高清IP化监控大容量数据的存储之道

 　　一，前言

　　近年来，安防视频监控技术在不断地寻求突破，不仅是技术本身的升级，更要不断地寻求引进其他行业的成熟技术。在安防视频监控行业，我们最近看到了广电行业HD-SDI技术的引用。再往前，我们把业务扩展到以太网上，实现了集中监控、网络化应用，等等。这些都证明只要有应用需求，就可以借鉴及消化其他行业先进的技术，完善整体解决方案。

　　对于安防监控行业，近几年的行业发展以及安防监控技术的发展，加上政策推动等，致使全球安防监控市场特别是中国市场规模不断攀升，尤其是国内平安城市、金融、能源等的需求极大的刺激了整个市场的发展。面对规模越来越大，需求越来越多的视频监控市场，很多传统的解决方案已经无法满足。

　　特别是面对前端摄像机越来越倾向高清化、IP化的时代，传统的存储方案是不能完成工作的。那么我们就需要架设规模化的存储空间来保存庞大的录像资料。

　　本文要探讨的就是，数据存储行业先进的技术是否符合现阶段安防监控市场的应用。

　　二，“云存储”

　　云存储是在云计算(cloud computing)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，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。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。

　　在安防监控行业，已经有厂商提出建立“监控云存储”，统一一种存储接口，简化应用步骤，使多种监控子系统都可以统一接入“监控存储云”，提供海量、可靠性好、应用简单的存储解决方案。

　　但是，“云存储”真的适合在现阶段使用吗？特别是国内的技术发展与储备，能支撑这么复杂与投入巨大的方案吗？用户真正的需求是“云”吗？

　　三，实现“云存储”的前提

　　要实现“云存储”，有一些技术问题是需要解决的，这也是所有新技术必然面对的问题，只有全部解决了这些问题，才能是一个真正完善与成熟的应用，否则，只跨越了部分障碍，得到的也只能是半成品。

　　1，需要足够大的网络带宽支撑。“云”概念，一定是跨越某个区域的服务，可能跨越一个区、一个市、一个省甚至全国，使用者就不能通过FC、SCSI或以太局域网实现“云存储”，所以，就需要XDSL或者DDN等方式的宽带接入来连接“云存储”，而且需要有足够大的数据传输带宽，否则就是空中楼阁。

　　2，集群系统和分布式文件系统。云存储系统是一个多存储设备、多应用、多服务协同工作的集合体，任何一个单点的存储系统都不是云存储。由多个设备构成的事物，他们之间一定要具备可以沟通的渠道以及相似点，“云存储”的构成，建立在集群技术，分布式文件系统和网格计算等技术上。集群技术，代表拥有沟通渠道，分布式文件系统，代表可以互相识别，网格计算可以最大限度发挥各设备之间的性能，协同运算。

　　3，存储虚拟化技术。云存储中的存储设备，数量多且类型杂，掺杂不同厂商不同型号甚至不同类型的产品，如何将这些不同的产品之间的逻辑卷、多链路进行管理是一个巨大难题。

　　四，安防监控行业现阶段的选择

　　哪些应用适合应用现阶段的云技术？谁在使用云技术？

　　谁在使用公共云？公共云存储技术供应商如亚马逊及其S3服务一般会按存储容量按月收费，同时还会因传输数据而收取一定的带宽使用费。公共云客户不需要配备物理存储硬件或任何特殊的技术知识。因此我们可以预见，如亚马逊S3、谷歌cloud storage、微软 Sky Drive、Apple iCloud等，其典型用户是个人用户以及中小企业用户，可以快捷、方便、安全的使用公共云存储空间，带来便利的体验。而公共云计算产品，如亚马逊EC2、谷歌 App Engine、微软Azure等，则是提供给互联网开发爱好者、中小软件开发企业、需要大规模运算又无法自由搭建运算环境的客户。

　　谁在使用私有云服务？由于私有云是一家公司通过云技术自己搭建的云服务，服务对象面对的是自己公司的需求以及公司面对的特定客户，因此，使用私有云的一定是企业级用户，就如EMC的Atmos一样，为客户打造自己的云存储系统，多家领先服务提供商，包括AT&T、CBICI、Hosted Solutions、Peer1 及Unisys，已经通过EMC及 Atmos技术为他们的客户提供云服务。

　　是不是云存储就适用于大部分的数据类型？

　　云存储技术不适用于安全可靠地处理那些需要一直保持快速网络连接的文件或数据，云存储技术同样不适用于一级、二级以及模块数据存储。而恰恰，安防视频数据的特点就是需要保持快速连接的、不间断读写的数据。

　　现阶段，大华股份大力推广自有的网络存储产品，就是要把专业存储的模式优先推广到行业中，为“云存储”时代的到来打好基础。

　　五、磁盘阵列的概念

　　要定义磁盘阵列的概念，是一个简单的工作，因为这个概念已经形成了共识--磁盘阵列(Disk Array)是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的相互连接，使多个硬盘的读写同步，减少错误，增加效率和可靠度的技术。磁盘阵列是一种专业性很高、可靠性要求极严的的产品。

　　但是，要定义一个专业型磁盘阵列产品，将是一件困难的事情。在20世纪90年代，一提到磁盘阵列，同行们都能准确的定义什么是Disk Array，并不存在专业不专业的问题，因为Disk Array本身代表的就是一种专业的、特殊的产品。但自从有了iSCSI、SATA、SAS等技术，实现磁盘阵列基本功能的门槛降低了，而随着linux的广泛使用以及linux环境下raid、iSCSI、NFS、SAMBA等技术的成熟发展，进一步使磁盘阵列产品更加亲民化，也就诞生出非常多的磁盘阵列厂家，使磁盘阵列的专业化程度受到一些影响。如用PC服务器改装的产品能提供磁盘阵列的功能，且PC服务器架构的磁盘阵列拉低了产品的价格，但可靠性将得不到保障。

　　那么，什么是专业的磁盘阵列？专业的磁盘阵列主要具备以下几个标志性特点：（1）模块化设计，包括散热系统、供电系统、数据处理核心系统；（2）控制器架构能提供冗余控制器配置；（3）具备快照、卷镜像、远程复制等灾备技术；（4）采用独立硬件芯片解决raid运算问题；（5）采用高性能cache技术，具备缓存镜像功能。

　　六、磁盘阵列的发展与视频监控市场

　　谈到磁盘阵列，我们一定会想到这些概念：DAS\NAS\SAN，这些产品在各行业都已经成熟应用多年，在安防监控行业也已经应用不少时日了。

　　从整个行业的发展状态来看，选择可靠性高、稳定性好的存储设备，是每一个方案使用者、每一个方案设计者都必须考虑的问题，也是一个方案成功与否、稳定与否的关键因素。

　　日前行业内从业人员接触最多的磁盘阵列，一般说是IPSAN设备。由于随着技术的发展，实现IPSAN的技术门槛在降低，导致许多低端入门级产品充斥整个市场，而真正的专业产品由于价格因素或者对安防市场的不熟悉和不重视，反而不被行业内人员所熟知。

　　那么，如何从鱼龙混杂的众多品牌中选择出符合要求的产品呢？其实很简单，在数据存储这个领域，控制器架构的产品已经非常成熟与稳定，只是在安防监控领域还不为人所熟知。控制器架构的产品，完成符合数据保存对安全性、稳定性、可靠性的需求。选定了这个方向，再结合品牌、价格等进行选择即可。

　　专业的磁盘阵列厂商要切入安防市场也会遇到重重困难。首先是行业应用方案的不熟悉。如果只是单独的卖设备，我想对于客户来说，吸引力并不大，专业磁盘阵列厂商一般业务重心都不在安防市场上，对于安防的了解也不够深入，因此不太可能直接切入单打独斗；其次是价格上的困境。安防市场，预算还是比较紧张，而大部分又要投入到前端建设上，加上对数据安全性的不重视，导致存储设备采购预算严重不足，无法采购高档专业产品。所以，可以预见的是，从现在开始一段时期内，中高端专业存储品牌在安防监控项目中频繁出现的几率并不大。

　　这种现状对于安防行业内的从业厂商来说，其实是很好的机遇，不管是从技术发展的趋势上，还是从市场需求的刺激上，还是从整体解决方案的完整性、可靠性上考虑，都应该引导客户选择稳定可靠的产品。

　　以大华股份为例，在2012年，将推出一系列高可靠的专业型磁盘阵列，采用控制器架构，从整体结构上保证设备的稳定运行，为客户数据安全提供可靠保障。

　　磁盘阵列解决的不仅是存储空间的问题，还需要为存储的数据安全性负责。现在市场上很多入门级低端产品采用PC服务器架构和通用的工控机箱，使用基于linux开源的raid管理软件以及iSCSI target，解决了基本的“存”功能，价格也很有优势，但弊端显而易见，对于故障恢复将无能为力，使用这种解决方案，后期维护将给客户带来很大的困惑：到底这些磁盘阵列能不能稳定运行？

　　专业的磁盘阵列产品从多个方面保证了存储数据的安全性。首先，它一定是没有单点故障的设备，一定是内部无线缆连接的设备，一定是模块化设计的设备，这样从硬件上保证了设备的稳定可靠。其次，它一定要实现内部数据通道多路径切换、负载均衡，一定要支持外部数据通道多路径切换、链路聚合功能，一定要支持快照、卷镜像、数据迁移、远程复制等高级备份功能，这样可以利用软件功能保护用户数据高可用。

　　目前，大部分专业的磁盘阵列产品，从使用率上来衡量，平均年宕机时间不会大于0.05%，也就是99.95%的年可靠率，换算下来，年宕机时间不大于5个小时，而有些高端产品达到99.99%的年使用率，换算下来，年平均宕机时间不会大于57分钟。

　　七、结束语

　　就安防监控对于专业存储产品的应用来看，尚处于入门阶段。很多项目追求的是产品价格，对于大容量数据的安全性尚未引起足够的重视，因此大部分监控项目选用的产品是入门级存储产品，只能解决基本的数据存储需求。稳定性不佳，故障恢复能力不强是入门级产品普遍存在的现象。

　　就在这种基础背景下，我们应该在实际应用中优先解决存储设备的稳定性、安全性问题，引入高可靠的专业存储产品，从设备本身先做投入与储备，一步一个脚印，顺应技术发展的规律，打好基础，不能好高骛远，追求高、新、奇的技术。当业内对专业存储设备应用理解以及普及以后，基础的概念以及技术理所当然的就完善了，比如“云存储”需要的技术储备：分布式文件系统的应用、存储虚拟化技术、集群的应用等，而经过几年的过度，大区域范围的网络带宽也能足以支撑“云”概念的应用，如此，用户才能从中享受到技术带来的变革，加速行业的发展。

　　安防监控领域，走到2012年，其他技术都得到了迅速的发展，不管是编解码技术、视频传输技术、图像显示技术等。但集中存储解决方案中的网络存储产品，则一直未得到重视，总是选择满足基本存储需求的产品即可，对产品后期的稳定性以及故障恢复能力不够重视，导致非常多的录像数据丢失，客户投资得不到很好的保护。

　　基于此，大华股份提出“专业、可靠”倡导者，“高效、稳定”实践者的口号，把采用专业控制器架构的产品推广到安防监控市场中来，借鉴专业类型产品先进的架构以及概念，改善安防视频监控方案中集中存储存在的问题，甚至于可以结合视频监控行业数据读写的特殊性进行优化，打造出符合行业应用的专业产品。

 

【浙江大华技术股份有限公司产品经理杨文昭】