在本地存儲(chǔ)設(shè)備上（SD卡，硬盤等）；網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后，錄像自動(dòng)回傳到中心 CVF存儲(chǔ)，保證數(shù)據(jù)的完 整性。同時(shí)，CVR設(shè)備支持回傳策略設(shè)定，可選擇在業(yè)務(wù)空閑時(shí)（例如下班時(shí)間） 進(jìn)行回傳，解決業(yè)務(wù)繁忙時(shí)錄像數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的帶寬競爭問題。網(wǎng)絡(luò)攝愜機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)HR存儲(chǔ)1.3.5.2錄像丟失檢測報(bào)警針對惡劣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中斷導(dǎo)致視頻數(shù)據(jù)丟幀或整段錄像丟失 的問題，為提升系統(tǒng)的可靠性和安全性，方便客戶即時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不完整性， 海 康威視提出錄像丟失檢測及報(bào)警技術(shù)，該技術(shù)支持實(shí)時(shí)流檢測機(jī)制和歷史數(shù)據(jù)定 時(shí)檢

9、測兩種機(jī)制。實(shí)時(shí)流即時(shí)檢測，當(dāng)錄像取流失敗持續(xù)15秒以上則觸發(fā)報(bào)警機(jī)制；歷史數(shù)據(jù)固定每小時(shí)檢測一次，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在策略調(diào)度時(shí)間段內(nèi)或者手動(dòng)錄像 時(shí)間段內(nèi)存在錄像丟失，則報(bào)警，同時(shí)恢復(fù)策略錄像。1.3.6數(shù)據(jù)可靠性1.3.6.1數(shù)據(jù)備份多種數(shù)據(jù)備份模式：與前端共同實(shí)現(xiàn)雙重備份、存儲(chǔ)本地備份以及存儲(chǔ) 間的異地備份。雙重備份：帶存儲(chǔ)功能的前端設(shè)備實(shí)現(xiàn)本地錄像存儲(chǔ)，可同時(shí)吐流存入 存儲(chǔ)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)前端和存儲(chǔ)雙重備份；存儲(chǔ)本地備份：存儲(chǔ)設(shè)備從前端設(shè)備取流后，將流數(shù)據(jù)寫到錄像卷的同 時(shí)，自動(dòng)將流數(shù)據(jù)備份到存檔卷，不占用外部數(shù)據(jù)帶寬，也無需平臺干 預(yù)。由于存檔卷不會(huì)被循環(huán)覆蓋，這增加了重要通道數(shù)據(jù)的安全性。存儲(chǔ)

10、間異地備份：是指將存儲(chǔ)A機(jī)器上的錄像數(shù)據(jù)備份到B機(jī)器的存檔 卷中，防止A機(jī)器因?yàn)楫惓；蜾浵窬硌h(huán)覆蓋而造成重要錄像數(shù)據(jù)的丟 失，可實(shí)現(xiàn)跨局域網(wǎng)備份，無需平臺干預(yù)。CVR冇儲(chǔ)CVR & 儲(chǔ)網(wǎng)皓交換機(jī)網(wǎng)鳥踐1.362錄像鎖定針對關(guān)鍵視頻，需要超過錄像周期時(shí)也不被循環(huán)覆蓋。?？低旵VR存儲(chǔ)設(shè)備可自動(dòng)或按照策略對視頻進(jìn)行鎖定。鎖定方式：根據(jù)鎖定策略，錄像的同時(shí)實(shí)現(xiàn)加鎖；手動(dòng)執(zhí)行鎖定錄像段。鎖定周期過后，自動(dòng)解鎖，同時(shí)支持隨時(shí)手動(dòng) 解鎖。1.4解決方案?？低暩鶕?jù)安防行業(yè)的發(fā)展趨勢和當(dāng)前面臨的問題與挑戰(zhàn)，深入研究行業(yè)和客戶的真實(shí)需求，針對不同的應(yīng)用環(huán)境推出了不同的組網(wǎng)方案。1.4.1 SAN

11、組網(wǎng)1.4.1.1 組網(wǎng)架構(gòu)該組網(wǎng)模式下，?？低暣鎯?chǔ)系統(tǒng)通過標(biāo)準(zhǔn)的iSCSI協(xié)議（FCP協(xié)議）或NAS 功能對外提供存儲(chǔ)服務(wù)。存儲(chǔ)空間直接掛載在存儲(chǔ)服務(wù)器或應(yīng)用服務(wù)器上，上層 應(yīng)用和原來一樣直接訪問存儲(chǔ)服務(wù)器或者應(yīng)用服務(wù)器。該模式適用于視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。1.4.1.2基本組成單元存儲(chǔ)系統(tǒng)、存儲(chǔ)（應(yīng)用）服務(wù)器、千兆交換機(jī)（或光纖交換機(jī)）141.3主要特點(diǎn)集中存儲(chǔ)，統(tǒng)一管理：采用中心集中存儲(chǔ)模式，前端視頻資源集中存儲(chǔ)， 系統(tǒng)資源統(tǒng)一管理；同時(shí)提供SAN和 NAS SAN提供高性能塊級數(shù)據(jù)訪問，NAS兼容多種文件 存儲(chǔ)協(xié)議，滿足異構(gòu)環(huán)境下文件共享需求；兼容性好：存儲(chǔ)設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的

12、存儲(chǔ)協(xié)議與第三方服務(wù)器、平臺實(shí)現(xiàn)連接；擴(kuò)展便利：可實(shí)現(xiàn)LUN卷、RAID空間和整機(jī)設(shè)備的在線擴(kuò)容，擴(kuò)容過程 不影響原系統(tǒng)應(yīng)用；帶寬預(yù)留功能：實(shí)現(xiàn)任一個(gè)客戶端到存儲(chǔ)的帶寬預(yù)留，優(yōu)化帶寬競爭時(shí) 的系統(tǒng)性能；多設(shè)備統(tǒng)一管理：提供集中管理監(jiān)控軟件，可以統(tǒng)一管理和監(jiān)測多臺設(shè) 備。1.4.2流媒體直寫組網(wǎng)1.421 組網(wǎng)架構(gòu)?？低旵VR存儲(chǔ)系統(tǒng)作為視頻錄像和回放的中心節(jié)點(diǎn)，前端編碼器以視頻 流的方式直接寫入CVR存儲(chǔ)系統(tǒng)，錄像回放由CVR存儲(chǔ)系統(tǒng)直接回放至客戶端和 解碼器，錄像和回放不通過中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。同時(shí)CVR存儲(chǔ)系統(tǒng)可內(nèi)嵌流媒體，集成轉(zhuǎn) 發(fā)功能。1.4.2.2基本組成單元CVF存儲(chǔ)系統(tǒng)、視頻前端、管理服

13、務(wù)器、千兆交換機(jī)。分監(jiān)控V理中0- 以衣岡51僚翩疏-*勵(lì)£彌涼回曲瘢時(shí)I匚時(shí)惟疏網(wǎng)第一些-網(wǎng)細(xì)球 wi半球1.423主要特點(diǎn)流媒體直寫：前端、平臺采用流媒體協(xié)議與存儲(chǔ)直接交互，提高系統(tǒng)性 能，精簡存儲(chǔ)服務(wù)器，消除服務(wù)器單點(diǎn)故障和性能瓶頸；集成視頻轉(zhuǎn)發(fā)功能：視頻流可通過存儲(chǔ)系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)，進(jìn)一步精簡流媒體服 務(wù)器；流媒體存儲(chǔ)技術(shù)：底層采用流媒體管理結(jié)構(gòu)，可保證斷電斷網(wǎng)等情況下 系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并基本完全消除覆蓋讀寫情況下的文件碎片；秒級檢索、快速回放、批量下載；數(shù)據(jù)歸檔：提供錄像鎖定、錄像數(shù)據(jù)本地備份和異地備份等多種數(shù)據(jù)歸 檔功能；N+1備機(jī)冗余：工作機(jī)故障時(shí)，備機(jī)即時(shí)接管錄像服務(wù)；故障機(jī)恢

14、復(fù)后, 服務(wù)和數(shù)據(jù)自動(dòng)回遷；智能補(bǔ)錄：斷網(wǎng)期間，前端在內(nèi)置存儲(chǔ)介質(zhì)上錄像，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后，錄像 上傳存儲(chǔ)設(shè)備；雙碼流錄像：支持主子碼流錄像，并可通過策略靈活切換。1.5存儲(chǔ)容量計(jì)算單個(gè)通道24小時(shí)存儲(chǔ)1天的計(jì)算公式刀(GB)=碼流大小(Mbps) -8X 3600 秒X 24小時(shí)X 1天十1024。1.5.1標(biāo)清D1格式按1.5Mbps碼流計(jì)算，存放1天的數(shù)據(jù)總?cè)萘?.5Mbps十8X 3600秒X 24 小時(shí) X( 1 天)十 1024= 15.8GB。30天需要的容量刀(GB) = 15.8GBX 30天=474GB以20個(gè)標(biāo)清通道為例：20 個(gè)通道的容量刀(TB) = 474X 20- 1000= 9.48TB1.5.2高清130萬格式按4Mbps碼流計(jì)算，存放1天的數(shù)據(jù)總?cè)萘?4Mbps十8X 3600秒X 24小時(shí)X( 1 天)十 1024= 42.2GB。30天需要的容量刀(GB) = 42.2GBX 30天=1266GB以20個(gè)高清130萬通