视频监控系统的安防存储

■ 黄丽婷

视频数据往往是很多行业案例中事后查证的重要证据，在银行、司法、平安城市等项目中，视频图像的存储时间都在1-3个月甚至是更久。随着高清监控时代来临，更清晰的图像意味着更大的存储容量、更多的设备数量，存储产品必须具备更高的容量和性能，与监控应用更紧密的结合。

随着安防行业日新月异的发展，产品与技术的不断更新，各行各业安防解决方案对视频监控画面质量的要求越来越高，随之对数据存储的要求亦是越来越高。视频数据往往是很多行业案例中事后查证的重要证据，在银行、司法、平安城市等项目中，视频图像的存储时间都在1-3个月甚至是更久。随着高清监控时代来临，更清晰的图像意味着更大的存储容量、更多的设备数量，高清网络摄像机由于其高分辨率和高码流，使得存储容量扩大为标清的2至4倍。流畅的高清画质需要庞大的后端存储空间作支撑，高清数据流量的增加直接要求存储设备增大录像存储容量。

此外，视频监控系统的高清画质对存储设备的性能要求更高。视频数据以流媒体方式写入存储设备或从存储设备回放，与传统的文件读写不同。多路视频长时间同时写入同一个存储设备，要求存储系统能长期稳定工作。高清网络摄像机作为监控点视频采集设备，其自身往往不带长效存储介质，更多的是通过网络传输数据，在后端专门的存储设备上实现数据存储。视频监控系统一般具有监控点多（摄像头数量多）、视频数据流大、存储时间长、24小时连续不间断作业等特点。视频监控系统有着海量存储的需求，监控数据是每天每小时不间断写入，存放时间要求高，数据量随时间增加线性增长。对于一个平安城市项目而言，总的监控路数通常几千到上万路，上这对于传统的存储行业是难以想象的。高清监控对存储总带宽要求较高，而在传输过程中编码流和存储数据量的增大要求存储设备能够基于此特性，高效完整地实现视频数据的安全写入。因此，稳定性高、扩展性良好的后端管理存储设备也是打造高清系统的关键因素。

针对高清网络视频监控系统的稳定性来说，存储设备的性能则显得至关重要。如何确保大容量下系统存储的稳定性，各个厂家的解决方法不尽相同。如金三立采用E-NVS嵌入式网络视频管理平台，其集嵌入式服务器、嵌入式中心管理软件、大容量磁盘阵列等于一体，支持海量存储容量的扩展。同时，为了保障大量传输数据的安全性，E-NVS磁盘支持多种RAID方式和热备份功能，如RAID5可以支持1块硬盘损坏的冗余特性。另外，整套系统会配备E-NVS主机和备用机及专门的双机热备软件，多方保障数据安全。如遇大型网络系统，E-NVS存储系统可拓展为IP SAN模式，IP SAN是一种将存储设备、连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术。IP SAN本身就是一个存储网络，承担了数据存储任务，IP SAN网络与LAN业务网络相隔离，存储数据流不会占用业务网络带宽，IP SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问，提高了存储的性能和升级能力及存储设备的利用率。其次，这种集中化的虚拟存储方式能有效进行存储资源分配与管理，在处理大规模的数据存储和应用服务时，显得游刃有余。

另外，安防监控应用中，由于需要大量存储设备，而存储设备中的海量数据，必须被有效的管理起来，对最终用户的使用提供方便可靠的支持，这就对存储设备的集中管理有着一定的要求。另外网络化要求亦是视频系统存储不可或缺的一个大需求。TCP/IP网络是安防监控技术向网络化方向发展的网络基础，基于TCP/IP网络的存储技术将在安防监控技术网络化进程中发挥不可替代的作用。

面对视频监控系统的以上存储需求，目前监控市场存在以下技术措施：

DVR存储

DVR存储是目前最常见的一种存储模式，编解码器设备直接挂接硬盘，由于编解码设备性能的限制，一般采用硬盘顺序写入的模式。随着硬盘容量的不断增大，单片硬盘故障导致关键数据丢失的几率亦在同步增长，且DVR性能上的局限性也影响了图像数据的共享及分析。这种方式的特点是：价格较低，使用较方便，适合于小规模、分布式的部署。

编码器直连存储

编解码器外挂存储设备，通过编解码器的外部存储接口连接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存储协议扩展。这种方式可实现编解码器容量的再扩展，适合于中小规模的部署，监控视频数据通过RAID技术在可靠性上得到了一定保证。其中SATA/USB模式不能共享并且扩展能力较低，逐渐被淘汰;IP网络（iSCSI和NAS）方式下具有更好的扩展能力和共享能力。但是这种方式由于需要依靠流媒体服务器进行数据的转发和检索，容易在流媒体转发这一环节出现瓶颈。

集中存储

服务器连接前端编解码器，通过流媒体协议下载数据，然后存放到存储设备上。服务器和存储设备之间可以通过SAS、iSCSI、NAS、FC协议连接。集中存储方式适合于大中型平台的部署。集中存储方式中，IP连接模式（iSCSI）和FC连接模式有良好的扩展能力和可管理性，是目前采用较多的方式之一。从实际的部署和效果来讲，FC存储由于强大的性能和数据处理能力，在节点较多的监控环境里较为合适;而IP存储由于性能和扩展性的限制，在中小型应用中能具备更高的性价比。

NVR存储

NVR作为DVR的升级产品，完全是时兴的网络系统的产物，其可接收IPC、DVS等设备传输的数字视频码流，并进行存储、管理。传统嵌入式DVR系统适用于模拟系统，其受到传输距离以及模拟信号损失的影响，无法实现远程部署，而NVR适用的网络视频监控系统，则不会受到地域的限制。另外，NVR的布线安装都更为便捷，系统连接只需一条网线即可，既降低了成本，同时通过系统自动搜索IP，简单调试，就可以投入使用。除此之外，现有的NVR安全性更强，其不仅支持中心存储、前端存储、客户端存储等多种存储方式，同时支持互备功能，保证系统故障时，不会丢失数据。不仅如此，目前NVR还支持使用AES码流加密、用户认证和授权等这些手段来确保网络监控系统的安全，进一步提高了NVR的监控环境安全性。NVR能够实现高分辨率、高质量实时监控，并且简单易用。简单来说，NVR系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，通过NVR设备上的网络接口，以IP包的形式在网络上传输，在DVR的基础上，实现了系统的网络化。

以上几种方式在目前监控市场中应用较多的几类，并且在各自的应用中都发挥着不可或缺的作用。除此目前大力推广的还有云存储技术。云存储是在云计算概念上发展而来的，其主要是指通过集群应用、网格技术或者分布式文件系统，将网络中不同类型的的存储设备在应用层面集合起来协同工作、共同对外提供数据存储和业务访问的系统。时下面对高清网络视频监控海量的存储需求，推出云存储技术主要有以下原因：一、云存储能解决大规模系统的存储需求，且扩展方便，在存储管理上可以实现自动化和智能化，通过自动分配数据，有效整合存储资源，提高存储空间的利用率。二、云存储能实现存储全虚拟化，更大程度上简化应用环节，通过授权方式用户可以同时登陆空间进行视频浏览和数据访问，在保证存储空间的同时，满足浏览、共享功能。虽然目前云存储技术能从横向和纵向上进行存储系统的扩展，实现强大的存储性能，然而，云存储技术的发展和应用也并不成熟，有待进一步完善后进行市场检验。

未来安防技术的突飞猛进给视频网络高清存储系统带来的革新将是多技术的融合与应用，随着安防监控技术与用户需求相结合的趋势愈加明显，在安防监控产品集成实施过程中，存储技术也必须不断适应安防监控的应用特点，不断的完善自己，新技术的不断开发和成熟方案的不断完善与结合是大势所趋。在物联网发展的时代背景下，可以预见的是行业内逐步统一和完善的网络标准与协议，各类子系统的合理规划与对接应用，有效打造社会生活大网络的各环节。视频监控的高清化、智能化则需要存储技术从容量、性能、应用、适用性上做更多改进：高清监控需要传输带宽更大、容量要求更高，存储产品必须具备更高的容量和性能，存储技术需要与监控应用更紧密的结合，能够针对特定的应用进行设计。