平安城市高清監(jiān)控存儲解決方案

平安城市高清監(jiān)控存儲解決方案平安城市存儲需求平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有監(jiān)控點(diǎn)多、攝像頭數(shù)量多、保存時(shí)間長(監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的保存時(shí)間多一個(gè)月以上)。因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲必需支持大容量，且容量具有高擴(kuò)展性，滿意長時(shí)間大容量視頻圖像存儲的需求。存儲系統(tǒng)在市公安局、縣公安局、派出所等視頻圖像中心或視頻圖像信息前端匯合平臺，依據(jù)視頻圖像信息前端匯合狀況，配備視頻圖像信息存儲設(shè)備，對其匯聚的視頻圖像信息資源進(jìn)行錄像，配備視頻圖像信息存儲設(shè)備，對其自建的視頻圖像信息資源進(jìn)行錄像。平安城市的影像信息存儲技術(shù)要求：·每路視頻圖像信息的錄像回放辨別率應(yīng)不低于D1標(biāo)清與720P高清格式;·采納標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4、H.264格式進(jìn)行編碼，并能由VLC譯碼;·保證至少能以D1/720P的圖像辨別率錄像30天以上不間斷存儲;·對錄像檢索快速，具有完整的檢索條件。支持多用戶同時(shí)回放同一錄像，對基于對象的智能檢索有肯定的擴(kuò)展實(shí)力;·具有用戶友好的互接口，并可以剪輯播放。具有依檔案或時(shí)間段下載錄像備份的功能;·存儲時(shí)間同步，數(shù)字圖像存儲設(shè)備可支持NTP;·設(shè)定時(shí)間誤差應(yīng)≤10秒內(nèi);·具有依據(jù)時(shí)間、容量等條件實(shí)現(xiàn)自動清理磁盤策略;·供應(yīng)可供二次開發(fā)軟件SDK包和API接口函數(shù);·當(dāng)一級監(jiān)控中心“宕機(jī)”時(shí),二級監(jiān)控中心可具備七天的監(jiān)視錄像存儲功能。當(dāng)一級監(jiān)控中心存儲復(fù)原正常后，存儲自動轉(zhuǎn)入一級監(jiān)控中心存儲，并在后臺執(zhí)行本地視頻數(shù)據(jù)拷貝到上一級監(jiān)控中心存儲，以保證錄像的完整性;·一級監(jiān)控中心的集中存儲用來存儲重要事務(wù)視頻數(shù)據(jù)庫，需長期保存;·依IP網(wǎng)絡(luò)的性能，并依據(jù)公安業(yè)務(wù)要求實(shí)現(xiàn)對視頻進(jìn)行有效管理應(yīng)用，建設(shè)一個(gè)具有穩(wěn)定牢靠、架構(gòu)設(shè)置簡潔、易維護(hù)升級的數(shù)字視頻存儲系統(tǒng)。視頻數(shù)據(jù)存儲技術(shù)依據(jù)平安城市監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)建置架構(gòu)，在系統(tǒng)視頻數(shù)據(jù)的集中存儲方式上可以實(shí)行的方式有以下。DASDAS即干脆連接存儲方式，采納SCSI和FC技術(shù)，將外掛存儲裝置通過網(wǎng)絡(luò)線或光纖鏈接，干脆連接到一臺工作站上，數(shù)據(jù)存儲是整個(gè)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的一部分方式。NASNAS即網(wǎng)絡(luò)附掛存儲，這是一種專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)檔案存儲服務(wù)器，或稱為網(wǎng)絡(luò)直連存儲裝置，運(yùn)用NFS或CIFS協(xié)議，通過TCP/IP進(jìn)行檔案訪問。SANSAN即存儲局域網(wǎng)絡(luò)，以數(shù)據(jù)存儲為中心的專用儲存網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可伸縮，可實(shí)現(xiàn)存儲設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器之間數(shù)據(jù)塊級的I/O數(shù)據(jù)訪問。依據(jù)所運(yùn)用的協(xié)議和介質(zhì)，SAN分為FC-SAN、IP-SAN、IB-SAN三種。IP-SAN/NASIP-SAN/NAS在SAN結(jié)構(gòu)下運(yùn)用的iSCSI協(xié)議，作為在IP網(wǎng)絡(luò)上訪問數(shù)據(jù)塊級新的InternetSCSI標(biāo)準(zhǔn)，在SAN和NAS之間架設(shè)了一道橋梁。iSCSI最初是由Cisco和IBM兩家公司發(fā)起的，之后提交給Internet工程任務(wù)組(IETF)將其標(biāo)準(zhǔn)化。是融合NAS和SAN的技術(shù)。是可在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送、接收Block級數(shù)據(jù)的存儲服務(wù)器。選擇存儲方式的考慮因素在平安城市項(xiàng)目中，選擇存儲方案時(shí)需考慮到：·采納H.264或MPEG-4視頻格式，但各種編碼器都有各自的播放庫;·數(shù)字視頻數(shù)量影響到存儲容量和存儲性能需求;·視頻頻寬/記錄時(shí)間：影響到存儲容量和性能需求。一般視頻頻寬的范圍是從1Mbps-8Mbps，但通常都在2Mbps-4Mpbs范圍之內(nèi)以滿意標(biāo)清及高清訊號;·視頻錄像應(yīng)能保持30天的存儲;·視頻流的記錄方式：影響到存儲空間的接口。目前了解到信息，各種DVS/NVS/編碼器全部運(yùn)用文件系統(tǒng)記錄視頻(錄像)，方法為按固定的時(shí)間間隔生產(chǎn)視頻檔;·穩(wěn)定牢靠性要求：一些視頻監(jiān)控系統(tǒng)對監(jiān)控業(yè)務(wù)連續(xù)性要求很高，要求設(shè)備故障不能影響到當(dāng)前的監(jiān)視和記錄;·隨著公安業(yè)務(wù)發(fā)展，視頻存儲要能擴(kuò)充。以IP-SAN作為平安城市最佳網(wǎng)絡(luò)儲存應(yīng)用技術(shù)IP-SAN是一種基于IP以太網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域存儲架構(gòu)，它運(yùn)用iSCSI協(xié)議代替光纖信道(FC)協(xié)議來傳輸數(shù)據(jù)，讓IP-SAN架構(gòu)不必運(yùn)用昂貴的光纖網(wǎng)絡(luò)、FC-HBA卡和光纖信道存儲設(shè)備，而是運(yùn)用IP以太網(wǎng)絡(luò)、以太網(wǎng)卡和iSCSI存儲設(shè)備。因此，相比FC-SAN，IP-SAN存儲架構(gòu)成本低許多。與FC-SAN類似，IP-SAN也可以將存儲設(shè)備分成一個(gè)或多個(gè)檔案卷，并匯出給前端應(yīng)用客戶端，客戶端計(jì)算機(jī)可以對這些導(dǎo)過來的卷進(jìn)行新建文件系統(tǒng)操作?？蛻舳擞?jì)算機(jī)對這些卷的訪問方式為設(shè)備的級塊訪問，塊級訪問的特性確定了iSCSI數(shù)據(jù)訪問的高I/O性能和傳輸?shù)脱舆t。這種應(yīng)用于平安城市的海量儲存IP-SAN具有IP網(wǎng)絡(luò)以下的優(yōu)點(diǎn)：·實(shí)現(xiàn)彈性擴(kuò)展的存儲網(wǎng)絡(luò)，能自適應(yīng)應(yīng)用的變更;·已閱歷證的傳輸設(shè)備保證運(yùn)行的牢靠性;·以太網(wǎng)從1G向更高速過渡，只需通過簡潔的升級便可得到極大的性能提升;·IP跨長距離擴(kuò)展實(shí)力，輕松實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制和災(zāi)難復(fù)原;·運(yùn)用上因大量熟識的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和管理的人才將會削減系統(tǒng)培訓(xùn)和人力成本;·基于IP的存儲最大貢獻(xiàn)在于將存儲網(wǎng)絡(luò)集成到主流的數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域中。海量視頻存儲方案設(shè)計(jì)平安城市項(xiàng)目由于視頻接入數(shù)量浩大，存儲系統(tǒng)設(shè)計(jì)大多采納分布式存儲和集中存儲網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，在市公安局、縣公安局、派出所等視頻中心或視頻信息前端平臺，依據(jù)視頻信息前端收集狀況，配備視頻信息存儲設(shè)備，對其收集的視頻信息資源進(jìn)行錄像。這二種儲存方式的架構(gòu)設(shè)計(jì)大致如下：·分布式網(wǎng)絡(luò)存儲：在派出所和縣監(jiān)控中心接入前端視頻監(jiān)控圖像，部署網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，前端視頻信息包括高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)干脆存儲到網(wǎng)絡(luò)存儲裝置內(nèi);·集中式網(wǎng)絡(luò)存儲：IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)(包括網(wǎng)絡(luò)球機(jī)、高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī))分布在各個(gè)不同的派出所轄區(qū)，錄像數(shù)據(jù)集中存儲在縣局監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備中。派出所通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用轄區(qū)范圍內(nèi)的視頻影像，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。存儲方式選擇對于接入數(shù)量浩大的城市視頻監(jiān)控，為削減派出所到區(qū)縣分局的視頻傳輸壓力，保障派出所一線實(shí)戰(zhàn)單位的應(yīng)用，系統(tǒng)采納分布式設(shè)計(jì)，支持多種存儲設(shè)備共存，同時(shí)縣分局和上級市局指揮中心采納集中存儲設(shè)備備份重點(diǎn)監(jiān)控圖像。儲存方式一般可規(guī)劃如下：·派出指揮中心,實(shí)時(shí)存儲視頻30天D1格式，安排IP-SAN存儲;·對于監(jiān)控點(diǎn)位較少的派出所可將視頻圖像干脆存儲到上級縣公安分局;·市(分)局指揮中心存儲接入所轄區(qū)域重要視頻圖像、社會視頻資源。存儲管理服務(wù)器管理方式在派出所和縣監(jiān)控中心部署存儲管理服務(wù)器，內(nèi)嵌平臺軟件的網(wǎng)絡(luò)存儲管理服務(wù)軟件，是針對大型網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境的專用存儲管理軟件模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程全部圖像的實(shí)時(shí)錄像、報(bào)警錄像、中心集中備份和事后檢索查詢服務(wù)，安排錄像下支持補(bǔ)錄。支持DAS、NAS、SAN等多種存儲方式，對于視頻存儲建議采納IP-SAN存儲方式。網(wǎng)絡(luò)存儲管理服務(wù)器依據(jù)需求可以分布式部署，目前可以部署在派出所、縣分局和市局，一臺存儲管理服務(wù)器可以管理的視頻路數(shù)不限，但是同時(shí)并發(fā)存儲處理的視頻路數(shù)受到服務(wù)器性能限制，目前測試的結(jié)果是在Giga千兆網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下一臺存儲服務(wù)器可以并發(fā)相應(yīng)1000路CIF格式的視頻流。網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器軟件通過網(wǎng)絡(luò)獲得系統(tǒng)中全部視頻源的信息，存儲到大容量的存儲設(shè)備中。系統(tǒng)可以支持n臺計(jì)算器組成的分布式集群存儲結(jié)構(gòu)。在這些計(jì)算機(jī)的通訊底層是我們的高性能通訊平臺技術(shù)。在正常運(yùn)作的狀況下，每一臺存儲計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)存儲整個(gè)系統(tǒng)中的某些錄像信息。首先我們須要定義存儲組，每一個(gè)存儲組有n路圖像組成。我們把一個(gè)存儲組綁定到一臺存儲服務(wù)器，這樣全系統(tǒng)的圖像將通過不同的存儲服務(wù)器進(jìn)行存儲。采納的模型是前端分布式錄像和后端集中錄像的綜合方法。存儲管理服務(wù)器管理的對象可以是PC服務(wù)器存儲設(shè)備、DVR設(shè)備、IP網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，也可以是磁盤陣列或磁帶庫。存儲容錯(cuò)技術(shù)設(shè)計(jì)在平安城市項(xiàng)目上存儲系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)可以供應(yīng)多層次的容錯(cuò)機(jī)制，以確報(bào)錄像儲存作業(yè)可以穩(wěn)定進(jìn)行，首先系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上的容錯(cuò)技術(shù)。我們的系統(tǒng)支持分布式的集群技術(shù)，簡潔地講，每臺服務(wù)器正常執(zhí)行當(dāng)前的存儲任務(wù)，但是同時(shí)又作為其他服務(wù)器的后備集群節(jié)點(diǎn)。當(dāng)集群系統(tǒng)某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，那么我們的底層通訊協(xié)議能夠精確地監(jiān)測到這臺機(jī)器的問題，這就是所謂的成員離開事務(wù)，成員離開事務(wù)將被可信協(xié)議遞交到集群中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，它的備份服務(wù)器將立即擔(dān)當(dāng)起失敗節(jié)點(diǎn)的責(zé)任，進(jìn)行錄像。這就是容錯(cuò)功能。而當(dāng)失敗的節(jié)點(diǎn)修復(fù)后重新啟動并起先錄像，底層通訊協(xié)議能夠把這個(gè)重新加入的時(shí)間遞交給每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這是所謂的成員加入事務(wù)。備份服務(wù)器接收到這個(gè)時(shí)間以后就停止錄像，這就是錯(cuò)誤復(fù)原功能。其次個(gè)層次上的容錯(cuò)是在整個(gè)集群都和圖像源斷開，不能進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像。這個(gè)時(shí)候，我們通過安排和實(shí)際的錄像執(zhí)行狀況進(jìn)行補(bǔ)錄，請參見后面的安排和補(bǔ)錄。第三個(gè)層次的容錯(cuò)是在錄像分包時(shí)，每一個(gè)錄像文件結(jié)束和一個(gè)新的錄像文件起先，系統(tǒng)都被冗余一部分?jǐn)?shù)據(jù)，以保證沒有任何圖像幀丟失。存儲錄像安排和補(bǔ)錄規(guī)劃在平安城市存儲系統(tǒng)中每一個(gè)錄像組都可以具有自己的錄像安排，錄像的執(zhí)行底層是我們的安排和任務(wù)調(diào)度引擎。每次錄像過程中，系統(tǒng)都會紀(jì)錄錄像的運(yùn)行時(shí)間，系統(tǒng)的維護(hù)服務(wù)器，依據(jù)預(yù)定安排和實(shí)際的執(zhí)行狀況的差異性，我們可以計(jì)算出須要補(bǔ)錄的時(shí)間段。補(bǔ)錄系統(tǒng)將自動從合適的DVR下載缺少的錄像信息。錄像磁盤重整策略當(dāng)存儲系統(tǒng)發(fā)覺存儲的容量超過系統(tǒng)規(guī)定的最高警戒線，將起先啟動清盤任務(wù)，這個(gè)工作是由維護(hù)服務(wù)器來管理的，維護(hù)服務(wù)器將定時(shí)檢查磁盤的狀況，進(jìn)行磁盤的清理、自動導(dǎo)出等功能。系統(tǒng)供應(yīng)集中磁盤重整策略，包括先進(jìn)先出，最近訪問，最多訪問，以及保留優(yōu)先權(quán)。在先進(jìn)先出的狀況下，全部最先錄制的圖像數(shù)據(jù)將被刪除。而在最近訪問策略中，越最近訪問的錄像數(shù)據(jù)將被保留越久，越多訪問策略則考慮整個(gè)系統(tǒng)用戶對數(shù)據(jù)的訪問頻度，訪