學(xué)校視頻監(jiān)控云存儲解決方案

學(xué)校視頻監(jiān)控云存儲解決方案學(xué)校視頻監(jiān)控云存儲解決方案學(xué)校視頻監(jiān)控云存儲解決方案資料僅供參考文件編號：2022年4月學(xué)校視頻監(jiān)控云存儲解決方案版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：XXX學(xué)校視頻監(jiān)控云存儲解決方案創(chuàng)新科存儲技術(shù)有限公司項(xiàng)目背景“百年大計，教育為本”，學(xué)生的成長和教育問題一直是政府、學(xué)校、家長及全社會廣泛關(guān)注的問題。近年來，校園的各類安全問題得到了政府和社會的高度重視，校園安保已經(jīng)不再是簡單的校園自身安全管理問題，而是保障現(xiàn)代教育環(huán)境和諧有序不可忽視的社會治安問題。

隨著高清視頻監(jiān)控和智能安防技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，現(xiàn)代校園安保也越來越多地借助到信息化手段來提高其能力和效率。然而高清智能的視頻數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲以及管理應(yīng)用對其配套軟硬件環(huán)境具有嚴(yán)格的要求，系統(tǒng)的安全可靠性及智能高效性成為校園安保關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)前，傳統(tǒng)的校園信息化架構(gòu)往往無法滿足高清視頻監(jiān)控的靈活部署和大規(guī)模應(yīng)用，更加安全、高效、可靠、便捷的校園安保系統(tǒng)將成為未來平安校園建設(shè)的必然趨勢。

然而現(xiàn)代平安校園在建設(shè)過程中，面臨著多方面挑戰(zhàn)和壓力：

數(shù)據(jù)量大且復(fù)雜：現(xiàn)代校園大而分散，人車流混雜，人員身份復(fù)雜且分布不均，流動性較強(qiáng)，使得校園內(nèi)空曠之地和人員密集區(qū)域均存在安全隱患，時刻產(chǎn)生大量復(fù)雜的前端動態(tài)視頻數(shù)據(jù)。

效率低下：在突發(fā)事件面前，傳統(tǒng)安防系統(tǒng)只能做到被動響應(yīng)和事后取證，既無法第一時間智能預(yù)警，也不能在有效時間內(nèi)找出精準(zhǔn)的關(guān)鍵事件依據(jù)，嚴(yán)重影響校園事件處理效率。

系統(tǒng)老舊復(fù)雜：傳統(tǒng)校園安防系統(tǒng)資源分散，互通性差，且設(shè)備復(fù)雜繁重，擴(kuò)容改造困難，應(yīng)用和維護(hù)管理復(fù)雜，往往與新設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)聯(lián)動追蹤。XXX學(xué)校視頻監(jiān)控系統(tǒng)具體需求如下：存儲模式：集中存儲；存儲規(guī)模：600路高清攝像頭；存儲碼流：2Mbps；存儲時間：每天24小時，共存儲90天；可靠性要求：存儲設(shè)備整機(jī)故障，錄像不中斷；推薦產(chǎn)品型號為充分滿足項(xiàng)目要求，并結(jié)合系統(tǒng)可靠性、設(shè)備穩(wěn)定性及先進(jìn)性原則，我們選擇創(chuàng)新科存儲技術(shù)有限公司的NS9000云存儲系統(tǒng)作為本方案的選型存儲產(chǎn)品。產(chǎn)品型號：NS9000云存儲系統(tǒng)NS9000云存儲系統(tǒng)基于集群存儲架構(gòu)設(shè)計，每套存儲節(jié)點(diǎn)為16、24、36不同盤位設(shè)計，支持橫向擴(kuò)展，最大可管理超過1000套存儲節(jié)點(diǎn)，最大容量超過數(shù)千PB，支持將所有存儲節(jié)點(diǎn)虛擬化整合，形成一個大的虛擬池，組成全局統(tǒng)一命名空間。NS9000云存儲系統(tǒng)采用專利技術(shù)的副本技術(shù)，支持重要數(shù)據(jù)的鏡像冗余存儲模式，任意存儲節(jié)點(diǎn)整機(jī)故障，數(shù)據(jù)不丟失，業(yè)務(wù)不中斷；NS9000云存儲系統(tǒng)存儲節(jié)點(diǎn)支持SATA/SAS硬盤，支持多種RAID級別，任意硬盤故障數(shù)據(jù)不丟失；同時支持整臺存儲節(jié)點(diǎn)故障時錄像不中斷，當(dāng)存儲節(jié)點(diǎn)整機(jī)故障后，NS9000云存儲系統(tǒng)偵測故障并利用IO重定向技術(shù)，將故障設(shè)備的錄像業(yè)務(wù)重定向?qū)懭肫渌５拇鎯υO(shè)備，保障用戶錄像業(yè)務(wù)不中斷，數(shù)據(jù)無丟失；結(jié)合監(jiān)控平臺廠商提供的錄像服務(wù)器冗余方案，整套存儲系統(tǒng)可以達(dá)到磁盤、設(shè)備、服務(wù)器三級冗余，達(dá)到99.99%的存儲系統(tǒng)高可用性要求。解決方案3.1云存儲總體設(shè)計考慮業(yè)務(wù)高可靠性和后期在線擴(kuò)展，XXX學(xué)校項(xiàng)目采用NS9000云存儲系統(tǒng)方案，整合所有存儲空間為全局統(tǒng)一命名空間，并實(shí)現(xiàn)高性能、高可擴(kuò)展性、高可靠性，NS9000云存儲系統(tǒng)支持標(biāo)準(zhǔn)NAS共享協(xié)議，其中私有協(xié)議支持國際標(biāo)準(zhǔn)化POSIX文件系統(tǒng)接口，前端應(yīng)用無需修改，可以直接運(yùn)行在NS9000云存儲系統(tǒng)上。云存儲系統(tǒng)位于業(yè)務(wù)流程的底層，前端監(jiān)控設(shè)備采集的視頻數(shù)據(jù)通過傳輸網(wǎng)絡(luò)在監(jiān)控中心匯聚，通過流媒體/錄像服務(wù)器將所有監(jiān)控錄像保存到云存儲集中存儲系統(tǒng)；云存儲系統(tǒng)設(shè)計的重點(diǎn)就是要保證錄像、回放業(yè)務(wù)的不間斷性和視頻數(shù)據(jù)的完整性；如下圖所示：前端采集層：主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，并將視頻或圖片數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流或文件的形式傳輸?shù)搅髅襟w/錄像服務(wù)器。錄像/應(yīng)用層：主要包括流媒體/錄像服務(wù)器、檢索服務(wù)器、數(shù)據(jù)分析服務(wù)器、及第三方應(yīng)用接入服務(wù)器等，安裝有監(jiān)控系統(tǒng)的各個功能模塊。云存儲層位于整個系統(tǒng)底層，也是整個校園監(jiān)控應(yīng)用的基礎(chǔ)，由存儲設(shè)備層和虛擬化層組成；提供安全可靠的數(shù)據(jù)存儲空間，采用集群的方式，實(shí)現(xiàn)多臺存儲設(shè)備的虛擬化整合，提高系統(tǒng)的抗風(fēng)險能力，保障數(shù)據(jù)的安全和業(yè)務(wù)的連續(xù)性。這三層相對獨(dú)立，卻又緊密聯(lián)系。是整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的支撐，每一層都可以實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計，且方便設(shè)備故障問題檢測。以UIT創(chuàng)新科NS9000為核心的云存儲系統(tǒng)相比傳統(tǒng)IP-SAN存儲方案，支持存儲設(shè)備整機(jī)故障錄像不中斷副本實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不丟失，具備獨(dú)有的業(yè)務(wù)高可靠優(yōu)勢，同時具有強(qiáng)大的存儲容量在線擴(kuò)展能力和存儲空間按需分配優(yōu)勢，從系統(tǒng)高可靠性、高可擴(kuò)展性、存儲空間彈性利用等方面完全滿足XXX學(xué)校視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)需要。3.2可靠性設(shè)計3.2.1硬盤故障冗余NS9000云存儲系統(tǒng)中的每一臺存儲節(jié)點(diǎn)都支持多種糾刪碼級別，糾刪碼是保障視頻監(jiān)控錄像數(shù)據(jù)的安全性和存儲業(yè)務(wù)連續(xù)性的根本所在，從成本和可靠性出發(fā)，UIT創(chuàng)新科建議存儲盤陣采用8+2組建糾刪碼的的方式。糾刪碼在任意1塊硬盤故障的情況下，數(shù)據(jù)不丟失，存儲業(yè)務(wù)不中斷，降低了硬盤故障所帶來的風(fēng)險。3.2.2存儲設(shè)備整機(jī)故障冗余NS9000云存儲系統(tǒng)的所有存儲節(jié)點(diǎn)均以并行化方式工作，實(shí)現(xiàn)全局負(fù)載均衡；同時支持任意存儲節(jié)點(diǎn)整機(jī)故障的無縫消除，表現(xiàn)在以下兩個方面：在不額外增加存儲節(jié)點(diǎn)硬件投入的情況下，可以實(shí)現(xiàn)寫入業(yè)務(wù)不中斷；支持多臺存儲節(jié)點(diǎn)同時故障，最多可以損壞50%的存儲節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)N+N設(shè)備級故障冗余；3.2.3多冗余元數(shù)據(jù)控制單元NS9000云存儲系統(tǒng)支持元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分離的帶外存儲架構(gòu)，其中元數(shù)據(jù)由獨(dú)立的元數(shù)據(jù)控制單元來管理和存儲，是整個云存儲系統(tǒng)架構(gòu)的核心設(shè)備，UIT創(chuàng)新科采用3臺獨(dú)立的MDC設(shè)備互為冗余，形成HA高可用管理機(jī)制。這一套元數(shù)據(jù)控制單元擁有高效和完善的故障檢測機(jī)制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障毫秒級切換，保障整個云存儲系統(tǒng)的穩(wěn)定、持續(xù)、高效運(yùn)轉(zhuǎn)。3.2.4網(wǎng)絡(luò)冗余存儲網(wǎng)絡(luò)是整個云存儲系統(tǒng)正常運(yùn)行的核心，UIT創(chuàng)新科建議存儲盤陣與交換機(jī)之間做鏈路冗余設(shè)計，UIT創(chuàng)新科NS9000云存儲系統(tǒng)采用的存儲設(shè)備的4個網(wǎng)口做負(fù)載均衡，每臺NS9000元數(shù)據(jù)控制單元的4個網(wǎng)口也做負(fù)載均衡。3.2.5存儲服務(wù)器冗余在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，和云存儲系統(tǒng)關(guān)系比較密切的是錄像服務(wù)器。錄像服務(wù)器承擔(dān)前端多路攝像碼流的文件打包，并向云存儲系統(tǒng)發(fā)起讀取和寫入請求；UIT創(chuàng)新科NS9000云存儲系統(tǒng)支持全局?jǐn)?shù)據(jù)共享功能，允許存儲服務(wù)器以集群N+1冗余的方式工作，結(jié)合監(jiān)控平臺廠商提供的錄像服務(wù)器冗余方案，整套存儲系統(tǒng)可以達(dá)到磁盤、設(shè)備、服務(wù)器三級冗余，達(dá)到99.99%的存儲系統(tǒng)高可用性要求。3.3擴(kuò)展性設(shè)計3.3.1全局統(tǒng)一命名空間NS9000云存儲系統(tǒng)采用開放式集群存儲架構(gòu)，基于IP以太網(wǎng)交換網(wǎng)絡(luò)核心，通過IP網(wǎng)絡(luò)共享所有存儲空間給存儲服務(wù)器使用。NS9000云存儲系統(tǒng)內(nèi)置具有自主知識產(chǎn)權(quán)的集群文件系統(tǒng)-UFS，將所有存儲盤陣進(jìn)行統(tǒng)一整合，聚合所有的存儲空間為統(tǒng)一的大的虛擬存儲池，并以NAS共享協(xié)議或私有文件系統(tǒng)等標(biāo)準(zhǔn)訪問方式共享給應(yīng)用服務(wù)器；同時，聚合所有存儲盤陣的帶寬性能。整個存儲架構(gòu)具有存儲空間整合、存儲盤陣性能聚合、設(shè)備動態(tài)擴(kuò)展、集群管理的特點(diǎn)。3.3.2在線橫向擴(kuò)展在視頻監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，只需要將存儲盤陣接入內(nèi)部IP以太網(wǎng)交換網(wǎng)絡(luò)，然后通過NS9000云存儲系統(tǒng)動態(tài)加入到統(tǒng)一的大的虛擬池，就完成存儲空間和存儲性能的線性擴(kuò)展。同時，應(yīng)用服務(wù)器無需下線，也無需任何設(shè)置就可以使用新擴(kuò)展的存儲盤陣，獲得更好的存儲性能，實(shí)現(xiàn)性能與容量的線性擴(kuò)展；整個NS9000云存儲系統(tǒng)支持在線擴(kuò)展至超過數(shù)千PB的海量存儲空間，完全滿足XXX學(xué)校視頻監(jiān)控系統(tǒng)未來規(guī)劃設(shè)計。3.4運(yùn)維管理3.4.1集群部署NS9000云存儲系統(tǒng)支持集群部署功能，通過WEB管理界面打開集群部署界面，只需要一個操作就可以完成對所有存儲盤陣的操作配置。在集群部署過程中，只要使用1臺管理終端接入視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)就可以打開WEB管理界面，進(jìn)行集群部署，具有操作簡便、部署快捷、節(jié)省人力成本特點(diǎn)。3.5存儲容量3.5.1凈容量需求XXX學(xué)校視頻監(jiān)控系統(tǒng)高清攝像頭路數(shù)：600路；碼流大?。?Mbps存儲碼流；存儲時間：每天24小時，按90天存儲時間計算。整個XXX學(xué)校視頻監(jiān)控系統(tǒng)所需要的存儲凈容量：監(jiān)控中心路數(shù)碼率錄像時間保存天數(shù)所需凈容量前端攝像機(jī)6002Mbps24小時90天1113TB計算方法如下：所需凈容量＝監(jiān)控路數(shù)×4Mb/s÷8×24小時×3600秒×30天/1024/1024注1：1024為MB、GB和TB各單位之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)，1TB＝1024GB，1GB=1024MB。3.5.2存儲配置NS9000云存儲系統(tǒng)采用36盤位存儲節(jié)點(diǎn)，配置采用企業(yè)級SATAIII4TB硬盤，其中8+2塊4TB硬盤組成一個糾刪碼組。則存儲設(shè)備數(shù)量和硬盤數(shù)量計算如下：集中監(jiān)控中心所需凈容量糾刪碼配置單臺凈容量36盤位存儲設(shè)備數(shù)量4T硬盤數(shù)量監(jiān)控中心1113TB糾刪碼（8+2）115.2TB10臺360塊計算方法如下：單臺存儲凈容量＝4000GB×(36塊盤)×0.8=115.2TB存儲盤陣數(shù)量＝凈容量÷115.2TB（單臺設(shè)凈容量）硬盤數(shù)量=存儲盤陣數(shù)量×單臺設(shè)備硬盤數(shù)注：為增加系統(tǒng)的高可用性，建議所有機(jī)箱滿配硬盤；3.6性能設(shè)計3.6.1優(yōu)化的檢索性能在基于獨(dú)立元數(shù)據(jù)控制器的NS9000云存儲的方案中，由于實(shí)現(xiàn)了帶外數(shù)據(jù)管理方式，從海量數(shù)據(jù)中定位某段視頻的檢索方法發(fā)生了變化，從傳統(tǒng)的“應(yīng)用索引存儲設(shè)備本地文件系統(tǒng)子目錄文件”檢索方式，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皯?yīng)用索引集群文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)索引對應(yīng)數(shù)據(jù)塊地址”快速索引檢索方式，通過優(yōu)化的元數(shù)據(jù)檢索算法，大大提高了文件和視頻檢索性能，模擬測試顯示在2000TB級的海量數(shù)據(jù)中，檢索到任意一段視頻的檢索時間不大于100ms，檢索性能在視頻監(jiān)控行業(yè)具備領(lǐng)先地位。3.6.2存儲設(shè)備負(fù)載均衡NS9000云存儲系統(tǒng)支持所有存儲設(shè)備的并行化工作，支持選擇不同的資源分配算法實(shí)現(xiàn)全局負(fù)載均衡和順序方式工作，在負(fù)載均衡工作模式下，可以聚合所有存儲設(shè)備的帶寬，實(shí)現(xiàn)100Gbps以上的總聚合性能，同時，當(dāng)任意一臺存儲設(shè)備故障，其它所有正常存儲設(shè)備可以接管故障設(shè)備的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并重新進(jìn)行負(fù)載均衡，支持存儲性能線性擴(kuò)展。3.7方案拓?fù)鋱D在本方案中，XXX學(xué)校視頻監(jiān)控中心采用一套NS9000云存儲系統(tǒng)負(fù)責(zé)保存前端視頻數(shù)據(jù)，相比傳統(tǒng)IP-SAN方案，NS9000云存儲系統(tǒng)可以聚合所有存儲設(shè)備容量為統(tǒng)一存儲池，實(shí)現(xiàn)高性能并發(fā)錄像與回放帶寬、數(shù)據(jù)全局共享、后期在線擴(kuò)展等優(yōu)勢，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下所示：圖3-1監(jiān)控中心云存儲系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D前端高清攝像碼流通過視頻監(jiān)控專網(wǎng)傳輸至集中監(jiān)控中心，通過平臺軟件流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至存儲服務(wù)器，由存儲服務(wù)器以標(biāo)準(zhǔn)POSIX接口寫入NS9000云存儲系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中存儲；在平臺軟件的統(tǒng)一調(diào)度下，通過流媒體服務(wù)器可以從NS9000云存儲系統(tǒng)中檢索出歷史視頻用于客戶端回放。NS9000云存儲系統(tǒng)通過元數(shù)據(jù)控制單元對所有存儲節(jié)點(diǎn)的存儲空間進(jìn)行虛擬化整合，形成一個統(tǒng)一的大的虛擬存儲池，最大可整合超過1000臺存儲節(jié)點(diǎn)，最大容量超過數(shù)千PB；NS9000云存儲系統(tǒng)支持設(shè)備故障自動切換；支持容量動態(tài)擴(kuò)展和動態(tài)分配；支持系統(tǒng)性能動態(tài)擴(kuò)展；且云存儲系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生的設(shè)備故障冗余、節(jié)能切換、容量擴(kuò)展等操作對應(yīng)用完全透明。3.8方案優(yōu)勢NS9000云存儲系統(tǒng)解決方案，具有如下優(yōu)勢：高可靠性，支持設(shè)備級N+N設(shè)備級故障冗余，在不額外增加存儲設(shè)備的情況下，存儲設(shè)備故障支持錄像應(yīng)用不中斷。高性能，支持元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分離，數(shù)據(jù)路徑與元數(shù)據(jù)路徑獨(dú)立，消除性能瓶頸，通過對所有存儲設(shè)備的性能進(jìn)行聚合，對外提供并發(fā)高性能錄像與回放，滿足多點(diǎn)并發(fā)瀏覽/回放的高性能需求。智能MAID節(jié)能，可以設(shè)定輪流工作策略，允許負(fù)載空閑的存儲設(shè)備休眠，延長硬盤壽命；在線擴(kuò)展架構(gòu)，支持橫向擴(kuò)展，可在線添加存儲節(jié)點(diǎn)，容量在線擴(kuò)展，秒級完成，隨著設(shè)備數(shù)量增加，性能線性提升；全局?jǐn)?shù)據(jù)共享，全局統(tǒng)一命名空間，支持前端應(yīng)用的有效負(fù)載均衡和故障切換，支持視頻分析類應(yīng)用的無縫接入；空間動態(tài)按需分配，所有存儲節(jié)點(diǎn)的容量都納入統(tǒng)一存儲空間管理，存儲容量按需使用，降低容量管理成本；降低建設(shè)成本，采用成熟廉價的IP以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，降低整個項(xiàng)目的硬件采購成本。同時，通過對磁盤陣列容量整合、性能整合，設(shè)置設(shè)備間的安全冗余，可以更好地滿足項(xiàng)目需求。本地化服務(wù)，UIT創(chuàng)新科存儲技術(shù)有限公司在全國各省建設(shè)有技術(shù)服務(wù)中心，擁有雄厚的技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，快速、持續(xù)的滿足用戶新的需求，成為用戶技術(shù)服務(wù)的有力保障。UIT創(chuàng)新科公司擁有過硬的技術(shù)支持，掌握核心技術(shù)開發(fā)，隨時響應(yīng)用戶的需要。產(chǎn)品介紹4.1UITNS9000云存儲系統(tǒng)概述NS9000云存儲系統(tǒng)是UIT推出的全新一代超大規(guī)模分布式云存儲系統(tǒng)，采用元數(shù)據(jù)控制路徑與數(shù)據(jù)路徑分離的非對稱分布式架構(gòu)，支持scale-out橫向無縫擴(kuò)展，在統(tǒng)一命名空間下提供上百PB的超大容量及超高聚合帶寬。NS9000云存儲系統(tǒng)同時支持POSIX（PortableOperatingSystemInterface）和NFS（NetworkFileSystem）文件協(xié)議，充分滿足視頻應(yīng)用、媒資分析、文件歸檔等以文件處理為主的應(yīng)用存儲需求。NS9000云存儲系統(tǒng)同時還具有高性能、高可靠、易管理、易擴(kuò)容等特點(diǎn)，為客戶提供最高性能和最低運(yùn)營成本的文件存儲解決方案，最大限度提高投資回報。NS9000新一代超大規(guī)模分布式云存儲系統(tǒng)4.2UITNS9000云存儲系統(tǒng)定位NS9000云存儲系統(tǒng)是專門為超大規(guī)模文件存儲需求設(shè)計的云存儲系統(tǒng)，特別適用于以下需求的應(yīng)用場景：以非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（文件）存儲為主；超大容量、增長快，需要靈活擴(kuò)容；超高性能及聚合帶寬需求；統(tǒng)一命名空間，文件易于在各應(yīng)用服務(wù)器間共享?；谝陨闲枨筇攸c(diǎn)及行業(yè)應(yīng)用情況，可以發(fā)現(xiàn)，NS9000云存儲系統(tǒng)主要適用于以下行業(yè)應(yīng)用。廣電非編、媒資、IPTV、內(nèi)容分發(fā)、渲染、歸檔；石油、勘探、地震、天氣預(yù)報、高能物理、空間信息處理等高性能計算應(yīng)用；各行業(yè)的檔案管理、數(shù)字圖書館等文件歸檔類應(yīng)用；互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的流媒體、web2.0等應(yīng)用；電信、金融等行業(yè)的數(shù)據(jù)挖掘、智能數(shù)據(jù)分析類應(yīng)用；4.3UITNS9000云存儲系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)NS9000云存儲系統(tǒng)采取控制路徑和數(shù)據(jù)路徑分離的非對稱分布式架構(gòu)，元數(shù)據(jù)由控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)處理，數(shù)據(jù)存儲則由存儲節(jié)點(diǎn)處理?？刂乒?jié)點(diǎn)與存儲節(jié)點(diǎn)均采用集群架構(gòu)，節(jié)點(diǎn)間互為熱備，確保系統(tǒng)的高可用。非對稱分布式架構(gòu)使得NS9000能夠無縫橫向擴(kuò)展，容量和性能均隨存儲節(jié)點(diǎn)的增加而線性增長，能夠支撐超大規(guī)模以及超高聚合帶寬的用戶存儲需求。NS9000系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示：NS9000系統(tǒng)架構(gòu)圖NS9000云存儲系統(tǒng)由以下部分組成：控制節(jié)點(diǎn)集群：NS9000云存儲系統(tǒng)采用3個控制節(jié)點(diǎn)組成集群，保障系統(tǒng)高可靠性。控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)以下功能：管理系統(tǒng)所有的元數(shù)據(jù)（metadata），包括文件目錄組織、屬性維護(hù)、訪問控制信息、文件操作日志記錄、文件到塊的映射信息、塊當(dāng)前所在的位置等?？刂乒?jié)點(diǎn)管理整個存儲系統(tǒng)的命名空間，對外提供統(tǒng)一的命名空間。協(xié)調(diào)指揮客戶端和存儲節(jié)點(diǎn)之間的活動，實(shí)現(xiàn)性能與容量的自動負(fù)載均衡。存儲節(jié)點(diǎn)集群：NS9000云存儲系統(tǒng)采用橫向擴(kuò)展集群設(shè)計，集群中的存儲節(jié)點(diǎn)互為熱備，節(jié)點(diǎn)故障自動由其它節(jié)點(diǎn)接管，保證整個系統(tǒng)高可靠和高可用。NS9000支持超大規(guī)模的存儲節(jié)點(diǎn)集群，存儲空間可達(dá)EB級別；支持存儲節(jié)點(diǎn)在線透明增刪，性能和容量隨存儲節(jié)點(diǎn)的增長線性增加，為用戶應(yīng)用提供超高容量、彈性伸縮的存儲空間。管理節(jié)點(diǎn)NS9000云存儲系統(tǒng)的管理節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個集群的配置管理和運(yùn)維管理，對系統(tǒng)中的各種設(shè)備（控制節(jié)點(diǎn)、存儲節(jié)點(diǎn)等）及資源（磁盤、存儲空間、文件等）進(jìn)行統(tǒng)一集中管理，包括設(shè)備發(fā)現(xiàn)、配置管理、故障管理、用戶認(rèn)證管理、性能管理、安全管理、網(wǎng)絡(luò)資源管理等。通過安全便捷的圖形管理界面，快速安裝、向?qū)Р僮?、默認(rèn)配置、告警屏蔽等人性化的設(shè)計幫助管理員輕松管理NS9000的海量空間。NS9000云存儲系統(tǒng)的管理節(jié)點(diǎn)可獨(dú)立設(shè)置也可與控制節(jié)點(diǎn)合設(shè)，最大限度節(jié)約用戶成本。UFS海量文件系統(tǒng)NS9000云存儲系統(tǒng)搭載UIT自主開發(fā)和設(shè)計的UFS海量文件系統(tǒng)，UIT擁有完全知識產(chǎn)權(quán)。UFS海量文件系統(tǒng)采取元數(shù)據(jù)控制和數(shù)據(jù)存儲邏輯分離的模塊化設(shè)計，為各類應(yīng)用提供統(tǒng)一的文件命名空間、高性能的文件處理、穩(wěn)定的讀寫帶寬以及高可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)功能?？蛻舳薔S9000云存儲系統(tǒng)的客戶端安裝在應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)器上，為應(yīng)用系統(tǒng)提供簡單易用的磁盤掛載、文件存儲等接口功能。NS9000的客戶端遵循Posix接口規(guī)范，這使得應(yīng)用系統(tǒng)使用NS9000提供的存儲服務(wù)與使用本地文件系統(tǒng)一樣簡單和快捷，并擁有更可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)、更便捷的文件共享等服務(wù)。另外，NS9000同時支持NFS（NetworkFileSystem）文件協(xié)議，充分滿足各類應(yīng)用需求。4.4UITNS9000云存儲系統(tǒng)特性4.4.1超大容量，彈性擴(kuò)展NS9000云存儲系統(tǒng)專門為海量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲設(shè)計，采用控制路徑與數(shù)據(jù)路徑分離的非對稱分布式架構(gòu)，控制節(jié)點(diǎn)與存儲節(jié)點(diǎn)在邏輯上完全分離，有效避免了傳統(tǒng)存儲及普通集群存儲所存在的擴(kuò)容瓶頸，使得整個集群的存儲空間可以從小規(guī)模無縫擴(kuò)展到EB級別，充分滿足海量文件存儲的容量需求。NS9000云存儲系統(tǒng)支持存儲節(jié)點(diǎn)在線透明增刪，整個擴(kuò)容過程業(yè)務(wù)無中斷,容量和性能隨節(jié)點(diǎn)數(shù)增加線性增長。NS9000良好的擴(kuò)容能力允許用戶從小規(guī)模集群起步，根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展對容量和性能的需求，逐步彈性擴(kuò)容、按需配置，避免過度投入、資源閑置和浪費(fèi)。4.4.2超高性能NS9000云存儲系統(tǒng)通過文件分塊處理、高速緩存、SSD優(yōu)化、負(fù)載均衡策略等技術(shù)手段，充分利用系統(tǒng)內(nèi)豐富的網(wǎng)絡(luò)、磁盤、內(nèi)存、處理器等資源，實(shí)現(xiàn)了極高的聚合帶寬和低時延。同時，NS9000對外聚合帶寬隨存儲節(jié)點(diǎn)數(shù)量線性增長。文件分塊處理：來自客戶端的文件數(shù)據(jù)采用分塊存放，文件數(shù)據(jù)分塊存儲在不同節(jié)點(diǎn)的不同硬盤上，并且采用副本數(shù)據(jù)保護(hù)方式。不同節(jié)點(diǎn)和硬盤上的數(shù)據(jù)分塊和副本均可同時向客戶端提供服務(wù)，從而保證文件存儲性能。高速緩存：客戶端采用緩存及增量方式對目錄、文件的讀寫操作。配合硬件系統(tǒng)的高速緩存處理，確保文件訪問的高性能?？蛻舳瞬捎玫念A(yù)讀機(jī)制能適應(yīng)不同應(yīng)用軟件的不同行為模式，且預(yù)讀方式可配置。SSD優(yōu)化：NS9000云存儲系統(tǒng)的控制節(jié)點(diǎn)使用SSD（solid-statedrives）硬盤作為系統(tǒng)盤，SSD硬盤隨機(jī)IO性能是傳統(tǒng)硬盤的數(shù)十倍，通過SSD硬盤加速實(shí)現(xiàn)對元數(shù)據(jù)的高速訪問，減小或消除通過網(wǎng)絡(luò)訪問帶來的時延，保證了整個系統(tǒng)的文件存儲性能。負(fù)載均衡：控制服務(wù)實(shí)時了解并掌握各存儲節(jié)點(diǎn)及客戶端的IO訪問狀態(tài)，并據(jù)此進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理。當(dāng)出現(xiàn)寫熱點(diǎn)時，會將數(shù)據(jù)定位至壓力相對較小的存儲節(jié)點(diǎn)；當(dāng)出現(xiàn)讀熱點(diǎn)時，利用來自不同存儲節(jié)點(diǎn)上的副本同時向客戶端提供服務(wù)。NS9000還會根據(jù)數(shù)據(jù)分布情況，在合適的時機(jī)在不同存儲節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行內(nèi)部數(shù)據(jù)遷移，達(dá)到整體的容量與性能平衡。NS9000云存儲系統(tǒng)針對性能要求較為苛刻的流媒體類應(yīng)用進(jìn)行了專門優(yōu)化，通過IO序列優(yōu)化、磁盤調(diào)度、端口并行操作（多IP路由，非傳統(tǒng)bonding）等手段，滿足視頻流應(yīng)用的穩(wěn)定帶寬及低時延需求。4.4.3簡單管理NS9000云存儲系統(tǒng)通過單一IP網(wǎng)絡(luò)部署、全局命名空間、副本數(shù)據(jù)保護(hù)方式以及圖形管理界面等設(shè)計，使得系統(tǒng)的部署、使用和運(yùn)維都非常簡單，保證業(yè)務(wù)快速上線的同時降低運(yùn)維成本，使客戶獲得最低的總體擁有成本。單一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：NS9000采用單一IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過以太網(wǎng)訪問NS9000產(chǎn)品提供的存儲空間，無需另外部署傳統(tǒng)存儲的FC網(wǎng)絡(luò)，在便于管理的同時也降低了成本。全局命名空間：NS9000云存儲系統(tǒng)通過統(tǒng)一的IP地址或者域名提供全局命名空間，業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間只需通過掛載客戶端，即可實(shí)現(xiàn)對存儲空間的共享訪問，無需共享軟件或者文件系統(tǒng)來輔助實(shí)現(xiàn)共享。副本數(shù)據(jù)保護(hù)方式：NS9000云存儲系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)分塊以及副本數(shù)據(jù)保護(hù)方式，避免了傳統(tǒng)基于RAID存儲系統(tǒng)復(fù)雜的容量規(guī)劃、RAID創(chuàng)建等工作，達(dá)到系統(tǒng)即插即用的效果。另外，傳統(tǒng)基于RAID的存儲系統(tǒng)，但磁盤出現(xiàn)故障時，數(shù)據(jù)保護(hù)等級即刻降級，必須馬上更換處理，并且數(shù)據(jù)重建時間動輒十幾個小時，維護(hù)工作量非常大。而NS9000由于采用副本數(shù)據(jù)保護(hù)方式，磁盤故障并不會降低數(shù)據(jù)保護(hù)等級，只需定期進(jìn)行維護(hù)，并且數(shù)據(jù)恢復(fù)時只需重建相應(yīng)數(shù)據(jù)塊，大幅減少磁盤故障的數(shù)據(jù)恢復(fù)時間。圖形管理界面：NS9000云存儲系統(tǒng)采用基于web的圖形化管理界面，支持中、英文兩種語言。設(shè)備管理、文件管理、用戶組管理、系統(tǒng)監(jiān)控等常規(guī)配置管理操作都可以在直觀的管理界面上輕松實(shí)現(xiàn)。4.4.4安全可靠數(shù)據(jù)的高可用、高可靠、及安全訪問永遠(yuǎn)是存儲系統(tǒng)最核心、最基本的要求。NS9000云存儲系統(tǒng)通過安全的數(shù)據(jù)存儲方式、多級別的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)、完善的操作管理以及用戶權(quán)限控制等策略，確保系統(tǒng)高可用、高可靠及數(shù)據(jù)安全。數(shù)據(jù)存儲安全：NS9000系列將數(shù)據(jù)分塊后，再通過私有存儲協(xié)議保存到不同節(jié)點(diǎn)的不同硬盤上，非法用戶即使獲取到部分?jǐn)?shù)據(jù)片段也無法竊取原文件數(shù)據(jù)內(nèi)容，從而保證了數(shù)據(jù)的安全性。同時存儲硬件的冗余設(shè)計及數(shù)據(jù)冗余技術(shù)等也保證了存儲數(shù)據(jù)的高可靠性。多級別數(shù)據(jù)保護(hù)方式：NS9000云存儲系統(tǒng)支持根據(jù)目錄設(shè)置復(fù)制因子，可根據(jù)用戶數(shù)據(jù)的重要級別不同而定義不同的復(fù)制因子，達(dá)到容量利用率和數(shù)據(jù)保護(hù)等級的最優(yōu)組合。回收站功能：NS9000云存儲系統(tǒng)支持回收站功能。文件被用戶刪除后，將被置入回收站。當(dāng)回收站空間全部被占用時，將按刪除時間對回收站文件進(jìn)行清理?；厥照竟δ芸稍诤艽蟪潭壬媳苊庖蛘`操作而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失。數(shù)據(jù)訪問安全：NS9000云存儲系統(tǒng)提供了豐富的訪問控制功能，支持ACL（訪問控制列表