使用IP SAN的数模结合视频监控系统

计算机技术的迅速发展促使视频监控完成了从全模拟化到数字化的转变。在这个过渡阶段中，由数字监控取代传统技术派生出的许多数字监控的新功能正在逐渐成为主流技术。受监控图像的清晰度及保存时间等需求影响，原数字化监控的核心设备DVR（硬盘录像机）逐渐完成它的历史使命，开始为以DVS（视频）+IP SAN为核心的监控系统所替代。新一代的视频监控系统以数字视频的压缩、传输、和播放应用为主，以智能实用的图像分析为特色。其中针对视频监控开发和设计的系统越来越成为影响监控系统整体性能的关键性设备。

    与IP SAN的数模结合视频监控系统不同的是上一代视频解决方案的存储系统主要采用DAS架构。通过SCSI直连外置存储设备，存储设备直接连接到DVR上实现对DVR存储容量的扩容，该架构对于分布式存储是个比较好的方案，但无法提供跨平台的支持，配置上严重依赖所连接的服务器，所以管理成本很高。当需要扩容重新做RAID的时候，一般需要宕机，会影响网络服务。

    在当前主流的视频监控应用中，存储的数据不再是简单的录像数据，而是监控资源使用部门对图像进行分析的数据源，监控系统的应用模式决定了其中的存储系统必须能够同时支持高级别的安全性、丰富的权限管理功能、数据的高共享性、数据读取和写入的高性能以及具有灵活的扩展性。新一代视频监控方案的存储系统基于SAN架构，提供了一个性能稳定的数据高速存取平台，通过集中存储构成一个大的存储池。可以实现集中管理、集中存放、集中调用等功能，是视频监控系统中最适合集中存储的架构。目前SAN架构又分为FC SAN和IP SAN两种，从监控应用的需求角度出发，IP SAN在性能、功能以及拥有成本等角度上更适合监控应用。

    DVS＋IP SAN监控存储方案

    威视数据（WISDATA）针对大规模视频监控项目（百路以上）的应用，提出了针对性的解决方案，该方案采用IP SAN架构设计，并针对监控应用进行定制化设计，被广泛应用于大型的重要视频监控项目中：在深圳南山平安城市、北京朝阳奥运监控、营口高考监控等多个项目均在实际应用。具体方案使用DVS＋IP SAN磁盘阵列的监控方式，将iSCSI to SATA磁盘阵列（MacroStor1000I）通过以太网机与服务器相连，具体连接方式如图所示：

    使用IP SAN的数模结合视频监控系统

    方案描述

    前端多路监控摄像头捕捉到视频流通过光纤/铜轴电缆将模拟信号传递到中心。通过视频分配器，将每一路视频信号分一路给视频矩阵，视频矩阵将模拟信号的视频流直接通过显示大屏，实现实时监控。综合服务器接收到DVS发送的数字视频流后，将其存储在后端的IP SAN存储中。配置服务器对整体系统的权限、级别以及存储内容进行统一的管理、配置。远程客户端依据配置服务器发放的权限，通过以太网访问IP SAN存储中的数据库来对监控录像进行回放、图像的再分析等。

    此方案部署简单、使用方便，可以利用现有网络资源，提供SAN架构的服务。由于使用了IP进行数据传输，因此不存在距离限制并且可以实现容量的无限扩容，在提供SAN架构服务的同时，大大降低了整体系统的实施成本以及后期维护成本。

    针对视频监控行业专用的存储系统

    不同厂家的IP SAN设备性能差别比较大，、威视数据（WISDATA）针对视频监控应用的特点，对所推出的存储系统进行了优化。监控应用主要是以一定码流多路并发写入，并伴随随机读取的的存储应用。一般在采用Mepg4/H.264的情况下，D1分辨率、一路码流为1.5-2Mb/s，CIF分辨率、一路码流则为500-800Kb/s左右。在D1分辨率的情况下，一般视频流一次IO最大块为128Kb，因此100路需要写入的IO次数为2Mb/s÷128Kb×100＝1562.5 IOps，而吞吐率为2Mb/s×100÷8＝25MB/s.针对视频监控行业设计的MacroStor1000I在128Kb顺序码流写入时吞吐率实测数据为200MB以上，完全满足D1分辨率下百路以上码流的需求；而其IOPS值的实测数据也都在3000以上，可以满足百路以上的需求。

    在需要容量扩容时只需要将MacroStor1000I连接进视频监控网络并进行简单的配置，即可实现在线扩容。对于大型监控项目，对录像数据能够提供SAN的特性，而对图像分析、事件检测时则则提供NAS的特性。

    易管理和使用是也是城市监控存储系统的一个基本要求。对于国内用户来说全中文的管理系统是必须的。MacroStor1000I采用基于浏览器的管理方法，在客户端无需安装任何软件的情况下，即可以管理设备。

    在监控系统中经常需要针对重要事件图像进行分析，因此需要存储设备具有高安全性以提升数据的安全级别，常规产品采用的RAID5技术是在一个RAID组中一块硬盘损坏的情况下，通过RAID自动重建功能可以保证数据不丢，而MacroStor1000I采用业界先进的RAID6技术，可以在RAID组中同时损坏两块硬盘的情况下仍然可以保证数据不丢，而且磁盘阵列无需重启。并可以实现RAID组的在线扩容。此外为将来实现数据容灾备份提供扩展功能，MacroStor 1000I还可通过备份软件将磁盘阵列当中存储的视频数据直接备份到备份设备当中，进一步保障了视频数据的安全。