視頻監(jiān)控中分布式存儲技術(shù)方案分析
2011/03/15
在一個視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，選擇什么樣的存儲解決方案直接決定了整個系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)以及系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定程度，目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的存儲方案大致上有兩種。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲方案
一種是在攝像監(jiān)控前端采用有一定存儲容量(如1.2T)的DVR設(shè)備，所有需要的數(shù)據(jù)均保存在前端DVR的存儲設(shè)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(shè)備，包括這些DVR設(shè)備的存儲數(shù)據(jù)，如錄像的轉(zhuǎn)存、刪除和回放等功能。這種方案中所有數(shù)據(jù)主要保存在DVR中，后臺主要負(fù)責(zé)維護和必要的存儲。
另一種是在攝像監(jiān)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(yuǎn)端通過后臺的PC或者服務(wù)器軟件來將數(shù)據(jù)保存在后臺的存儲設(shè)備上。
上述兩種存儲方案均有很多弊端，尤其當(dāng)監(jiān)控點很多，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(dǎo)致難以維護;由于存儲的專業(yè)程度不高導(dǎo)致存儲的可靠性不高，進而導(dǎo)致整個系統(tǒng)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(xiàn)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來作為視頻監(jiān)控的存儲解決方案，這個方案的主要特點包括：
- 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(shè)備。
分布式存儲，集中管理
在這個方案中，共有三級：
上級監(jiān)控中心：上級監(jiān)控中心通常只有一個，主要由數(shù)字矩陣、認(rèn)證服務(wù)器和VSTARClerk軟件等。
本地監(jiān)控中心：本地監(jiān)控中心可以有多個，可依據(jù)地理位置設(shè)置，或者依據(jù)行政隸屬關(guān)系設(shè)立，主要由數(shù)字矩陣、流媒體網(wǎng)關(guān)、iSCSI存儲設(shè)備、VSTARRecorder軟件等組成;音視頻的數(shù)據(jù)均主要保存在本地監(jiān)控中心，這就是分布式存儲的概念。
監(jiān)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，該硬盤主要是用于網(wǎng)絡(luò)不暢時，暫時對音視頻數(shù)據(jù)進行保存，或者需要在前端保存一些重要數(shù)據(jù)的情況。
本地監(jiān)控中心的存儲設(shè)備也可以用一臺服務(wù)器，帶SCSI磁盤陣列的形式，但由于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)收發(fā)性能有限，從而影響整個存儲系統(tǒng)的性能，因此有建議選用專業(yè)的iSCSI存儲設(shè)備�；趇SCSI技術(shù)的IPSAN
iSCSI原理簡介
這是由IETF開發(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IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，這樣就可以使在網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)更加便利，而且可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程存儲管理。
iSCSI使標(biāo)準(zhǔn)的SCSI命令能夠在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的主機系統(tǒng)(啟動器，Initiator)和存儲設(shè)備(目標(biāo)器，target)之間傳送，而且iSCSI協(xié)議支持在系統(tǒng)之間傳送標(biāo)準(zhǔn)的SCSI命令。在系統(tǒng)之間的連接是通過標(biāo)準(zhǔn)的IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施實現(xiàn)的，iSCSI的工作原理是：當(dāng)終端用戶或應(yīng)用程序(啟動器)發(fā)送一個請求后，操作系統(tǒng)將生成一個適當(dāng)?shù)腟CSI命令和數(shù)據(jù)請求，SCSI命令通過封裝，在需要加密的時候要執(zhí)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(biāo)器)在收到這個數(shù)據(jù)包后按照相反的方向進行解包，解析出SCSI命令和數(shù)據(jù)請求，SCSI命令再發(fā)送給SCSI存儲設(shè)備驅(qū)動程序，因為iSCSI是雙向的協(xié)議，所以它可以將數(shù)據(jù)返回給原來的請求。
基于IPSAN的網(wǎng)絡(luò)存儲方案
在這個解決方案中，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器需要支持iSCSI協(xié)議，是啟動器，而位于監(jiān)控中心的iSCSI存儲設(shè)備則是目標(biāo)器。本地監(jiān)控中心的iSCSI存儲設(shè)備可以充當(dāng)多個網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的存儲設(shè)備，而且iSCSI存儲設(shè)備還可以再外掛磁帶設(shè)備，進一步擴大存儲容量。
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IP，如果希望通過Internet來進行遠(yuǎn)程監(jiān)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(yuǎn)程監(jiān)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(yuǎn)程監(jiān)控帶來了不便，而現(xiàn)在市場上已有一種流媒體網(wǎng)關(guān)可以解決這兩個問題。
該流媒體網(wǎng)關(guān)是一個嵌入式的硬件設(shè)備，所有的報文轉(zhuǎn)發(fā)均是基于硬件轉(zhuǎn)發(fā)(如果是軟件轉(zhuǎn)發(fā)，性能達不到要求)，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換功能;
2、支持視頻分發(fā)功能，當(dāng)多個遠(yuǎn)程監(jiān)控的用戶訪問同一臺網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的時候，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(dāng)流媒體網(wǎng)關(guān)收到網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的數(shù)據(jù)后(注意視頻服務(wù)器與流媒體網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)流只有一份)再負(fù)責(zé)分發(fā)給遠(yuǎn)端的多個監(jiān)控用戶;
3、支持視頻點播服務(wù)，遠(yuǎn)端用戶可以通過流媒體網(wǎng)關(guān)完成視頻點播的功能;
4、支持iSCSI的Initiator。
對上述的功能流媒體網(wǎng)關(guān)還可以分別進行配置。
結(jié)語
在目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，由于存儲方案的局限導(dǎo)致的視頻監(jiān)控系統(tǒng)性能和可靠性的下降，時時困擾著我們，而基于iSCSI的IPSAN存儲方案無疑是解決存儲問題的一個良方，尤其當(dāng)iSCSI的存儲設(shè)備的性能不斷提高、價格不斷降低的時候，采用這種方式就更是必然的選擇，可以深信，基于iSCSI技術(shù)的存儲解決方案會逐漸成為大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中存儲技術(shù)的主流。
21IC電子網(wǎng)
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