高清时代的视频监控存储系统

 　　一、高清给存储带来的挑战

　　视频监控技术演化已从最初的以磁带录制技术为主，CCTV闭路电视阶段发展到目前基于全IP，智能化和高清H.264的新阶段。纵观这些年视频监控的发展，我们可以看出，视频监控已全面迈向高清，与此对应，大容量的视频存储，视频存储的统一管理，检索和智能分析，带来了监控数据存储的革命性转变， 高清，对存储而言，会带来哪些挑战？

　　大数据块高速写入操作：

　　监控存储系统有别于传统的存储系统，需要有较大的持续写入负载能力，在没有突发事件的情况下绝大部分数据都无任何意义。在监控应用中，视频数据主要是写入流，通常占总流量的95%以上。通用存储系统和它有很大的不同，它们通常有70%的读操作和30%的写操作。

　　视频码流的大数据块和多视频流、低成本码流的需求：

　　监控存储系统需要面对多数据量、高码流和长期存储的压力，同时由于监控行业大多是非运营，非消费，非服务的安全辅助行业，决定了使用者对成本的要求是比较敏感的，低成本成为其必然的要求之一。

　　视频监控每一路码流都是按顺序写入文件的，这些文件通常非常大,硬盘通常采用较大的块(比如64KB)来格式化，而通用存储的文件一般较小,硬盘通常采用较小的块(比如4KB)来格式化。

　　在广电或监控应用中，通常有几百甚至几千路视频码流同时需要存储。如果每路码流都在硬盘的不同物理位置进行写操作,磁头会频繁移动才可以写入多路文件。所以，尽管每一路视频流是连续的，综合结果却是随机的,通用存储设备在这中应用场合下的表现差强人意，  较难适应高路数，高分辨率，长保存时间的视频存储应用，相对带来较高的码流成本，这与视频监控的低成本要求相悖。

　　响应速度：

　　存储子系统要求对视频多数据流的高速响应写入，高稳定性高可靠性，具备低故障率低坏盘率以减少运维成本；在IT应用中，如果存储设备花费较长的时间将数据写入硬盘，存储设备会一级一级地向桌面用户反馈一个请等待信号，用户需要等待几秒把数据最终写入硬盘, 但在视频应用中数据是来自DVB，DVT或来自IP-Cam的实时视频数据，必须按照每秒30帧的速率将数据写入存储设备，如果存储设备的响应不足够快就会造成视频数据丢失，这对于通用存储设备是常见的问题。

　　有限的多码流视频的可视化存储：

　　对于视频传输，最关键的是特定视频帧是否会存储到系统中。NVR软件会因为多种原因丢弃存储帧。缺少可视化存储导致集成困难,特别是将多路视频流加入到系统中。

　　二、视频监控存储系统主要的实现方式

　　视频监控存储系统的主要实现方式有分布式存储和集中式存储，分布式存储更多的集中于点位分布、规模不大的应用场合，产品体现在模拟DVR、NVR上面，根据不同的系统采用不同的设备；集中式存储更多的集中在监控中心、应急指挥中心，集中式存储一般采用IP SAN、FC SAN或存储集群，在前端接入数量庞大、数据安全性要求高以及和智能分析、检索查询需求明显的情况下，确保数据安全性、大数据量存储以及配合平台软件实现智能检索查询、数据挖掘等功能。

　　目前监控存储架构多以分散与小规模相对集中为主，由于网络带宽限制，录像数据多在前端本地存储，部分重要数据上传到监控中心，或者通过远程调用实现管理。当前前端存储仍以DVR/NVR为主，部署简单，但设备分散，扩展、维护、管理不方便，容易造成数据丢失，且不利于数据集中分析，共享性较差，没有实现大联网的应用特性。

　　当前，大数据量和智能检索分析的需求，使得监控必须从传统的分散式DVR存储，迈向集中监控分级存储的时代，存储分布和存储互联技术，发展非常迅速：从存储分布方式上看，视频监控存储的方式由分布式向集中式方面发展，目前，存储分布已经从DVR/NVR存储→ DAS → NAS → IPSAN/FCSAN，向着云存储发展；存储互联技术上，存储已经从以前的直连存储发展到广域网存储，存储协议由单一的本地SATA/SAS发展到多协议TCP/UDP/RTP/RTCP/RTSP，并且已经形成了一定的互联标准。

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