視頻監(jiān)控存儲解決方案

1、XX視頻監(jiān)控存儲解決方案目錄第一章視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng) 11.1 需求分析 1系統(tǒng)可靠性需求 1數據可靠性需求 2高可擴展性需求 3帶寬需求 3性能需求 3節(jié)能需求 4系統(tǒng)兼容性需求 4安全性需求 5第二章集中監(jiān)控存儲解決方案 62.1 系統(tǒng)拓撲結構圖 62.2 視頻監(jiān)控容量計算 72.3 其他相關設備配置 92.4 集中監(jiān)控存儲方案的優(yōu)勢 10第三章產品簡介 113.1NetStor iSUM420G3 一體化存儲系統(tǒng) 11第一章 視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)1.1 需求分析隨著數字信號處理技術、 數字通信技術的發(fā)展及 IP 網絡傳輸的普及 , 安防監(jiān) 控系統(tǒng)正逐步從標清向高清、 從模擬向數字進行轉變， 傳

2、統(tǒng)監(jiān)控技術所面臨的組 網難、共享難和存儲難的問題在新型的數字化監(jiān)控存儲體系下有了全面改善： 網 絡化、規(guī)?；?、高可靠性、高安全性、使用簡便性、業(yè)務功能強大、管理功能強 大、可擴展性好、易集中存儲和檢索等等，為用戶帶來了全新的應用體驗。XX 工程的攝像頭數量較多，同時視頻錄像的保存時間較長，要構建一個全 方位、高密度的治安管理防控體系， 其中海量視頻的集中存儲和快速檢索調用是 項目中的關鍵點之一，而大型視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)的需求主要體現在以下幾個方 面：系統(tǒng)可靠性需求對于一個存儲系統(tǒng)而言， 可靠性是第一位的。 高可靠性是保證視頻數據連續(xù) 寫入的關鍵，那么存儲系統(tǒng)的可靠性需求體現在以下幾個方面：1)

3、存儲架構的可靠性一般而言，由于嵌入式存儲系統(tǒng)的操作系統(tǒng)固化到控制器中， 采用存儲專用 操作系統(tǒng)、以提高系統(tǒng)的安全性，減少黑客攻擊及病毒感染的可能性，此外，嵌 入式系統(tǒng)具有無線纜設計、 關鍵部件全部可熱插拔的特性， 所以從架構上優(yōu)于服 務器架構的存儲系統(tǒng)，產品選型時，應該優(yōu)先選擇嵌入式架構的存儲系統(tǒng)。2) 存儲系統(tǒng)的冗余設計存儲系統(tǒng)的冗余設計可以有效避免關鍵部件和鏈路的單點故障問題， 從而保 證可靠性。 這些關鍵部件除控制器外， 還應該包括鋰電池、 電源、風扇、硬盤等， 此外，多個主機端口可以和前端形成多條數據鏈路， 也可以避免鏈路的單點故障。 但是從經濟性角度而言， 冗余的控制器是成本的較大權

4、重因素， 因此實際應用中， 可以在冗余性和經濟性之間選擇一個折中點。數據可靠性需求本期視頻監(jiān)控數據保存的主要目的就是為了在發(fā)生案件和突發(fā)事件時， 能對 存儲中的數據進行取證和分析，保證整個 XX 項目安保工作的順利開展，因此數 據的可靠性至關重要，存儲系統(tǒng)需要從容錯、系統(tǒng)恢復（包括RAID 技術、熱備技術、SMARTS術、介質壞塊自動掃描、數據預先遷移等技術）等多方面對數據 的可靠性和安全性做保障。作為后端視頻監(jiān)控數據集中存儲系統(tǒng)的高可靠性體現在具備可靠性保護能 力（RAID技術、熱備技術、SMAR技術、介質壞塊自動掃描等技術）、故障恢復 能力（存儲設備掉電和更換控制器時，系統(tǒng)配置信息不丟失，

5、數據不丟失，恢復 供電和更換控制器后系統(tǒng)可以自動恢復正常運行） 。1）RAID校驗和熱備技術硬盤是存儲系統(tǒng)中的比較容易損壞的部件之一，隨著時間和使用的頻繁程 度，硬盤故障極容易造成損壞或故障導致數據丟失，因此存儲系統(tǒng)需要有多種 RAID校驗技術保證數據的安全性；在本期 XX項目中，由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用大 容量的SATA硬盤，故障率會比小容量硬盤高，因此最好還能支持到RAID6等雙盤校驗保護。存儲系統(tǒng)應具有多種 RAID級別供不同應用的靈活選擇，以方便用 戶根據各種不同實際情況來選擇合適的 RAID級別來保護數據。熱備盤技術可以結合RAID技術增加數據的可靠性和安全性，尤其是當RAID 級別不采

6、用RAID6等高等級保護時，采用熱備盤技術可以獲得性能和數據可靠性 的最佳結合。根據視頻監(jiān)控應用的特點，建議采用RAID5H熱備盤的方式對數據進行保護，RAID5提供在線更換新盤的功能，以及對發(fā)生故障磁盤的內容進行聯 機重組。具有 RAID+熱備盤功能的磁盤陣列會在磁盤發(fā)生故障時，首先由熱備 盤頂替故障磁盤，在后臺進行 RAID重建的同時，仍能保證視頻流數據的不間斷 寫入。RAID5 +熱備盤技術可以在壞兩塊甚至更多塊硬盤的情況下（取決于熱備 盤的數量，一般情況下，一個 RAID設置1個熱備盤即可），保證RAID組的數據 不丟失。2）磁盤壞塊的自動檢查和數據預先遷移技術磁盤陣列應具有強大的自我

7、狀態(tài)診斷和故障隔離功能，如介質壞塊自動檢 測、壞數據塊的數據進行自動遷移等。 這種預防措施可以有效防止數據丟失， 也 可以避免較長的RAID重建過程，保證數據安全的同時，避免了 RAID重建過程中 陣列性能的下降。高可擴展性需求視頻數據會隨著攝像頭數量的增加， 碼流的提升， 保存天數的增加而急劇增 加，因此存儲系統(tǒng)本身必須具有較高的可擴展性，以滿足后續(xù)容量擴展的需要。 存儲系統(tǒng)進行容量擴展時， 必須能夠進行在線動態(tài)擴容， 不影響現有的視頻錄像。就本期項目而言， 對于單個磁盤陣列， 為了保證業(yè)務的連續(xù)性， 在進行容量 擴展時，RAID組大小和LUN空間大小要求均可以在線擴容，擴容時對服務器無 影

8、響，存儲系統(tǒng)本身也無需重啟， 能夠根據用戶要求進行靈活方便的擴展， 可滿 足今后繼續(xù)在線、不中斷應用進行容量擴展的需求。動態(tài)的RAID容量擴展和LUN 功能擴展功能可以簡化存儲空間擴展的操作。帶寬需求單臺攝像機每秒的存儲流量為2Mbps碼流，所有攝像機存儲流量二單攝像機存儲流量X所有攝像頭數量，帶寬是否能滿足需要，要看各區(qū)域 的監(jiān)控點數量、隨機讀的并發(fā)數和空閑帶寬的比例， 在某些高清視頻監(jiān)控項目中， 為了提供較高的帶寬， 往往會在核心網絡中采用萬兆交換機。 另外，可以根據經 驗值 10%的存儲訪問概率計算對視頻錄像數據的隨機訪問概率。性能需求存儲應具有較好的實時性能，才能滿足高清錄像時對存儲實

9、時寫入的要求， 因此，選擇具有專用的RTOS實時操作系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)才能保證實時性；同時， 存儲設備對寫性能有優(yōu)化處理，才能滿足標清 / 高清監(jiān)控情況下對高碼率、高并 發(fā)和多路碼流的實時讀寫需求。其次，鏈路聚合也叫做Trunk功能，IP SAN磁盤陣列的多個主機通道可以綁 定成一個更大的聚合通道， 從而獲得較大的通道帶寬， 提高存儲的性能。 在設備選型時，建議優(yōu)先選擇具有 Trunk 功能的磁盤陣列節(jié)能需求據 Gartner 公司一項針對 CIO 的調研表明， 70%的被訪者認為，電力和制冷 問題是他們的數據中心所面臨的一個最大問題， IT 預算中能源方面的花費從 8% 激增到 48%。據國務院

10、信息化工作辦公室的數據顯示，中國 IT 能源消耗占全國 每年 800 億元政府能源消耗的 50%，數據中心能耗又占到 IT 總開銷的 40%。，為 積極響國家 “堅持實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會” 發(fā)展戰(zhàn)略要求，同時也為了盡可能減少后續(xù)的長期耗電成本，就XX 項目的節(jié)能需要注意以下幾個環(huán)節(jié)：1) 在具體的存儲設備選型上，應優(yōu)先選用具有多種節(jié)能特性的產品；2) 在項目建設過程中節(jié)約能源；3) 在系統(tǒng)運行和維護階段，通過存儲系統(tǒng)設計(存儲設備休眠策略、存儲策略 等)建立節(jié)約能源的長效機制。XX 工程項目的建設和運行對能源需求較大，建議在系統(tǒng)建設和運行的整個 階段考慮節(jié)能問題。

11、從IP SAN存儲系統(tǒng)自身而言，由于數據量很大，需要幾十 套磁盤陣列， 那么對于電能的消耗也是非常大的， 同時對于給設備降溫的空調也 需要消耗相應的電能，所以所選擇的IP SAN存儲系統(tǒng)需要提供良好的散熱能力、 節(jié)能設計等，節(jié)省能源，節(jié)省日常持續(xù)的電費開支。系統(tǒng)兼容性需求本次項目建設涉及到眾多廠家的大量設備進行連接、通信以及協調工作等， 存儲系統(tǒng)作為本次視頻監(jiān)控項目的一個后端子系統(tǒng)， 必須具有標準化以及廣泛的 兼容性，以滿足開放式系統(tǒng)之間的互連互操作等要求。由于存儲系統(tǒng)前端采用的視頻服務器 / 流媒體服務器等會存在多種可能的操 作系統(tǒng)，也可能是不同服務器廠商的不同型號產品， 因此存儲系統(tǒng)需要具

12、有廣泛 的操作系統(tǒng)兼容性和與不同型號主機的良好互操作性。 因此存儲系統(tǒng)要能提供和 支持標準的協議和接口等。安全性需求IP SANS頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)本身接入以太網交換機，因此同樣應該保證足夠的安全性，應具有基本的防病毒能力、防黑客攻擊（例如 DoS攻擊）能力、具有安 全報警能力； 其次，存儲系統(tǒng)要具有防止未授權的服務器訪問存儲卷的功能， 防 止未授權帳號非法訪問和侵入存儲系統(tǒng)。此外，在工程設計上，存儲系統(tǒng)還應考慮斷電數據丟失造成的影響，有斷 電數據保存的措施和設計。第二章集中監(jiān)控存儲解決方案2.1系統(tǒng)拓撲結構圖IP SA磁盤陣列采用ISCSI磁盤存儲系統(tǒng)產品繼承了 SAN系統(tǒng)的優(yōu)點，在大中型視頻監(jiān)

13、控存儲系統(tǒng)中，相對DVR/NVR本地存儲的優(yōu)勢在于：1. 高可靠和高效率的數據保護性能：當一個 RAID組中有硬盤壞時，采用磁盤陣列的熱備盤技術、數據預先遷移技術，可以大大縮短RAID重建時間，避免進一步硬盤壞造成的數據丟失；而 NVR缺乏這些專業(yè)存儲設備的技術特 點，硬盤故障時RAID重建時間很長，同時RAID重建時性能下降很多，會 影響到正常讀寫的穩(wěn)定性；2. 優(yōu)秀的磁盤擴展能力，可以平穩(wěn)擴展到至少64塊盤以上。而NVR 般只能 最多16塊-20塊盤的擴展能力，NVR是替代DVR的產品，所以本身擴展能 力有限，機頭性能無法支撐較大的容量擴展；3. 系統(tǒng)更為可靠，容易維護：由于內部都是模塊化

14、設計和無線纜架構，因此更 為穩(wěn)定和容易維護。4. 支持全局熱備、本地熱備等多種熱備方式；5. 數據讀寫的高效率：采用專用的磁盤陣列，因為采用了專用的存儲實時操作系統(tǒng)和存儲專用處理器，因而機頭的 RAID校驗性能和讀寫性能很高；6. 支持更多的RAID保護級別，例如 RAID3、RAID1E、RAID6，給予更多靈活的 RAID 保護級別選擇；2.2 視頻監(jiān)控容量計算65 路 D1 監(jiān)控碼流，所有的監(jiān)控點要求 24 小時連續(xù)錄像，以 25 幀 /秒的 幀率進行存儲，需要保存至少3個月。那么錄像總時長為65路X 92天24小時 /天 X 3600 秒/小時=516672000秒存儲可用容量：A.

15、存儲格式：D1 , 25幀/s圖像格式B. 傳輸速率： 2Mb/s，C. 因此總的數據存儲容量為：2Mbps 16672000 秒十1024 1024 A 123.18TB【注：計算存儲可用容量， 也就是視頻監(jiān)控產生的數據量時， 一般不計算動態(tài)壓 縮率，當然也可以計算動態(tài)壓縮率，一般為 85左右，但是不推薦這樣做。 】D. 硬盤格式化之前的容量計算：123.18TB -90%= 136.87TB【注：一般1塊 仃B的SATA硬盤格式化以后的容量為917G左右，因此可以用 91.7% （或取整91%）來計算1TB SATA盤格式化后的容量；而一塊 2TB的SATA 硬盤格式化以后的容量為 1.8

16、9TB左右2TB WD或Seagate的SATAII硬盤格式化 后可用容量為1.819TB左右，見下圖，因此可以用90.9% （或取整90%）來計算 格式化后的容量 】希捷Barracuda Green 2TB硬盤恪式化后容量存儲裸容量：A. 為了防止硬盤故障造成的數據丟失，每十六塊硬盤需要消耗兩塊(RAID5+1塊熱備盤)做數據冗余，即12.5%的冗余消耗；【注：冗余消耗和磁盤柜的單柜硬盤數有關系，12盤、14盤、16盤為的冗余消 耗百分比是不同的，如果盤位數不同，就需要根據具體情況進行調整，并非一成 不變】B. 考慮對整個存儲配置2%的余量?！咀ⅲ河嬎愦鎯θ哂嗫臻g/預留余量時，一般可以多預

17、留一些，例如 5%、10%左 右，根據預算情況定?！緾. 則需要存儲容量總數為：【136.87TB/ (1-12.5%)】 X102% =159.55TB配置iSUM420G3，需要至少配置 80塊硬盤2TB SATAII硬盤，按照一拖二來配置（ 48塊硬盤），需要 2個主柜， 3 個擴展柜2.3 其他相關設備配置1. 以太網交換機端口：由于每臺磁盤陣列均提供至少2 個千兆 iSCSI 端口和 1個百兆網絡管理端口（維護端口，用于配置、維護和發(fā)送報警信號等）接入 交換機，因此對于每套磁盤陣列，需要預留 3 個端口；如果存儲服務器和 ISUM420G3 只采用 1 個網口直連，則只需要 1 個管

18、理網口連接以太網交換 機；2. 存儲服務器數量計算： 一般按照經驗值， 每臺存儲服務器承載 90-100 路左右 的 2Mpbs 的 D1/4CIF 碼流順序寫入，同時又有 10%左右的隨機視頻點播讀 取，那么也就是同時承載 100-110路的讀寫流。對于 10Mbps 的高清碼流， 每臺存儲服務器可以承載 45-66 路的并行寫，再加上 10%的隨機讀，也就是 50-70路的并發(fā)讀寫。存儲服務器可以用刀片服務器或者機架式服務器， 如果需要進一步提高可用 性，可以考慮對每臺存儲服務器構建為雙機，存儲服務器的一般參考配置如下： 處理器采用至強 2.0GHz 以上，內存 2GB 以上，雙千兆網卡；

19、3. 存儲的內存配置：當存儲用于承載高清碼流時建議配置 2G 內存；當單套 ISUM420G3 作為 NAS 存儲來使用時，建議按照如下規(guī)則配置內存：（1）32路碼流：標配的 512MB 可以滿足要求；（2）64路碼流：升級到1GB內存；（3）128路碼流：升級到2GB內存；4. ISCS存儲最大容量配置建議：（1）一拖一或一拖二（ 48塊盤）時為性能最佳；（2）一拖三（ 64塊盤）時性能較好，不建議超過這個值進行配置。2.4 集中監(jiān)控存儲方案的優(yōu)勢1. 充分利用網絡優(yōu)勢，客戶可靈活部署存儲設備和確定安裝位置；2. 采用權限管理，有利于內防內控：未授權人員不能隨便接觸到存儲數據；3. 數據安全

20、性高： 專用存儲設備的 RAID 熱備盤保護；4. 可靠性高：嵌入式控制器，關鍵設備冗余架構，數據存儲可靠；另外，傳輸 iSCSI 協議，比傳統(tǒng)視頻存儲方案（文件級）更加可靠；5. 擴展能力強：存儲容量大、單位存儲成本低，可以滿足用戶長時間視頻數據 存儲的需要；6. 統(tǒng)一管理，便于歷史資料的檢索和回放；7. 易于管理和維護：采用集中存儲架構，維護簡單，綜合性價比高。8. 總體擁有成本低：隨著監(jiān)控點個數的增加，總體擁有成本不斷降低。因為擴 容僅僅是增加磁盤柜（ vs 更多個 DVR ），耗電減少（更多個 DVR 的耗電大 于磁盤柜的耗電），設備使用壽命長（嵌入式存儲的壽命大于 X86 架構的 D

21、VR）；第三章 產品簡介3.1 NetStor iSUM420G3 一體化存儲系統(tǒng)（ 1） 產品概述NetStor? iSUM420G3 是同有飛驥面向中低端市場推出的一款 iSCSI/NAS 一 體化存儲產品。采用嵌入式控制器和無線纜模塊化結構設計， 擁有四大綠色技術， 兼容SAS/SATA兩種磁盤，高達112塊磁盤擴展，支持NAS遠程復制，充分滿足 客戶對海量數據存儲及共享的雙重需求。 NetStor? iSUM420G3 是同有存儲系列 產品中的“綠色之星” 。NetStor? iSUM420G3具有IP SAN/NAS一體化訪問特性，擁有出色的綠色特 質，方便用戶部署統(tǒng)一網絡存儲方案，

22、 方便用戶在降低系統(tǒng)功耗的基礎上， 實現 數據資源的的集中管理、共享及遠程備份。（ 2） 產品特點專業(yè)存儲平臺NetStor? iSUM420G3使用64位專用RISC處理器，嵌入式存儲操作系統(tǒng)， 冗余模塊化設計，是一款獨具特色、性能和可靠性領先的一體化存儲產品。綠色節(jié)能設計支持MAID2.0技術，實現三級節(jié)能，磁盤系統(tǒng)功耗低。散熱風扇的自動降速和雙向散熱風道，磁盤柜噪音低、散熱效率高。采用 80Plus 標準的電源模塊，電源本身能耗低。支持計劃關機、遠程喚醒功能，存儲系統(tǒng)節(jié)能智能化。NAS功 能NetStor? iSUM420G3通過CIFS NTFS等協議實現多文件系統(tǒng)文件共享；支 持NA

23、S遠程復制（異步），保證數據卷的一致性，提供完備的NAS安全管理機制。IP帶寬聚合NetStor? iSUM420G3可部署于現有的交換式以太網絡，為網絡上的IP-SAN主機提供存儲服務。iSUM420G：支持4個千兆iSCSI主機接口，數據傳輸帶寬高 達 400MB/&SAS/SATA介質兼容NetStor? iSUM420G3t持SAS/SATA硬盤混插，提供高達112塊磁盤的擴展 空間。高可用設計NetStor? iSUM420G3采用無線纜連接技術的模塊化設計，電源、散熱模塊 均支持雙冗余配置。NetStor? iSUM420G3支持iSCSI端口的帶寬合并，有效地 提高主機帶寬。數據

24、可靠性保障NetStor? iSUM420G3支持的 RAID級別有 0,1,3,1E,5,6,10,30,50,60，RAID的運算是由專門的芯片來完成的。NetStor? iSUM420G3g供自動介質掃描功能， 能夠精確地發(fā)現并重新分配壞扇區(qū)，保證存儲數據的安全可靠。靈活的管理與維護NetStor? iSUM420G3提供全中文的管理界面，允許通過RS232 WebGUISANManagerCLI、SNMP OPAS勺方式進行管理與維護，客戶端無需安裝任何管 理軟件即可實現對存儲系統(tǒng)的管理。NetStor? iSUM420G3同時還支持配置信息 通過USB接口自動導入、導出和郵件自動報警

25、功能，可以進一步簡化維護和故障 處理。(3) 技術參數產品系列?NetStor - iSUM420G3控制器系統(tǒng)控制器數量1處理器類型64位專用RISC處理器支持的RAID級別0， 1 (0+1)， 3， 5， 6， 10， 30， 50， 60RAID機制硬件XOR校驗和硬件RAID6高速緩存512MB2GB鋰電池保護支持主機接口類型千兆以太網(iSCSI/NAS)主機接口數量4個千兆iSCSI 口最大LUN數量256最大主機連接數256磁盤系統(tǒng)支持的磁盤類型企業(yè)級 SAS: 146GB/300GB/450GB/600GB 15K RPM企業(yè)級 SATA-ll:500GB/750GB/100

26、0GB/2000GB 7.2K RPM單機最大磁盤數量16系統(tǒng)最大磁盤數量112管理系統(tǒng)中心化管理中心化的圖形管理軟件管理方式RS232 WebGU、SANManage、CLI、SNMP OPAS高級功能多路徑訪問支持NAS功能文件共享、遠程復制(異步)傳輸協議支持 CIFS、NFS iSCSI 等其他功能統(tǒng)一帳戶管理、存儲分區(qū)、自動介質巡檢、預先數據遷移、RAID級別在線遷移、LUN在線擴容兼容性操作系統(tǒng)支持Windows、Linux、AIX、HP-UX Solaris 等機箱系統(tǒng)電源模塊2X 450W散熱模塊2+2單柜尺寸130mm Hx446mm Wx461mm （ 3U 咼 /19 央寸寬 /16 盤位）環(huán)境規(guī)范電氣規(guī)范電氣參數：100V AC / 8A 或240V AC / 4A