云應(yīng)用成都視頻監(jiān)控存儲技術(shù)進(jìn)化史簡析

成都弱電公司訊：

大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)存儲量呈現(xiàn)爆炸式增長，隨著IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展和成都視頻監(jiān)控數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化的逐漸成熟，成都視頻監(jiān)控前端攝像機視頻采集技術(shù)也在飛速發(fā)展。

除了上帝，誰都離不開數(shù)據(jù).從早期的10萬像素到今天的200萬、500萬像素，視頻清晰度越來越高，視頻畫面中的信息量也越來越豐富。作為安防視頻經(jīng)管系統(tǒng)信息的最終集散地，存儲技術(shù)引發(fā)了行業(yè)變革。那么，追根溯源，我國成都視頻監(jiān)控存儲技術(shù)，經(jīng)歷了哪些變革呢？

被遺忘的存儲記憶

第一代存儲是早期的監(jiān)控系統(tǒng)采用的VCR存儲，VCR存儲實現(xiàn)了最基本的記錄功能或記憶功能。這個存儲技術(shù)在2000年初較為盛行，韓國品牌為主，國內(nèi)企業(yè)較少涉足。由于年代較于久遠(yuǎn)，而且磁盤存儲的諸多不足，在這里不做詳細(xì)介紹和點評。

從寵愛到非主流

第二代的存儲是DVR，DVR產(chǎn)品的出現(xiàn)讓人們眼前一亮，DVR采用數(shù)字化視頻圖像處理方式，并應(yīng)用了計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，視頻存儲在硬盤上，實現(xiàn)了存儲的數(shù)字化，錄像很容易在各種數(shù)字介質(zhì)上轉(zhuǎn)移和復(fù)制，而視頻的質(zhì)量不會因此有任何的降低。另外，DVR的存儲也可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)管。從DVR開始，引爆了當(dāng)時安防的數(shù)字化升級浪潮。成都出現(xiàn)的上市部落那幾家企業(yè)，都是從DVR產(chǎn)品開始企業(yè)的技術(shù)與資金的原始積累。就到目前為止，DVR仍有市場。不過，從寵愛到邊緣化，只能說安防的演進(jìn)之路，它算是一個見證者。

并駕齊驅(qū)的雙雄之爭

第三代存儲，這里一直存在爭議，有人說NVR，有人說是IP存儲。其實這兩種存儲都是視頻存儲發(fā)展過程中的一個階段，都可以歸納為網(wǎng)絡(luò)存儲?，F(xiàn)在很多用戶和工程商將網(wǎng)絡(luò)和高清等同了，其實這是概念的錯位，網(wǎng)絡(luò)存儲最重要的不是解決網(wǎng)絡(luò)的問題，而是解決高清的問題。早期的IPC確實是解決網(wǎng)絡(luò)的問題，模擬系統(tǒng)無法讓終端的客戶控制最前端的攝像頭，所以IPC誕生了，隨著IPC的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)2018年之前只有網(wǎng)絡(luò)才是解決高清的最好的方式。所以才導(dǎo)致很多人誤將高清和網(wǎng)絡(luò)混淆了。這樣我們就很清晰的熟悉到第三代存儲是網(wǎng)絡(luò)存儲，用網(wǎng)絡(luò)手段解決了高清的問題。

網(wǎng)絡(luò)存儲最為常見的就是NVR和SAN，前者是由DVR發(fā)展而來的，DVR接模擬攝像頭，改為接網(wǎng)絡(luò)攝像機就是NVR了，所以NVR集成了DVR的各種技術(shù)，表現(xiàn)出產(chǎn)品非常成熟和穩(wěn)定，非常適應(yīng)安防行業(yè)。NVR這個概念有蘇州科達(dá)提出，2008年當(dāng)時是一石激起千層浪，引發(fā)行業(yè)另外巨頭研發(fā)混合DVR與之抗衡。就目前應(yīng)用而言，NVR自身技術(shù)也在升級，完全可以適合于小型高清項目應(yīng)用。

IPSAN在安防行業(yè)出現(xiàn)也較早，在2005年到2018年之間，仿佛最早的集中存儲方案，IP-SAN是存儲的唯一選擇。而2018年之后，IPSAN同門師兄(FCSAN誕生早于IPSAN)，F(xiàn)CSAN在安防耀世而出，開始了征程。與IPSAN相比較，優(yōu)勢顯而易見。

其一，能大幅提高系統(tǒng)架構(gòu)的穩(wěn)定性。一般來說IPSAN監(jiān)控存儲設(shè)備的磁盤控制器不是采用FCSAN存儲設(shè)備中的硬件RAID芯片+中央處理器的結(jié)構(gòu)，而是采用每個磁盤柜中分為多個磁盤組，而每個磁盤組由一個微處理芯片控制所有的磁盤RAID操作(采用軟件計算，效率較低)和RAID組的經(jīng)管操作。

這樣一來，每一次磁盤I/O操作都將經(jīng)過IPSAN存儲內(nèi)置的一個類似交換機的設(shè)備從前端眾多的主機端口中讀取或者寫入數(shù)據(jù)，而這些操作都是基于IP交換協(xié)議，其協(xié)議本身就要求每一個微處理芯片工作時需要大容量的緩存來支持?jǐn)?shù)據(jù)包隊列的排隊操作，所以一般我們看到的IPSAN存儲都具有幾十個GB的緩存。利用這個大的緩存區(qū)，IPSAN存儲在測試Cache的最大讀帶寬時可以獲得600，000IOPS甚至以上這樣高的值，但是這個值并不能真正說明在實際應(yīng)用中就能夠獲得好的性能。

因為在具有海量存儲的時候，不可能所有的數(shù)據(jù)均載入到系統(tǒng)緩存中，這個時候就需要大量的磁盤I/O操作來查找數(shù)據(jù)，而IP-SAN存儲所采用的SATA磁盤在這一塊切切性能非常弱，而且還涉及到一個在IP網(wǎng)絡(luò)上流動的iSCSI數(shù)據(jù)向ATA格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的效率損失問題。也就是說IP-SAN存儲存在一個緩存Cache到磁盤的數(shù)據(jù)I/O和數(shù)據(jù)處理瓶頸。而采用FC磁盤的FCSAN存儲設(shè)備就不存在這樣的問題。

通過2條甚至4條冗余的后端光纖磁盤通道，可以獲得一個非常高的磁盤讀寫帶寬，而且FC的磁盤讀寫協(xié)議不存在一個數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的問題，因為他們內(nèi)部采用的都是SCSI協(xié)議傳輸，避免了效率的損失。而且FCSAN存儲設(shè)備由于光纖交換和數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?，并不需要很大的緩存就能夠獲得一個好的數(shù)據(jù)命中率和讀寫性能，一般2Gb或者4Gb即可滿足要求。另外由于具備專門的硬件RAID校驗控制芯片，所以磁盤RAID性能將比軟件RAID性能好很多，并且可靠性更好。

其二，比IPSAN節(jié)省50%以上的項目建設(shè)成本，利于產(chǎn)品的再次升級或換代。FCSAN誕生于1991年(被美國的行業(yè)尺度協(xié)會批準(zhǔn)通過)，一直應(yīng)用在銀行、電信、廣電、證券交易所等高端行業(yè)，其中證券交易所是國家規(guī)定必須使用光纖存儲，在以往光纖核心技術(shù)都在國外的廠家手里，使用成本很高。成都智慧倉存儲技術(shù)有限公司在國內(nèi)率先開發(fā)RAID算法，設(shè)備不需使用RAID卡；同時穩(wěn)定支持用戶自購的監(jiān)控級硬盤，是用戶購買費用大幅降低。而IPSAN誕生于2001年，專門開發(fā)的低端存儲，以往的應(yīng)用范圍也不是很廣，到了高清視頻廣泛應(yīng)用之后，才大規(guī)模使用，成本只有市場上最低價格FCSAN的三分之一或四分之一。雖然IPSAN的千兆起步價格確實比較廉價，但今天的千兆以太網(wǎng)假如要在性能上與FCSAN一爭高下的話，必須全部升級來達(dá)到下一代10G的速度才有可能與4GFCSAN相提并論。但目前來看，10G以太網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用在大型城域網(wǎng)骨干，10G桌面的以太網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品尚不普及，10GIPSAN價格也遠(yuǎn)高于4GFCSAN。

最后，F(xiàn)CSAN解決了目前低端IPSAN存儲的主要技術(shù)問題，如IPSAN常見的科學(xué)技術(shù)缺失(光纖通道技術(shù)、RAID技術(shù)等)，可以大大改進(jìn)存儲的平安性、穩(wěn)定性、磁盤兼容性和可維護(hù)性等。智慧倉的FCSAN是嵌入式操作系統(tǒng)，一般非嵌入式系統(tǒng)盤容為1GB，而智慧倉只有其十分之一，平安性大為提高。假如是非嵌入式系統(tǒng)，故障率一般較高，抗以外破壞能力也弱，斷電等意外情況經(jīng)常會導(dǎo)致系統(tǒng)重新啟動或RAID不能正常組裝。我們的RAID技術(shù)除了經(jīng)濟性高還有較高使用壽命，獨有的配置方法可以保證多組RAID大量硬盤的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。此外，在售后中可以簡樸更換整機而無需重新初始化RAID，提供平安性。

IPSAN到今天為止，最快的傳輸速度約為50MB/s，而FCSAN早已達(dá)到200MB/s，那么，對于需要超大帶寬的應(yīng)用方案，如視頻點播等，F(xiàn)CSAN就比較具有優(yōu)勢，但對于一般的聯(lián)網(wǎng)、備份、資料庫等，兩者均可滿足。

當(dāng)然，在這個發(fā)展階段，NAS\DAS也有出現(xiàn)并贏得了小眾市場，畢竟非主流，不在這里介紹。