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大数据-成都视频监控存储技术进化史简析

阅览次数:82 次  发布日期: -0001-11-30

成都弱电工程讯:

大数据时代数据存储量呈现爆炸式增长,随着IT网络技术的蓬勃发展和成都视频监控数字化、网络化、高清化、智能化的逐渐成熟,成都视频监控前端摄像机视频采集技术也在飞速发展。

除了上帝,谁都离不开数据.从早期的10万像素到今天的200万、500万像素,视频清晰度越来越高,视频画面中的信息量也越来越丰富。作为安防视频经管系统信息的最终集散地,存储技术引发了行业变革。那么,追根溯源,我国成都视频监控存储技术,经历了哪些变革呢?

被遗忘的存储记忆

第一代存储是早期的监控系统采用的VCR存储,VCR存储实现了最基本的记录功能或记忆功能。这个存储技术在2000年初较为盛行,韩国品牌为主,国内企业较少涉足。由于年代较于久远,而且磁盘存储的诸多不足,在这里不做详细介绍和点评。

从宠爱到非主流

第二代的存储是DVR,DVR产品的出现让人们眼前一亮,DVR采用数字化视频图像处理方式,并应用了计算机及网络技术,视频存储在硬盘上,实现了存储的数字化,录像很容易在各种数字介质上转移和复制,而视频的质量不会因此有任何的降低。另外,DVR的存储也可以实现远程网络的经管。从DVR开始,引爆了当时安防的数字化升级浪潮。成都出现的上市部落那几家企业,都是从DVR产品开始企业的技术与资金的原始积累。就到目前为止,DVR仍有市场。不过,从宠爱到边缘化,只能说安防的演进之路,它算是一个见证者。

并驾齐驱的双雄之争

第三代存储,这里一直存在争议,有人说NVR,有人说是IP存储。其实这两种存储都是视频存储发展过程中的一个阶段,都可以归纳为网络存储。现在很多用户和工程商将网络和高清等同了,其实这是概念的错位,网络存储最重要的不是解决网络的问题,而是解决高清的问题。早期的IPC确实是解决网络的问题,模拟系统无法让终端的客户控制最前端的摄像头,所以IPC诞生了,随着IPC的发展,我们发现2018年之前只有网络才是解决高清的最好的方式。所以才导致很多人误将高清和网络混淆了。这样我们就很清晰的熟悉到第三代存储是网络存储,用网络手段解决了高清的问题。

网络存储最为常见的就是NVR和SAN,前者是由DVR发展而来的,DVR接模拟摄像头,改为接网络摄像机就是NVR了,所以NVR集成了DVR的各种技术,表现出产品非常成熟和稳定,非常适应安防行业。NVR这个概念有苏州科达提出,2008年当时是一石激起千层浪,引发行业另外巨头研发混合DVR与之抗衡。就目前应用而言,NVR自身技术也在升级,完全可以适合于小型高清项目应用。

IPSAN在安防行业出现也较早,在2005年到2018年之间,仿佛最早的集中存储方案,IP-SAN是存储的唯一选择。而2018年之后,IPSAN同门师兄(FCSAN诞生早于IPSAN),FCSAN在安防耀世而出,开始了征程。与IPSAN相比较,优势显而易见。

其一,能大幅提高系统架构的稳定性。一般来说IPSAN监控存储设备的磁盘控制器不是采用FCSAN存储设备中的硬件RAID芯片+中央处理器的结构,而是采用每个磁盘柜中分为多个磁盘组,而每个磁盘组由一个微处理芯片控制所有的磁盘RAID操作(采用软件计算,效率较低)和RAID组的经管操作。

这样一来,每一次磁盘I/O操作都将经过IPSAN存储内置的一个类似交换机的设备从前端众多的主机端口中读取或者写入数据,而这些操作都是基于IP交换协议,其协议本身就要求每一个微处理芯片工作时需要大容量的缓存来支持数据包队列的排队操作,所以一般我们看到的IPSAN存储都具有几十个GB的缓存。利用这个大的缓存区,IPSAN存储在测试Cache的最大读带宽时可以获得600,000IOPS甚至以上这样高的值,但是这个值并不能真正说明在实际应用中就能够获得好的性能。

因为在具有海量存储的时候,不可能所有的数据均载入到系统缓存中,这个时候就需要大量的磁盘I/O操作来查找数据,而IP-SAN存储所采用的SATA磁盘在这一块切切性能非常弱,而且还涉及到一个在IP网络上流动的iSCSI数据向ATA格式数据转化的效率损失问题。也就是说IP-SAN存储存在一个缓存Cache到磁盘的数据I/O和数据处理瓶颈。而采用FC磁盘的FCSAN存储设备就不存在这样的问题。

通过2条甚至4条冗余的后端光纤磁盘通道,可以获得一个非常高的磁盘读写带宽,而且FC的磁盘读写协议不存在一个数据格式转换的问题,因为他们内部采用的都是SCSI协议传输,避免了效率的损失。而且FCSAN存储设备由于光纤交换和数据传输的高效性,并不需要很大的缓存就能够获得一个好的数据命中率和读写性能,一般2Gb或者4Gb即可满足要求。另外由于具备专门的硬件RAID校验控制芯片,所以磁盘RAID性能将比软件RAID性能好很多,并且可靠性更好。

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