关于NVR成为高清监控主要存储形态的探讨

■张飞飞

在高清监控时代，无论是DVR，还是IP SAN，都有望统一到NVR，由NVR实现各类监控系统的集中式或分布式录像存储。

随着高清监控的逐步普及，视频监控正在快速迈入全网络化时代，在这样的背景下，NVR取代DVR已经成为了整个产业的共识。

相应的，在很多中小型监控系统或行业末端接入监控系统中，基于NVR实现高清监控的存储也将顺理成章的直接取代传统的DVR存储模式。这固然是NVR取代DVR的结果，同时也是NVR本身具备的存储优势所决定的：

第一，NVR基于IP端口实现前端接入，其接入能力有大有小，从几路到几十路甚至上百路，会有各种形态，而受限于模拟端口数，目前大容量DVR的主要形态均为16路接入，因此，NVR在多种容量以及大容量并发存储方面具备明显的优势，可以满足各种存储需求；

第二，NVR一诞生就具备RAID以及ANR等先进的存储可靠性技术，在确保资料完整性方面有着得天独厚的优势，而目前绝大部分DVR都不带RAID功能，同时由于其模拟接入特性，也不会采用ANR技术。ANR技术正在成为IP监控存储中非常重要的一项可靠性技术，它实现了本地存储和网络存储的完美融合：首先是侦测网络状况，在网络失效时，能记录下失效前的传输数据，等到网络连接恢复后再把数据上传到管理中心；其次是双重录像，当网络出现问题或不稳定时，管理中心和前端双方都会把图像数据单独存储在缓冲区以作备份；最后是自动修复数据，当网络恢复正常后，管理中心和前端双方会对比各自的数据，检查对比在网络失效时的图像数据，然后自动修复管理中心错误或遗失的数据；

第三，NVR本身的网络开放性，也使得NVR能够提供更为灵活、更为便捷的存储部署，在缓解网络流量压力的情况下，实现存储资源的统一管理以及统一检索。

上面的情况是针对中小型监控系统或行业末端接入监控系统而言的，其DVR存储模式将完全被NVR取代。我们都知道，目前很多大型的、分布式的网络视频监控系统多采用IP SAN这样的海量存储设备，而不是DVR，这类系统从监控存储技术的发展趋势来看，也将受到NVR的冲击。下面我们从技术趋势层面来详细分析其中的原因。

传统的IP SAN存储系统架构典型如图1所示：

图1：传统IPSAN存储架构

网络摄像机或视频编码器对采集的视频进行编码压缩处理后，以IP视频包形式上传至中心管理平台（对于多级系统为分中心管理平台），中心管理平台或分中心管理平台再将IP视频包转发至录像服务器，录像服务器将IP视频包处理后再送至IP SAN磁盘阵列进行存储。客户端或电视墙要访问回放相关录像资源时，则经由IP SAN-录像服务器-平台-客户端或电视墙这样相反的过程。所有的视频码流都要通过管理平台进行转发。

作为一种网络化的存储形式，IP SAN加平台的存储方案与以前的DVR存储相比，一方面部署位置相对灵活，存储容量也可以做得非常大，另一方面可通过分布式部署实现网络流量的合理分布，并提升存储可靠性，而且还可以在实现统一管理的情况下简化用户访问。因此，IP SAN存储在监控领域获得应用本身是一个巨大的进步，现在很多大型的行业监控系统都在网络化建设或升级改造中开始采用IP SAN方式。

但是，IP SAN+录像服务器+平台这样的架构并不是一种完美的解决方案，它仍然存在一定的缺陷，其中主要体现在以下几点：

第一，可靠性仍然有提升空间。“录像服务器+管理平台”在物理的设备形态上，有的是“从平台+主平台”的形式，有的是“服务器+主平台”的形式，对于小型系统，甚至就是一台设备集成了两者的功能。无论是哪一种形态，前端视频都至少要经过两次的网络传输过程才能送达IP SAN，IP SAN存储的视频都至少要经过两次网络传输过程才能到达客户端或电视墙解码器。这个在一定程度上影响了存储系统的可靠性。此外，IP SAN本身没有文件系统，文件系统的功能是由录像服务器来提供的，两者之间发生网络故障时也会因文件系统修复产生可靠性隐患；

第二，对平台性能要求较高。无论是前端视频存储过程，还是客户端或电视墙进行录像资料的访问回放，其视频资源都要经过录像服务器/从平台，这个对平台的媒体转发性能要求较高，甚至是对平台性能的一种浪费；

第三，没有很好的实现IP SAN本身的分布式部署。这样的架构实际上是录像服务器与平台捆绑得更死，这就导致了IP SAN还是不能很好的实现分布式部署；

图2：基于NVR的流媒体存储架构

第四，负载均衡不够完善。无论是一台录像服务器/从平台对应多台IP SAN，还是多台录像服务器/从平台对应多台IP SAN，都难以实现完善的流量负载均衡，或者说难以保证负载均衡策略的合理性。

而随着CDN等流媒体领域相关技术的渗透，以及ONVIF标准逐渐被采纳，上述“IP SAN+录像服务器+平台”的存储架构正受到一种新的存储模式的冲击，其典型架构如图2所示：

这样的存储架构是将录像服务器/从平台与磁盘阵列整合在一起，形成一种“新”的存储形态，网络摄像机或视频编码器对采集的视频进行编码压缩处理后，直接将IP视频包传送至存储设备，码流不经过平台转发。客户端或电视墙要访问回放相关录像资源时，视频信息也是由存储设备直接传送给客户端或电视墙这，码流也不经过平台转发。平台在中间主要负责信令的交互以及管理和控制业务。

这样的架构很好的解决了传统IP SAN架构的缺点：

第一，可靠性提升了。码流从前端到存储设备或从存储设备到客户端/电视墙只有一次网络传输的过程，减少了影响可靠性的环节，同时在存储设备中直接进行流媒体处理，相当于本地存储，减少了存储协议的封装过程；

第二，减少了平台资源的损耗。所有码流不需要通过平台转发，平台仅负责信令交互、控制管理，一个平台即可实现大型系统的管理；

第三，真正实现存储设备的分布式管理。存储设备与平台之间可以真正实现基于网络的连接，可以部署在任意位置，可以根据前端点的分布进行合理部署，从而实现网络流量的更合理的分布；

第四，实现高效的负载均衡。录像处理和磁盘阵列直接对应，不存在资源浪费以及复杂的负载均衡策略，资源利用更高效。

事实上，这种“磁盘阵列+录像服务器”的“新”存储设备形态，本质上就是NVR。NVR就是集成了磁盘阵列、录像服务器以及流媒体业务的新一代网络存储设备——网络录像机。

因此，在高清监控时代，无论是DVR，还是IP SAN，都有望统一到NVR，由NVR实现各类监控系统的集中式或分布式录像存储。

作者为苏州科达科技股份有限公司产品推广经理