篇一：视频监控系统存储扩容解决方案0816
视频监控系统存储扩容
解决方案
2013年8月
辽宁邮电规划设计院有限公司
Liaoning Planning and Designing Institute of Post and Telecommunication Co., Ltd
目录
第1章 项目背景..................................................... 3
第2章 项目需求..................................................... 4
第3章 解决方案..................................................... 5
3.1 设计原则 ..................................................... 5
3.1.1 紧密结合用户的实际需求 .................................. 5
3.1.2 保持技术上的先进性 ...................................... 5
3.1.3 开放式模块化系统 ........................................ 5
3.1.4 采用标准化的技术和产品 .................................. 6
3.1.5 系统的易管理性和稳定性 .................................. 6
3.2 存储架构介绍 ................................................. 6
3.2.1 NAS存储架构 ............................................ 7
3.2.2 FC SAN架构 ............................................. 7
3.2.3 NVR存储架构 ............................................ 8
3.2.4 IP SAN/CVR架构 ......................................... 8
3.2.5 存储架构对比 ............................................ 9
3.3 存储高清图像容量 ............................................ 10
3.3.1 IP-SAN/CVR架构存储设备需求 ............................ 11
3.3.2 磁盘阵列DS-A10系列 .................................... 12
3.4 海康威视存储优势介绍 ........................................ 14
第4章 投资预算.................................................... 16
4.1 标清存储投资预算 ............................................ 16
4.2 高清存储投资预算 ............................................ 16
第1章 项目背景
视频监控技术的发展过程分模拟视频监控、数字视频监控及网络视频监控，模拟视频监控时代的存储设备是磁带录像机(VCR)；数字视频监控时代的代表产品是数字硬盘录像机(DVR)，内置或外挂硬盘是主要的存储设备;在网络视频监控时代，网络摄像机、编码器负责视频的编码传输，而存储主要采用网络视频录像机，即NVR，NVR具有多种存储方式，如DAS、SAN可选。在网络化视频监控时期，数据呈爆炸性增长，存储方式变得多样化，不同的存储结构都得到应用，DAS、NAS、FCSAN及IPSAN等存储系统与数字网络视频监控系统配合应用，实现视频数据的海量、高速、实时、稳定的存储与检索。
在数字视频监控时期，DVR作为数字化存储设备，通常采用的存储方式是内置多块大容量硬盘的方式实施存储扩展，或通过扩展接口外接磁盘阵列，可以理解为DAS方式的存储。DAS架构的存储在早期的单点及小规模DVR系统中，因为部署容易，成本不高而得以广泛应用，此方式的特点是单服务器(DVR)独享存储空间。
随着网络视频监控系统的发展，系统变得分散而规模不断扩大，因此，存储系统的容量、带宽、稳定性、集中管理、易维护、成本等方面均成为重点考虑因素。在此情况下，网络化、规模化的存储架构正好可以弥补DAS架构的各种不足，NAS、IPSAN、FCSAN以其良好的网络性、扩容性、冗余性、易管理性等优势得到更多的应用。
第2章 项目需求
本项目已有一套视频监控系统，前端共计80个摄像头，存储30天，使用了28T硬盘，现需要对这套视频监控系统的存储进行扩容，要求所有摄像头无间断每天24小时存储6个月，因此，在设备上要进行重新选型以及一定量的增加。
对于系统的存储必须满足以下功能：
? 存储相对集中化，管理绝对集中化
传统网络硬盘录相机将数据存储分布在每台当中，调用和管理极为不便。因此，需要将所有数据集中存储在同一设备当中，监控录像的调用和视频数据的备份都可以方便得以实现。同时，存储集中化之后，可以在本地或者远程的同一管理平台下管理所有存储设备，大大简化了监控系统的管理成本。
? 数据安全性
传统网络硬盘录相机使用的硬盘，没有任何数据保护机制，一旦硬盘损坏数据将无法恢复，这样则失去了监控本身的意义。因此，要有一套安全机制很高的方案将数据的安全有力的保护起来，可以在硬盘损坏的情况下实现数据的恢复。从存储设备本身需要有严密的保障措施，尽量减少故障点；另外，一旦出现单点故障后，监控系统能够持续运行，并能在线的恢复正常。此外，还可以通过备份或者容灾技术增加系统的整体的安全性，进一步提高系统的可靠性。
? 高性能
由于大型监控系统一般摄像头路数较多，需要同时多路摄像头同时将数据写入存储设备，并且同时有多路服务器可能读取数据，总的带宽要求比较大，并发访问数量较多，因此对后端存储设备提供较高的性能来满足这种需求。 ? 随需扩展
传统硬盘录相机是不能随意扩展的，一般8块硬盘已经满负荷了。而监控系统在本次扩容完成之后，可能随着需求的增加（如存储时间以及前端摄像头点位增加），数据量仍然会随之增加，这就需要存储系统有良好的可扩展性来保证系统业务的持续运行。
篇二：视频监控存储解决方案
XX视频监控存储解决方案
目 录
第一章
1.1 视频监控存储系统 ................................................................................................... 1 需求分析 ................................................................................................................... 1
系统可靠性需求 ............................................................................................................... 1
数据可靠性需求 ............................................................................................................... 2
高可扩展性需求 ............................................................................................................... 3
带宽需求 ........................................................................................................................... 3
性能需求 ........................................................................................................................... 3
节能需求 ........................................................................................................................... 4
系统兼容性需求 ............................................................................................................... 4
安全性需求 ....................................................................................................................... 5
第二章 集中监控存储解决方案 ........................................................................................... 6
2.1 系统拓扑结构图 ....................................................................................................... 6
2.2 视频监控容量计算 ................................................................................................... 7
2.3 其他相关设备配置 ................................................................................................... 9
2.4 集中监控存储方案的优势 ..................................................................................... 10
第三章 产品简介 ................................................................................................................. 11
3.1 NetStor iSUM420G3一体化存储系统 .................................................................. 11
第一章 视频监控存储系统
1.1 需求分析
随着数字信号处理技术、数字通信技术的发展及IP网络传输的普及,安防监控系统正逐步从标清向高清、从模拟向数字进行转变，传统监控技术所面临的组网难、共享难和存储难的问题在新型的数字化监控存储体系下有了全面改善：网络化、规模化、高可靠性、高安全性、使用简便性、业务功能强大、管理功能强大、可扩展性好、易集中存储和检索等等，为用户带来了全新的应用体验。
XX工程的摄像头数量较多，同时视频录像的保存时间较长，要构建一个全方位、高密度的治安管理防控体系，其中海量视频的集中存储和快速检索调用是项目中的关键点之一，而大型视频监控存储系统的需求主要体现在以下几个方面：
系统可靠性需求
对于一个存储系统而言，可靠性是第一位的。高可靠性是保证视频数据连续写入的关键，那么存储系统的可靠性需求体现在以下几个方面：
1) 存储架构的可靠性
一般而言，由于嵌入式存储系统的操作系统固化到控制器中，采用存储专用操作系统、以提高系统的安全性，减少黑客攻击及病毒感染的可能性，此外，嵌入式系统具有无线缆设计、关键部件全部可热插拔的特性，所以从架构上优于服务器架构的存储系统，产品选型时，应该优先选择嵌入式架构的存储系统。
2) 存储系统的冗余设计
存储系统的冗余设计可以有效避免关键部件和链路的单点故障问题，从而保证可靠性。这些关键部件除控制器外，还应该包括锂电池、电源、风扇、硬盘等，此外，多个主机端口可以和前端形成多条数据链路，也可以避免链路的单点故障。但是从经济性角度而言，冗余的控制器是成本的较大权重因素，因此实际应用中，可以在冗余性和经济性之间选择一个折中点。
数据可靠性需求
本期视频监控数据保存的主要目的就是为了在发生案件和突发事件时，能对存储中的数据进行取证和分析，保证整个XX项目安保工作的顺利开展，因此数据的可靠性至关重要，存储系统需要从容错、系统恢复（包括RAID技术、热备技术、SMART技术、介质坏块自动扫描、数据预先迁移等技术）等多方面对数据的可靠性和安全性做保障。
作为后端视频监控数据集中存储系统的高可靠性体现在具备可靠性保护能力（RAID技术、热备技术、SMART技术、介质坏块自动扫描等技术）、故障恢复能力（存储设备掉电和更换控制器时，系统配置信息不丢失，数据不丢失，恢复供电和更换控制器后系统可以自动恢复正常运行）。
1) RAID校验和热备技术
硬盘是存储系统中的比较容易损坏的部件之一，随着时间和使用的频繁程度，硬盘故障极容易造成损坏或故障导致数据丢失，因此存储系统需要有多种RAID校验技术保证数据的安全性；在本期XX项目中，由于视频监控系统采用大容量的SATA硬盘，故障率会比小容量硬盘高，因此最好还能支持到RAID6等双盘校验保护。存储系统应具有多种RAID级别供不同应用的灵活选择，以方便用户根据各种不同实际情况来选择合适的RAID级别来保护数据。
热备盘技术可以结合RAID技术增加数据的可靠性和安全性，尤其是当RAID级别不采用RAID6等高等级保护时，采用热备盘技术可以获得性能和数据可靠性的最佳结合。根据视频监控应用的特点，建议采用RAID5+热备盘的方式对数据进行保护，RAID5提供在线更换新盘的功能，以及对发生故障磁盘的内容进行联机重组。具有RAID＋热备盘功能的磁盘阵列会在磁盘发生故障时，首先由热备盘顶替故障磁盘，在后台进行RAID重建的同时，仍能保证视频流数据的不间断写入。RAID 5＋热备盘技术可以在坏两块甚至更多块硬盘的情况下（取决于热备盘的数量，一般情况下，一个RAID设置1个热备盘即可），保证RAID组的数据不丢失。
2) 磁盘坏块的自动检查和数据预先迁移技术
磁盘阵列应具有强大的自我状态诊断和故障隔离功能，如介质坏块自动检
测、坏数据块的数据进行自动迁移等。这种预防措施可以有效防止数据丢失，也可以避免较长的RAID重建过程，保证数据安全的同时，避免了RAID重建过程中阵列性能的下降。
高可扩展性需求
视频数据会随着摄像头数量的增加，码流的提升，保存天数的增加而急剧增加，因此存储系统本身必须具有较高的可扩展性，以满足后续容量扩展的需要。存储系统进行容量扩展时，必须能够进行在线动态扩容，不影响现有的视频录像。
就本期项目而言，对于单个磁盘阵列，为了保证业务的连续性，在进行容量扩展时，RAID组大小和LUN空间大小要求均可以在线扩容，扩容时对服务器无影响，存储系统本身也无需重启，能够根据用户要求进行灵活方便的扩展，可满足今后继续在线、不中断应用进行容量扩展的需求。动态的RAID容量扩展和LUN功能扩展功能可以简化存储空间扩展的操作。
带宽需求
单台摄像机每秒的存储流量为2Mbps码流，所有摄像机存储流量
＝单摄像机存储流量×所有摄像头数量,带宽是否能满足需要，要看各区域的监控点数量、随机读的并发数和空闲带宽的比例，在某些高清视频监控项目中，为了提供较高的带宽，往往会在核心网络中采用万兆交换机。另外，可以根据经验值10%的存储访问概率计算对视频录像数据的随机访问概率。
性能需求
存储应具有较好的实时性能，才能满足高清录像时对存储实时写入的要求，因此，选择具有专用的RTOS实时操作系统的存储系统才能保证实时性；同时，存储设备对写性能有优化处理，才能满足标清/高清监控情况下对高码率、高并发和多路码流的实时读写需求。
其次，链路聚合也叫做Trunk功能，IP SAN磁盘阵列的多个主机通道可以绑定成一个更大的聚合通道，从而获得较大的通道带宽，提高存储的性能。在设备
选型时，建议优先选择具有Trunk功能的磁盘阵列。
节能需求
据Gartner公司一项针对CIO的调研表明，70%的被访者认为，电力和制冷问题是他们的数据中心所面临的一个最大问题，IT预算中能源方面的花费从8%激增到48%。据国务院信息化工作办公室的数据显示，中国IT能源消耗占全国每年800亿元政府能源消耗的50%，数据中心能耗又占到IT总开销的40%。，为积极响国家 “坚持实施可持续发展战略，建设资源节约型、环境友好型社会”发展战略要求，同时也为了尽可能减少后续的长期耗电成本，就XX项目的节能需要注意以下几个环节：
1) 在具体的存储设备选型上，应优先选用具有多种节能特性的产品；
2) 在项目建设过程中节约能源；
3) 在系统运行和维护阶段，通过存储系统设计（存储设备休眠策略、存储策略
等）建立节约能源的长效机制。
XX工程项目的建设和运行对能源需求较大，建议在系统建设和运行的整个阶段考虑节能问题。从IP SAN存储系统自身而言，由于数据量很大，需要几十套磁盘阵列，那么对于电能的消耗也是非常大的，同时对于给设备降温的空调也需要消耗相应的电能，所以所选择的IP SAN存储系统需要提供良好的散热能力、节能设计等，节省能源，节省日常持续的电费开支。
系统兼容性需求
本次项目建设涉及到众多厂家的大量设备进行连接、通信以及协调工作等，存储系统作为本次视频监控项目的一个后端子系统，必须具有标准化以及广泛的兼容性，以满足开放式系统之间的互连互操作等要求。
由于存储系统前端采用的视频服务器/流媒体服务器等会存在多种可能的操作系统，也可能是不同服务器厂商的不同型号产品，因此存储系统需要具有广泛的操作系统兼容性和与不同型号主机的良好互操作性。因此存储系统要能提供和支持标准的协议和接口等。
篇三：视频监控存储解决方案白皮书
UIT推出分布式视频监控存储解决方案
监控技术在网络技术和信息化高速发展的带动下，并伴随着安防行业对于监控系统需求的急剧增
加一直飞速发展。目前视频监控系统的现状是网络化多媒体监控系统及半数字化监控系统共存，并以网络化应用为主要趋势。
网络化视频监控系统主要由前端监控系统，监控管理平台软件和存储系统三部分构成。现有的网络监控模式采用服务器加存储的方式实现监控数据的存储，此外通过额外的多台服务器安装平台管理软件的方式完成监控系统的管理和数据的调用。这种模式在现阶段广泛采用，图1是传统网络视频监控系统的数据流向图：
图1：传统网络视频监控系统
通过上图可以看出，这种模式仍存在一些局限性。
? 监控数据在写入和读取的时候都要经过视频服务器（存储服务器），那么视频服务器就会成
为系统的故障点，也会成为整个视频监控系统的瓶颈；在监控中心，如果几百路数据同时写入的时候，那么可能会有上百MB的带宽需求，一般存储设备都会具有几百MB的存储带宽，所以后端不会出现性能瓶颈，而流经的视频服务器前端通过以太网接口与几百路视频相连，考虑到服务器本身承受并发IO的能力和网卡的可利用率，很难承受几百路视频数据的同时写入，所以视频服务器也就成为了整个系统的瓶颈所在；
? 在一个大型视频管理平台中，会有很多软件功能模块，如网络直播、网络录像、视频点播、
报警联网控制等，相应的会有很多服务器，这种方式对客户最直接的影响就是增加服务器成本，另外，现在全球都在倡导节能，而繁多的服务器无论是在空间上还是在节电上，都不能算是一套绿色解决方案；
? 随着政府对安防建设关注程度的不断增加，视频监控系统每年都在扩大。前端监控点数量的
增加，后端的存储容量也成比例的的增加，同样视频管理平台也要相应的扩建，录像、转发等服务器也会相应的增加，在现有网络环境下进行整套系统更改扩建会非常繁琐。
在这样的情况下，如何解决上述问题，给客户提供一套使用简单、投入成本低、扩展方便的解决方案呢？
UIT结合现在监控市场的应用需求，推出了存储设备嵌入平台软件的监控分布式解决方案，实现了集存储、录像、转发、浏览、下载、回放、联网等功能于一体的网络视频监控存储系统。其特有的分布式联网设计理念，使从楼宇监控到“平安城市”等涉及网络化监控系统的场所均可以采用这种分布式监控存储系统。图2是UIT设计的网络视频监控系统数据流向图：
图2：UIT网络视频监控系统
UIT提供的监控分布式视频监控存储整合了平台软件和存储设备，数据经过编码之后直接进入分布式视频监控存储，无须经过视频服务器，同时分布式视频监控存储将管控整个监控系统。
监控分布式视频监控存储
UIT监控分布式视频监控存储集平台软件和磁盘阵列为一体，支持图像的并发存储和并发点播；通过网络接收编码器的码流，存储至高可靠性的后端存储，并支持多人同时对历史图像文件进行检索和点播回放，可实现分布式部署；UIT分布式视频监控存储可安装最多48块SATA/SAS硬盘，支持RAID0、RAID1和RAID5；分布式视频监控存储支持硬盘热插拔，支持冗余电源，具备环境监控单元，提供工业级的安全稳定性，保证图像数据的安全；分布式视频监控存储并发网络录像能力最高可达100路，并可同时支持100路录像文件的网络点播；特别设计的码流处理缓冲算法和流媒体架构，可保证录像码流在网络传输过程中的稳定和可靠传输，录像数据不会因网络故障等原因出现丢包；UIT分布式视频监控存储和客户端软件配合，可完整地实现数字录像和回放功能，支持多种存储方案和录像方式，支持多画面同时回放和多种回放操作，其独特的帧标记功能，支持多条件检索查询。
产品功能介绍
? 分布式视频监控存储具有网络录像、直播、回放、存储等功能，具有智能分析功能； ? 支持100路D1格式并发录像，并可同时支持100路录像文件的网络点播；
? 具有视频联网功能，单台产品可独立作为监控系统，多台产品也可进行联网； ? 系统可通过增加扩展柜扩展容量，单系统48TB的容量可支持上百路视频图像在线保存30天
以上；
? 内嵌移动视频功能，使用户可通过手机等通讯设备实时观测监控图像；
? 支持RAID1、RAID0、RAID5等主流RAID技术，支持热备磁盘技术，使系统更加安全可靠； ? 通过SCM管理软件，可以在一个中心管控所有节点设备，当某个节点出现故障时，SCM
软
件会自动切换到故障节点，通过图形化界面可以很清晰的了解工作状态以及故障信息；
监控分布式视频监控存储解决方案
针对网络监控系统的特点和用户的实际需求、UIT科给出了一种以存储为核心基础，同时嵌入监控平台管理软件的解决方案。
该方案具有以下特点：
? 管理软件部分和存储硬件部分有机结合，发挥存储系统自身的技术优势减少用户投资，简化
网络布局，降低维护难度；在整个监控系统中，数据流没有经过视频服务器而直接进入分布式存储平台，所以降低了投入成本、提高了系统性能；
? 提供RAID保护功能，同时电源、风扇等部件采用冗余设计，保证监控数据的安全性和系统对
外服务的连续性；本身具有存储扩容的功能，可以通过SAS线缆在存储设备上增加扩展柜来扩充容量，单系统具有几十TB的容量，这样会给客户节省大量的资金，同时又满足了项目中对容量的需求。
? UIT 分布式视频监控存储采用分布式体系结构设计， 坚持的一个理念是：单台分布式视频监
控存储可以自成一体，而多台又可以联结成一个有机的网络，每个图像节点独立自治，多个图像节点无缝联结在一起形成一个更大的局部自治区域，多个局部自治区域联结成一个大的图像信息网络。
? 系统支持断网重连功能，用户使用键盘或客户端的调阅图像时，若网络出现中断，负责转发
图像的分布式设备，会自动保持现场信息，并启动自动重连服务，不断查询网络状态，在一定时间内，若网络恢复正常，分布式设备将自动恢复图像传输，用户只有少许的图像停顿感觉，可进行正常查阅图像并进行PTZ控制。
? UIT分布式视频监控存储采用开放的POSA架构，以其强大的管理功能与兼容能力，兼容的产
品几乎涵盖市场上所有主流的矩阵、云台控制协议、硬盘录像机、编解码器和报警主机。能充分保护用户以前的投资和构建复杂的视频管理系统。
? 通过SCM管理软件，可以在一个中心管控所有存储设备，当某个存储节点出现故障时，SCM
软件会自动切换到故障节点，通过图形化界面可以很清晰的了解工作状态以及故障信息。 通过采用上述的监控产品，UIT分布式存储系统真正实现了统一资源、统一编号，构筑出类似于Internet的视频网络，实现不同子系统之间的统一管理，提供对用户透明的分布式监控存储管理系统。
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