視頻監控中分布式存儲技術(shù)方案分析_視像通訊_視頻監控

視頻監控中分布式存儲技術(shù)方案分析

2011/03/15

　　在一個(gè)視頻監控系統中，選擇什么樣的存儲解決方案直接決定了整個(gè)系統的系統架構以及系統的性能和穩定程度，目前視頻監控系統中的存儲方案大致上有兩種。

　　視頻監控系統存儲方案

　　一種是在攝像監控前端采用有一定存儲容量(如1.2T)的DVR設備，所有需要的數據均保存在前端DVR的存儲設備中，比較好的方案中，后臺軟件可以管理和維護多臺的DVR設備，包括這些DVR設備的存儲數據，如錄像的轉存、刪除和回放等功能。這種方案中所有數據主要保存在DVR中，后臺主要負責維護和必要的存儲。

　　另一種是在攝像監控前端采用DVR或者網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器，而存儲主要在遠端通過(guò)后臺的PC或者服務(wù)器軟件來(lái)將數據保存在后臺的存儲設備上。

　　上述兩種存儲方案均有很多弊端，尤其當監控點(diǎn)很多，需要的存儲量又很大的情況下，這些可能的弊端包括：由于存儲分散導致難以維護;由于存儲的專(zhuān)業(yè)程度不高導致存儲的可靠性不高，進(jìn)而導致整個(gè)系統的可靠性不高;存儲的利用率不高;存儲的擴展性不好。

　　為了克服這些弊端，現在有推薦使用基于分布式存儲、集中管理思路的、以及基于iSCSI技術(shù)的IPSAN來(lái)作為視頻監控的存儲解決方案，這個(gè)方案的主要特點(diǎn)包括：

分布式存儲，集中管理;

基于iSCSI技術(shù)的IPSAN(STorageAreaNetwork);

流媒體網(wǎng)關(guān)可以作為存儲解決方案的核心設備。

　　分布式存儲，集中管理

　　在這個(gè)方案中，共有三級：

　　上級監控中心：上級監控中心通常只有一個(gè)，主要由數字矩陣、認證服務(wù)器和VSTARClerk軟件等。

　　本地監控中心：本地監控中心可以有多個(gè)，可依據地理位置設置，或者依據行政隸屬關(guān)系設立，主要由數字矩陣、流媒體網(wǎng)關(guān)、iSCSI存儲設備、VSTARRecorder軟件等組成;音視頻的數據均主要保存在本地監控中心，這就是分布式存儲的概念。

　　監控前端：主要由攝像頭、網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器組成，其中VE4000系列的網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器可以帶硬盤(pán)，該硬盤(pán)主要是用于網(wǎng)絡(luò )不暢時(shí)，暫時(shí)對音視頻數據進(jìn)行保存，或者需要在前端保存一些重要數據的情況。

　　本地監控中心的存儲設備也可以用一臺服務(wù)器，帶SCSI磁盤(pán)陣列的形式，但由于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò )收發(fā)性能有限，從而影響整個(gè)存儲系統的性能，因此有建議選用專(zhuān)業(yè)的iSCSI存儲設備。基于iSCSI技術(shù)的IPSAN

　　iSCSI原理簡(jiǎn)介

　　這是由IETF開(kāi)發(fā)的一種基于存儲網(wǎng)絡(luò )的新的Internet協(xié)議，其原理是將SCSI命令通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )傳輸，這樣就可以使在網(wǎng)絡(luò )上傳送數據更加便利，而且可以實(shí)現遠程存儲管理。

　　iSCSI使標準的SCSI命令能夠在TCP/IP網(wǎng)絡(luò )上的主機系統(啟動(dòng)器，Initiator)和存儲設備(目標器，target)之間傳送，而且iSCSI協(xié)議支持在系統之間傳送標準的SCSI命令。在系統之間的連接是通過(guò)標準的IP網(wǎng)絡(luò )基礎設施實(shí)現的，iSCSI的工作原理是：當終端用戶(hù)或應用程序(啟動(dòng)器)發(fā)送一個(gè)請求后，操作系統將生成一個(gè)適當的SCSI命令和數據請求，SCSI命令通過(guò)封裝，在需要加密的時(shí)候要執行加密處理。這些命令加上TCP/IP協(xié)議的包頭，就可以在以太網(wǎng)上傳輸。接收端(目標器)在收到這個(gè)數據包后按照相反的方向進(jìn)行解包，解析出SCSI命令和數據請求，SCSI命令再發(fā)送給SCSI存儲設備驅動(dòng)程序，因為iSCSI是雙向的協(xié)議，所以它可以將數據返回給原來(lái)的請求。

　　基于IPSAN的網(wǎng)絡(luò )存儲方案

　　在這個(gè)解決方案中，網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器需要支持iSCSI協(xié)議，是啟動(dòng)器，而位于監控中心的iSCSI存儲設備則是目標器。本地監控中心的iSCSI存儲設備可以充當多個(gè)網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器的存儲設備，而且iSCSI存儲設備還可以再外掛磁帶設備，進(jìn)一步擴大存儲容量。

　　與流媒體網(wǎng)關(guān)配合的網(wǎng)絡(luò )存儲方案

　　在網(wǎng)絡(luò )存儲方案中，每臺網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器均占有一個(gè)IP，如果希望通過(guò)Internet來(lái)進(jìn)行遠程監控，則網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器的IP地址必須是公網(wǎng)IP，在通常情況，公網(wǎng)IP地址都是稀有資源;另外遠程監控受到網(wǎng)絡(luò )容量的限制以及網(wǎng)絡(luò )擁塞的影響，帶寬通常不能保證，給遠程監控帶來(lái)了不便，而現在市場(chǎng)上已有一種流媒體網(wǎng)關(guān)可以解決這兩個(gè)問(wèn)題。

　　該流媒體網(wǎng)關(guān)是一個(gè)嵌入式的硬件設備，所有的報文轉發(fā)均是基于硬件轉發(fā)(如果是軟件轉發(fā)，性能達不到要求)，轉發(fā)能力可以達到1Gbps以上。該流媒體網(wǎng)關(guān)的主要功能包括：

　　1、支持NAT轉換功能;

　　2、支持視頻分發(fā)功能，當多個(gè)遠程監控的用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)同一臺網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器的時(shí)候，均需要向流媒體網(wǎng)關(guān)發(fā)請求，然后流媒體網(wǎng)關(guān)再向網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器發(fā)出請求，當流媒體網(wǎng)關(guān)收到網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器的數據后(注意視頻服務(wù)器與流媒體網(wǎng)關(guān)之間的數據流只有一份)再負責分發(fā)給遠端的多個(gè)監控用戶(hù);

　　3、支持視頻點(diǎn)播服務(wù)，遠端用戶(hù)可以通過(guò)流媒體網(wǎng)關(guān)完成視頻點(diǎn)播的功能;

　　4、支持iSCSI的Initiator。

　　對上述的功能流媒體網(wǎng)關(guān)還可以分別進(jìn)行配置。

　　結語(yǔ)

　　在目前的視頻監控系統中，由于存儲方案的局限導致的視頻監控系統性能和可靠性的下降，時(shí)時(shí)困擾著(zhù)我們，而基于iSCSI的IPSAN存儲方案無(wú)疑是解決存儲問(wèn)題的一個(gè)良方，尤其當iSCSI的存儲設備的性能不斷提高、價(jià)格不斷降低的時(shí)候，采用這種方式就更是必然的選擇，可以深信，基于iSCSI技術(shù)的存儲解決方案會(huì )逐漸成為大型網(wǎng)絡(luò )視頻監控中存儲技術(shù)的主流。

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