海康威视视频云存储解决方案.doc

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海康威视视频云存储解决方案

海康威视视频云存储解决方案

正文目录

第一章概述 6

1.1系统简介 6

1.2设计原则 6

1.3设计目标 7

1.4术语及缩略语解释 8

1.4.1术语解释 8

1.4.2英文/缩略语解释 9

第二章总体设计 13

2.1需求说明 13

2.1.1功能性需求说明 13

2.1.2非功能性需求说明 14

2.2技术路线 15

2.3逻辑架构 16

2.4系统特点 18

2.4.1高效灵活的空间管理 18

2.4.2海量数据的快速检索 19

2.4.3持续可靠的数据服务 20

2.4.4高可扩展的应用支撑 21

2.4.5开放透明的兼容系统 22

2.5应用场景 22

第三章视频类云存储设计 24

3.1系统软硬件设计 24

3.1.1软件设计 24

3.1.2硬件设计 32

3.2系统物理拓扑 33

3.3系统功能设计 35

3.3.1视频存储功能 35

3.3.2录像管理功能 36

3.3.3系统管理功能 36

3.3.4运维管理功能 37

3.4系统业务流程 37

3.4.1视频存储流程 37

3.4.2视频检索流程 38

3.4.3视频读取流程 39

3.5系统项目设计 40

3.5.1项目信息收集 40

3.5.2云存储设计流程 41

3.5.3云存储管理服务器设计 42

3.5.4存储容量计算 44

3.6系统软硬件总参考清单 46

第四章图片类云存储设计 51

4.1系统软硬件设计 51

4.1.1软件设计 51

4.1.2硬件设计 56

4.2系统物理拓扑 57

4.3系统功能设计 59

4.3.1图片存储功能 59

4.3.2系统管理功能 60

4.3.3运维管理功能 60

4.4系统业务流程 61

4.4.1图片存储流程 61

4.4.2图片检索流程 63

4.4.3图片下载流程 63

4.5系统项目设计 64

4.5.1项目信息收集 64

4.5.2云存储设计流程 65

4.5.3云存储管理服务器设计 66

4.5.4存储容量计算 68

4.6系统软硬件总参考清单 69

第五章视频、图片混合云存储设计 74

5.1系统软硬件设计 74

5.1.1软件设计 74

5.1.2硬件设计 82

5.2系统物理拓扑 82

5.3系统功能设计 84

5.3.1视频存储功能 84

5.3.2录像管理功能 84

5.3.3图像存储功能 84

5.3.4系统管理功能 85

5.3.5运维管理功能 85

5.4系统业务流程 85

5.4.1视频业务流程 85

5.4.2图片业务流程 85

5.5系统项目设计 85

5.5.1项目信息收集 85

5.5.2云存储设计流程 86

5.5.3云存储管理服务器设计 87

5.5.4云存储存储设备设计 89

5.6系统软硬件总参考清单 91

第六章存储技术对比分析 97

6.1.1存储技术现状 97

6.1.2存储技术对比分析 103

第七章附件 107

7.1《视频云存储容量计算工具》 107

7.2主要硬件产品介绍 107

7.2.1存储管理服务器 107

7.2.2存储主机 108

表格目录

表1视频监控云存储与传统集中存储对比表 94

表2视频监控云存储与文件云存储对比表 96

图片目录

图1.云存储逻辑架构图 16

图2.CVM软件架构 25

图3.CVS软件架构 27

图4.CVA软件架构 29

图5.ASS软件架构 31

图6.视频云存储物理结构图 34

图7.视频云存储系统功能图 35

图8.视频存储流程 38

图9.视频检索流程 39

图10.视频读取流程 40

图11.管理节点双机部署方式 43

图12.管理节点集群部署方式 44

图13.CVM软件架构 52

图14.CVS软件架构 54

图15.ASS软件架构 55

图16.图片类云存储系统物理结构 58

图17.视频云存储系统功能 59

图18.图片直存流程 62

图19.图片非直存流程 63

图20.图片下载流程 64

图21.管理节点双机部署方式 67

图22.管理节点集群部署方式 68

图23.CVM软件架构 75

图24.CVS软件架构 77

图25.CVA软件架构 79

图26.ASS软件架构 81

图27.视频图片混合云存储物理结构图 83

图28.视频云存储系统功能图 84

图29.管理节点双机部署方式 88

图30.管理节点集群部署方式 89

图31.CVR直连存储图 99

图32.视频云存储拓扑图 102

第一章概述

1.1系统简介

随着视频监控系统规模越来越大，以及高清视频的大规模应用，视频监控系统中需要存储的数据和应用的复杂程度在不断提高，且视频数据需要长时间持续地保存到存储系统中，并要求随时可以调用，对存储系统的可靠性和性能等方面都提出了新的要求。

在未来的复杂系统中，数据将呈现爆炸性的海量增长，提供对海量数据的快速存储及检索技术，显得尤为重要，存储系统正在成为视频监控技术未来发展的决定性因素。

面对百PB级的海量存储需求，传统的SAN或NAS在容量和性能的扩展上会存在瓶颈。

而云存储可以突破这些性能瓶颈，而且可以实现性能与容量的线性扩展，这对于追求高性能、高可用性的企业用户来说是一个新选择。

云存储是在云计算（cloudcomputing）概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，应用存储虚拟化技术将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。

所以云存储可以认为是配置了大容量存储设备的一个云计算系统。

依据云存储的技术及功能特点，海康威视公司专门针对大容量视频数据的存储和管理以及满足视频监控领域特殊的应用需求，量身设计了一套海康威视视频云存储系统（以下文章中称为海康威视视频云存储）。

1.2设计原则

视频云存储系统的设计和实施主要遵循“技术先进性、应用高效性、开放兼容性”等方面的原则。

1）采用前瞻性的存储技术架构

采用以云存储为核心的IT技术与安防监控行业特点进行结合，进而针对性开发出具有行业属性的先进视频、图片专有云存储系统。

将云存储核心技术如集群化部署、资源虚拟化整合、分布式流数据存储等技术应用到本套云存储系统中。

同时充分考虑安防监控行业的发展需要，该套云存储系统需要能够支撑未来大数据处理、智能分析处理等云计算技术的需要，实现云存储系统在安防监控领域的先进性和前瞻性。

2）专注与应用结合的设计方式

本套云存储系统是针对安防监控行业内视频数据、图片数据存储而设计的，对视频数据的具体业务应用进行详细的应用分析后，从系统底层的流数据结构的设计一直到上层的应用调度策略设计都必须站在应用的角度考虑存储。

云存储系统需要明确自己作为应用的支撑这一深层次的角色定位，而不能再停留在传统存储和通用的文件云存储仅仅是数据存储的这一较低的层次认识。

因此专注于视频和图片的应用是本套视频云存储系统的重要设计原则。

3）提供开放和兼容的系统环境

云存储系统的开放性和兼容性是需要考虑的重要原则，本套云存储系统要成为业内领先的专业存储系统，就必须要考虑到与标准应用平台的无缝对接和第三方标准存储设备的兼容性问题。

本套云存储系统需要对应用平台提供统一的接口，可在不同的行业中与其应用平台进行良好的互动，对用户的应用提供优秀的数据保障。

同时对于第三方标准存储设备，云存储系统应该做到良好的兼容性，以保护用户的前期投入提供一个开放、公平的系统环境。

1.3设计目标

海康威视视频云存储系统设计的核心目标其一是视频和图片数据在存储方面能够很好的满足用户需求；其二是为用户应用数据提供高效、稳定、快速的服务；其三是系统可以实现便捷、可靠的统一管理及运维。

1）数据存储

海康威视视频云存储系统实现百PB级的海量存储，突破传统的SAN或NAS在容量和性能的扩展上存在的瓶颈，实现性能与容量的线性扩展，满足用户对高性能、高可用性的需求。

视频云存储系统通过集群智能化部署设计，不同于传统视频存储的部署模式，系统性能全面提升，而且不再存在单机故障及性能瓶颈应用，从而实现高效实用的存储系统。

2）应用服务

海康威视视频云存储系统是一套贴合用户需求而设计视频云存储系统，其先天的基因中就融入了面向应用的特质，在不断发展的趋势下这种面向应用的特质会不断地为用户提供高效、灵活、可靠的专业级存储服务。

3）统一管理及运维

视频云存储系统具有高效灵活的空间管理能力，通过全系统分层集群的设计将系统的管理资源进行整合，并根据负载均衡算法提供全高效并发处理机制，提高了系统的整体性能。

视频云存储系统内的设备和资源的运行情况进行统一监控，以标准的SNMP协议与运维服务器进行数据交互，能够非常便捷的实现系统整体运维。

1.4术语及缩略语解释

1.4.1术语解释

云存储：

是与云计算同时兴起的一个概念。

云存储一般包含两个含义：

1）云存储是云计算的存储部分，即虚拟化的、易于扩展的存储资源池。

用户通过云计算使用存储资源池，但不是所有的云计算的存储部分都是可以分离的。

2）云存储意味着存储可以作为一种服务，通过网络提供给用户，用户可以通过若干种方式来使用存储。

云计算：

（CloudComputing）是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。

双机热备（双机容错）：

就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。

当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。

集群（cluster）技术：

是一种较新的技术,通过集群技术，可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益，其任务调度则是集群系统中的核心技术。

虚拟化：

是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，是一种多设备虚拟整合、虚拟应用的技术；是一种简化了管理，优化资源的解决方案。

负载均衡：

一种分布式计算机处理技术，用来平衡电脑各部件或大型电脑、服务器各主机的资源使用率。

I帧：

表示关键帧，可以理解为这一帧画面的完整保留；解码时只需要本帧数据就可以完成。

H.264：

是MPEG-4标准所定义的最新，同时也是技术含量最高、代表最新技术水平的视频编码格式之一，H.264最具价值的部分无疑是更高的数据压缩比。

720P：

是美国电影电视工程师协会（SMPTE）制定的高等级高清数字电视的格式标准，有效显示格式为1280×720，P是Progressive,逐行的意思。

1080P：

是美国电影电视工程师协会（SMPTE）制定的高等级高清数字电视的格式标准，有效显示格式为1920×1080，P是Progressive,逐行的意思。

1.4.2英文/缩略语解释

A

AFP：

Apple公司开发的文件协议

API（ApplicationProgrammingInterface），称为应用编程接口，就是软件系统不同组成部分衔接的约定。

软件的规模