超融合构架在高校智慧安防系统建设中的应用研究

赵强 王雷

摘 要：为了解决高校安防体系建设，智能化管理難以实现、各子系统之间联控差、后期对系统功能的拓展较为复杂、系统和设备后期运营维护成本高等一系列问题，本文提出了一种在高校智慧安防系统上应用超融合构架的解决方案。该方案能够以较低的成本帮助用户简化部署，便捷运维，并且能够轻松实现模块化拓展。

关键词：超融合构架;高校校园;智慧安防系统

1 概述

随着科学技术和互联网技术的飞速发展，5G、大数据、云计算、人工智能等最新科技成果逐渐应用到了安防系统中。高校是科技创新的主要场所，科学规范的技防方能够让高校的安全得到有效保障，且具有全天候、“无缝连接”的效果。因此，借助现代化、信息化技术手段，创建一个全时空、立体化、多元化、智能化信息采集、大数据处理、视频智慧应用和安全保障的智慧安防系统，才能预防高校各类突发案件和事故，有效促进并增强高校安保综合管理水平，为建设更高水平的平安校园打下坚实的基础。

2 高校安防系统建设现状

目前，国内各大高校的安防系统建设也是如火如荼，但是，绝大多数的安防系统构架还停留在传统的系统集成、数据集中存储的基础上。安防系统集成了视频监控、车辆门禁、升降柱、人员通道、车辆测速、消防、周界报警等众多的前端感知系统，需要存储海量数据，更要对海量的数据进行智能分析、数据挖掘等复杂计算，所以需要有强大的计算能力和信息存储能力。除此以外，整个安防系统平台还在不断地更新设备或者增添新系统，随着前端采集的视频分辨率越来越高，数据维度越来越丰富;视频数据存储要求能够达到90天以上;业务子系统的建设越来越多样化，服务器也越来越多，各个子系统独立运行、控制，信息孤岛现象严重，能化管理难以实现，各个子系统之间联控差、后期对系统功能的拓展较为复杂、系统和设备后期运营维护成本高等一系列问题逐渐显现，安防系统的综合性问题就成为使用过程中的硬伤。

近年来，基于万物互联、大数据、云存储理念的安防系统提出要打造一个全时空、立体化、多元化、智能化信息采集、大数据处理、视频智慧应用和安全保障的“智慧安防”完整体系油然而生。智慧安防系统需要具备智慧的能力，就需要融入到高校智慧校园的建设之中。构建这样一个智慧安防系统，就需要考虑引入云计算与云存储技术，搭建安防系统的数据处理中心和综合管理平台。[1]

3 超融合

3.1 超融合定义

超融合是一个与管理程序无关的、纯软件实现的企业存储解决方案，为虚拟化环境提供虚拟机级别的存储概念，并可与服务器虚拟化管理方案和用户界面完全集成。目前国内超融合一体机，是利用分布式存储和计算虚拟化技术整合服务器集群、对外提供计算、存储和网络等资源的IT基础构架。

3.2 超融合构架及特性

超融合基础构架[2]，这是一种将计算、网络和存储等资源作为基本组成元素，根据系统需求进行选择和预定义的一种技术构架。

3.3 超融合系统构架相比于传统系统构架的优势

（1）易于搭建且成本降低。传统系统构架使用专有的存储硬件和网络，在搭建、升级或改造系统时需要通过新购相对应的硬件设备，时间与资金成本较大，并且在设备调试过程中也可能会出现意想不到的状况。但除了采购成本的降低，超融合在总拥有成本上也具有更大的优势。

（2）可靠性有效提升。一旦所在的业务服务器宕机，业务功能立马停止，报修涉及环节较多，周期较长。而超融合系统构架采用统一、简洁的管理平台进行管理，操作简便。虽然X86服务器本身存在单点故障，但超融合本身是以集群方式工作的，而且其核心分布式存储系统首先要解决的问题就是利用多副本等技术构建具备更高可靠性的大规模系统，可以保证超融合节点宕机后业务虚拟机立刻自动迁移到其他的节点上并自动运行业务系统，时间只需要几分钟。从而保证了系统的稳定运行，使数据可靠性更高。这些技术都是构建软件定义数据中心的核心。

（3）扩展性大幅提升。传统系统构架的存储是由RAID构成的不同存储空间，一旦磁盘写满无法扩容，而超融合存储是一个统一可弹性扩展的存储池，并且具备更强的扩展能力，只需要添加一个节点，数据就会自动均衡到新节点，其中每个节点都需要配置SSD盘作为缓存，缓存容量远大于传统存储的易失性内存，且多节点并发带来更强的聚合性能。

（4）运维难度大幅降低。在传统系统构架中，部署新的服务器和应用时，要在各节点中进行调试，获取资源的周期与业务上线的周期较长。整个产品运维周期中，不仅大量操作被自动化，运维简单，而且时间短，效率高。

4 超融合构架在智慧安防系统中的应用

4.1 高校智慧安防系统

高校智慧综合安防系统主要是为了实现全校园的安防信息整合共享，系统融合视频监控系统、车辆管理门禁系统、应急报警系统、红外周界报警系统、电子巡更系统、消防报警系统、对讲机发布系统等多个子系统，各个子系统可以独立运行，一个子系统的故障不影响其他子系统的运行，确保每个系统的正常运行。同时，各系统之间应当做到联动运行，安防的各个子系统以及消防等系统集中在一个平台进行管理，使各系统协调运行，一旦出现意外情况可以共同进行反应，大大提高监管效率和应急处理能力，使安全防范能力更有效。智慧安防系统构架如图1所示。

4.2 超融合系统部署

结合智慧化校园整体建设规划，利用大数据、云计算、智能集群、全交换等现代化先进信息技术，开启以“应用云”“存储云”“计算云”为核心的大数据时代，实现消防监控、车辆监控、安防监控这三大功能的同时，打造一个具备高感知、高协调的智慧安防系统综合平台。智慧安防系统采用超融合集群+云存储构架。整个超融合集群采用5+1部署模式（即5台集群节点服务器加1套集群管理软件），各集群节点之间通过万兆交换机互联（10G链路），对外设备网采用万兆交换机（40G链路），为了整个系统平台的安全性接入设备网前增加安防平台安全准入网关。智慧安防系统的后端平台都部署于超融合云平台上，按需扩展硬件资源。

集群节点服务器采用联想SR850：配置4颗Intel Xeon Gold 5215处理器、256GB TruDDR4 2666MHz企业级内存、存储配置1块240GB SSD+1块960G SATA SSD（读取和写入速度500MB/s）;3块2.4TB 10K 2.5寸硬盘、配置超融合专用直通阵列卡，支持JBOD模式、实配电源输出功率铂金电源;1+1热插拔冗余电源、配置2个万兆光口、1个专用的管理端口、配置独立的远程管理控制端口、配置虚拟KVM功能，可实现与操作系统无关的远程对服务器的完全控制。

4.3 应用成效

4.3.1 业务平台扩展

基于超融合的构架，已经具备了安防业务所必需的计算、存储、智能资源，安防系统的业务必然会全套部署在这之上。超融合集群节点资源以及虚拟机的使用情况如图3、图4所示。

目前，超融合云平台除了部署了超融合集群监管软件、节点管理软件外，还部署了安防系统的相关业务软件，如安防业务平台、智慧消防业务平台、人行速通门业务平台、流媒体服务器、人脸分析服务器业务管理平台、云存管理服务器、GIS地图服务器、车辆违章及测速管理平台、车辆门禁管理系统等。具体业务平台如表1所示。但是在安防系统建设中，难免会有一些功能软件是根据校园安全管理定制的，或者新增一些业务软件如校园预约访客系统、无人机巡检系统、人员巡检及定位系统等。这就体现了超融合构架完美的可拓展性。

4.3.2 统一门户，便捷管理

基于超融合构架的智慧安防系统，能够对不同厂家，不同类别设备实现资源的集中化、可视化管理，具备便捷的运维界面，使得使用和维护人员能够快速地进行业务平台的部署，从虚机划分、资源分配、业务平台安装等方面实现快速化、简单化;同时还能提供资源实时监控、配置、日志、告警等服务，从而极大提升运维管理效率，助力高校智慧安防系统的业务创新。

結语

智慧安防建设是学校安保工作建设中的重中之重，如何更好地实现收集信息资源、存储信息资源、处理信息资源等，是我们需要改进的短板。而超融合技术的出现，让我们耳目一新，有了新的解决办法，而在未来的超融合构架技术发展中，我们可以根据高校的实际情况，不断研究探索和调整这一技术对高校智慧安防的作用。提升高校智慧安防建设水平，为师生提供更加平安美好的校园生活。

参考文献：

[1]王俊修.超融合架构在公安物联网存储系统中的应用研究及展望[J].中国安防，2018.

[2]刘磊.超融合架构在校园校信息化建设中的作用[J].信息通信，2018（4）：186187.

[3]韩银俊，杨洪章.超融合存储关键技术及应用[J].科技风，2019，8.

[4]许嗣强.新安防时代下超融合云存储的具体实现[J].中国安防，2019（06）：8187.

作者简介：赵强（1983— ），男，江苏镇江人，硕士，讲师，安全保卫处，科长，研究方向：技防信息化。