视频监控解决方案存储部署.docx

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视频监控解决方案存储部署

视频监控解决方案存储部署

关键词：

存储、视频监控

摘   要：

H3C视频监控解决方案（存储部署）整合了自主知识产权的IP存储和视频监控二者的优势，根据用户的应用场景提供了多种视频数据存储模式，通过对于前端存储、中心存储以及分布式存储的支持，满足用户的多种存储需求以及不同的应用场景。

1 视频监控市场需求与部署技术

视频监控目前已是安防中非常重要的组成部分，已逐步为各行各业所重视并得到广泛应用。

经过几年国家“平安城市”工程的持续推进，目前08年9月为止示范城市已达180多个城市，作为系统核心的视频监控点预计已有200万个左右*；与此同时转型中的运营商已推出为行业客户提供各自可运营的视频监控系统如“全球眼”和“宽视界”，截至08年Q2电信共建设约10万个监控点，并计划2010年发展到50万个。

另外在银行、港口和电力等行业都在大量使用视频监控系统。

总而言之，视频监控已经在各行业得到广泛的应用，而且随着当前对安全保障力度不断增加，将在未来的市场上进一步得到规模且深入的发展。

众所周知，传统视频监控系统通常由摄像头、传输、矩阵和存储等部分组成，目前视频监控系统已由矩阵为核心的模拟监控逐步完成数字化转变，并将模拟和数字技术相结合，DVR技术逐步成为市场主流；随着视频监控应用不断深入，监控规模和图像共享需求日益突出，规模应用则意味着全方位的图像资源记录和多角度取证，图像共享则意味着让更多的专家能够看到和分析图像；视频监控的规模管理和资源共享必须利用成熟且共享的传输平台来实现，这个传输平台就是标准的IP网络，IP网络监控成功地应用在多个平安城市建设*，并逐步成为建设主流方案。

*注：

仅H3C的IP监控就成功服务了120个平安城市

H3CiVSIP智能监控解决方案是H3C公司面向专业监控领域推出的监控方案，包括视频管理服务器VMServer（VM，VideoManagement）、数据管理服务器DMServer（DM，DataManagement）、EC/DC（Encoder/Decoder）系列监控媒体终端、客户端软件VC（VC，VideoManagementClient）、媒体服务器MSServer、IPSAN网络存储设备、IP网络和EPON无源光网络设备等。

由于iVS基于IP构建，系统中各个部件，都可以根据需求分布式部署并加以集中管理。

与传统监控的组成类似，iVS方案包括视频源、传输及交换、存储、显示及管理控制等组成部分，系统组成图如下所示：

图1H3CiVSIP智能监控解决方案示意图

H3CiVS方案可以实现各种监控业务，包括实时监控、视频信息存储及历史视频流回放等，主要业务流的实现机制如下图所示：

图2H3CiVS主要业务流示意图

   实时监视流：

可在VC界面上发起实时监视请求，VM将控制指令发给相应的EC，EC发送实时视频流到需要观看图像的VC和DC。

   视频存储流：

DM预先制定每个EC的存储计划，该存储计划通过VM下发到每个EC上。

EC可根据存储计划，自动将视频流写入到IPSAN存储系统中，不需要经过其他设备，也不需要其他人工干预。

   历史回放流：

当需要查看历史视频信息时，在VC操作界面上发起回放请求，VM将该指令发给DM，DM在IPSAN进行检索，找到相应的历史视频数据后，IPSAN会直接将历史视频数据发给VC，由VC进行解码播放。

对于实时视频流的承载，目前主要有单播和组播两种技术方案选择

组播承载，EC以IP组播方式发送实时视频流，需要观看图像的VC和DC可加入到该EC所对应的组播组中，便可直接观看相应的实时视频图像了。

由于采用了IP组播，无论有多少个VC或DC在观看该EC的实时视频流，所占有的IP骨干网带宽都是一路视频流带宽，从而节省了大量网络带宽。

单播承载，EC以IP单播方式发送实时视频流，通过媒体服务器MS中转到需要观看图像的VC和DC端。

采用了IP单播，对于网络的要求更低一些，只要网络可达即可，但带来的问题是MS需要复制多路媒体流，大量客户访问需要通过流媒体服务器，存在流媒体转发服务器的性能瓶颈，同时也会占用网络带宽。

2 H3C视频监控解决方案（存储部署）概述

随着视频监控的广泛应用，监控摄像机数量越来越多，用户对图像质量要求越来越高，对图像记录时间要求越来越长，而视频监控IP化、网络化进一步推进对于图像数据保存方式的多种要求，前端存储、中心存储、分布式存储以及异地备份的需求都孕育而生。

如何选择合适的存储部署模式来适应视频监控存储的多种需求，如何部署视频监控的存储系统，会是用户在部署视频监控系统时需要考虑的重点。

用户需求总是领先于技术发展，由于历史原因，目前各类监控系统存储部署时都或多或少的存在以下问题：

（1）      存储模式单一

传统模拟存储或数字DVR监控系统的视频数据存储多以前端本地存储为主，存储模式单一，无法灵活的备份数据或异地保存，对于重要关键点监控，存在单点故障问题，一旦监控点设备出问题了，很可能连带数据一起损坏。

（2）      存储扩容困难

原有视频存储设备（如DVR），受限于硬盘数量及容量的大小限制，存储容量有限、扩充困难，长时间以高质量方式存储图像受限制。

（3）      存储数据安全性不佳

前端本地存储时，视频数据保存在各个DVR中，数据存储可靠性没有保障，而且前端存储架构下，保安监控人员可以直接接触存储数据，对内防内控不利。

（4）      存储数据使用不方便

前端本地存储时，如果出现热点访问，或监控点需要多人查看时，受限于前端设备的接入带宽和并发回放能力，无法支持多人同时访问，而且如果需要对数据做进一步处理，也必须先要从前端设备上取回数据才能操作，使用不方便。

同时，数据调用的不灵活，也限制了视频数据的综合应用，数据的深入分析或联动都不能很方便的进行。

H3C视频监控解决方案存储部署针对传统监控存储系统的这些问题，提出了自己的解决方案：

   采用基于iSCSI标准的IPSAN技术和强大的数据管理服务器构建完善的视频监控网络存储系统，支持多种存储模式，充分利用网络优势，客户可灵活部署存储设备和确定安装位置

 通过引入用户权限管理，存储资源可以根据需求分布部署并加以统一资源管理和调度，数据安全性高，并支持动态存储资源管理、在线部署，可以基于统一的平台来满足不同存储质量、容量和服务质量的客户需求

   可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能。

提供不同性能的IPSAN存储，存储容量大、单位存储成本低，扩展方便（支持网格存储），可以满足用户长时间视频数据存储的需要。

3 存储部署指南

3.1 存储部署模式

从存储规模、组网模式以及用户需求来看，视频监控系统的存储部署通常可分为前端存储、中心存储及分布式存储三种模式。

3.1.1 前端存储

前端存储模式指历史视频主要保存在视频监控网络的各个前端编码器上，无集中存储，见下图

图3存储部署模式-前端存储

前端存储模式适用场景为

（1）前端编码器接入带宽不足或通过广域/Internet接入

（2）数据长期保存的需求不强烈，应用以实时视频浏览为主

（3）小规模视频监控网络，安全性要求不高

3.1.2 中心存储

3.1.2.1.   中心存储模式

中心存储模式指视频数据实时上传到集中的数据中心统一存储，因集中保存视频数据的存储系统位置部署在管理核心层，而称之为中心存储，见下图

图4存储部署模式-中心存储

中心存储模式的适用场景为：

（1）大型视频监控网络，统一存储方便管理

（2）前端编码设备以室外部署为主，前端存储模式的存储设备可靠性不能满足需求

（3）视频数据有长时间高质量的连续存储需求，前端存储模式的容量不能满足要求

（4）对数据安全有较高要求，对于数据的访问有权限要求

3.1.2.2.   中心存储模式的衍化形式

对于实际部署，由于地理位置的限制、网络流量的优化，通常考虑IP-SAN的物理位置考虑前置，位于接近于前端编码器的地方，即在物理位置上分离存储管理中心和存储数据中心，可见下图示意

图5存储部署模式-中心存储模式变化

这样的好处有以下几点：

1、保持储统一管理的优势，依旧可以对整网的存储策略、容量及权限做统一管理和规划

2、优化了网络流量分布，存储流的终结点被推向接入/汇聚层，减少了安防骨干网络的流量压力，使得整网的流量分布更均衡

这种模式的适用场景为：

（1）大型视频监控网络，统一存储方便管理

（2）前端编码设备以室外部署为主，前端存储模式的存储设备可靠性不能满足需求

（3）视频数据有长时间高质量的连续存储需求，前端存储模式的容量不能满足要求

（4）对数据安全有较高要求，对于数据的访问有权限要求

（5）前端编码器参与存储的数量多，存在分区域存储，而且各个区域可提供独立机房环境

3.1.3 分布式存储

分布式存储模式结合了前端存储模式和中心存储模式各自的优点，同时支持前端编码器本地存储及视频数据实时上传到中心存储系统，扩展了中心存储的适用场合，见下图

图6存储部署模式-分布式存储

分布式存储模式的适用场景为：

（1）大型视频监控网络，前端编码器既有低带宽接入，也有高带宽接入。

（2）前端编码设备既有室外部署，也有室内部署，部署环境复杂。

（3）视频数据有长时间高质量的连续存储需求，同时要求支持事件触发模式存储。

（4）对数据安全有较高要求，对于数据的访问有权限要求

&说明：

对于分布式存储的另外一种定义是指多个中心存储的层级或平级部署，彼此之间存在管理关系。

在视频监控应用中，我们把这种定义下的分布式部署认为是对数据存储中心的一种扩展方式，因为在这种部署模式下，并没有改变前端设备和中心存储的数据流向关系。

4 存储部署的网络接入

视频监控的存储系统属于高密集IO访问应用，存储系统接入的部署需要重点考虑2个因素，高可用性和高性能。

4.1 高可用性考虑

对应于视频监控点的全天候工作需求，保证视频监控存储系统的高可用性，提供7×24小时网络存储服务成为存储部署的首要目标，是视频监控系统部署关注的最重要要素。

为了实现存储系统接入的高可用，存储系统接入通常采用多链路上行，即服务器的两块甚至多网卡接入，存储服务器中的网络驱动程序将两块或者多块网卡捆绑成一个虚拟的网卡，如果一个网卡失效，另一个网卡会接管它的MAC地址，两块网卡使用一个IP地址，而且必须位于同一广播域，即同一子网下。

存储服务器和接入交换机之间的连接方式一般有以下几种方式：

图11存储IP-SAN和接入交换机的连接方式

网络可用性从左至右依次升高，推荐IPSAN采用链路聚合方式同接入交换机相连。

链路聚合也称主干（Trunking）或捆绑技术（Bonding），其实质是将两台设备间的数条物理链路“组合”成逻辑上的一条数据通路，提高链路的可用性，提高链路带宽，只要还存在能正常工作的成员，整个传输链路就不会失效，最大带宽等于各成员带宽之和链路级负载分担，按需增长的带宽。

&说明：

H3C推荐用户在视频监控存储接入使用H3CS5500EI系列以太网交换机、H3CS58系列交换机,更多产品信息请参考

4.2 高性能考虑

视频监控的中心存储属于典型的汇聚型应用，大量的数据流量汇聚到存储IPSAN，而视频监控存储的特点又要求了对于存储的高可靠性要求，因此链路全域畅通无阻的高性能接入是视频监控存储系统高效运行的重要保证。

图12存储部署高性能接入考虑

接入层交换机基于IRF架构的堆叠系统，提供高密度的端口接入，1~8台的堆叠按需配置，可提供单台逻辑管理接入设备高达384个线速GE接入端口的结构。

随着视频监控应用对核心网络带宽要求的进一步提高，各层设备支持10GE端口捆绑可以满足更高的带宽要求。

4.3 存储部署典型组网

图13存储部署典型组网

在视频监控应用中，VX1500系列产品为整网中的摄像头提供数据存储空间。

通过数据管理服务器（DM）可以为每个摄像头分配独立的存储资源，用来存储录像；同时数据管理服务器本身享有对所有存储资源的读权限，用来巡检所有的资源，获取录像存储状态以及资源访问状态等；视频管理客户端享有对存储资源的读权限，用来回放录像数据。

5 H3C视频监控解决方案（存储部署）亮点

5.1 业界领先的多种部署模式

H3C视频监控解决方案（存储部署）整合了自主知识产权的IP存储和视频监控二者的优势，根据用户的应用场景提供了多种视频数据存储模式，通过对于前端存储、中心存储以及分布式存储的支持，满足用户的多种存储需求以及不同的应用场景，不论是模拟改造、还是新建IP监控专网，组合利用SAN、NAS存储各自的优点。

5.2 高性价比的存储部署方案

H3C视频监控解决方案（存储部署）集合了H3C自主知识产权的IP存储产品，可提供IPSAN/NAS一体化存储方式，支持RAID0、1、5、10、50等RAID级别，并提供按需使用磁盘空间建立RAID的功能，支持RAID容量的在线动态扩展、在线RAID级别转换和热备盘（HotspareDisk）等多种数据安全保护机制。

热备盘可采用全局热备、专用热备、空白磁盘热备三种模式，可为阵列提供多重保护。

采用基于64位硬件体系和64位专用存储操作系统的体系架构，保证了系统在海量数据存取时的性能和可靠性。

支持横向扩展及纵向扩展，整个存储系统的性能和容量可线性增加。