【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 立于主機(jī)系統(tǒng)之外，以網(wǎng)絡(luò)方式連接主機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)，以設(shè)備資源透明的方式為計(jì)算提供數(shù)據(jù)服務(wù)。從而將數(shù)據(jù)管理的職能，從標(biāo)準(zhǔn)混亂、應(yīng)用負(fù)荷沉重的主機(jī)中分離出來(lái)。 在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的發(fā)展過(guò)程中， SAN（存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）和 NAS（網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)）得到了迅速的發(fā)展。 NAS 是一種直接利用局域網(wǎng)，基于文件的存儲(chǔ)架構(gòu)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的傳輸也是基于局域網(wǎng)。 NAS 的最大優(yōu)點(diǎn)是可以很容易實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)的文件共享， NAS 的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其擴(kuò)展性，因?yàn)榇鎯?chǔ)單元可以比較容易地加入到網(wǎng)絡(luò)中。然而， NAS存 儲(chǔ)在 數(shù)據(jù)備份或存儲(chǔ) 過(guò)程中會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)的帶寬， 可擴(kuò)展性有限，并且訪問(wèn)需要經(jīng)過(guò)文件系統(tǒng)格式轉(zhuǎn)換，所以是以文件一級(jí)來(lái)訪問(wèn)，不適合 Block 級(jí)的應(yīng)用，尤其是要求使用裸設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 而 SAN 存儲(chǔ)架構(gòu)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了 NAS 的不足，為存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)力。 SAN（ Storage Area Network）存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，是一種通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方式連接存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器的存儲(chǔ)架構(gòu)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用于主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備之間的訪問(wèn)。當(dāng)有數(shù)據(jù)的存取需求時(shí)，數(shù)據(jù)可以通過(guò)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)器和后臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備之間高速傳輸。 FC 光纖通道技術(shù) 使得存儲(chǔ)系統(tǒng)的 可升級(jí)性、穩(wěn)定性、可用性和性能都大大加強(qiáng)。不過(guò)，它最大的優(yōu)勢(shì)是集中的管理，這就降低了總擁有成本。光纖通道主要應(yīng)用在某些重要業(yè)務(wù)和高性能應(yīng)用，如數(shù)據(jù)中心環(huán)境。 然而，在過(guò)去 8 年以 FC 協(xié)議為主的 SAN 存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)中，人們逐漸發(fā)現(xiàn) FC油田危險(xiǎn)點(diǎn)源視頻監(jiān)控系統(tǒng) 技術(shù)方案 16 協(xié)議雖然基本解決了傳輸速度和擴(kuò)大容量的問(wèn)題，卻難以完全承擔(dān)起存儲(chǔ)系統(tǒng)獨(dú)立化的重任。 FC SAN 的互操作性仍是實(shí)施過(guò)程中存在的主要問(wèn)題。 SAN 本身缺乏標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在管理上更是如此。雖然光纖通道（ Fibre Channel）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確存在，但各家廠商卻有不同的解釋?zhuān)谑牵?互操作性問(wèn)題就像沙塵暴一樣迎面撲來(lái)，讓人猝不及防。這就導(dǎo)致了 FC 兼容性差、成本高昂、擴(kuò)展能力差、異構(gòu)化嚴(yán)重的問(wèn)題。 在存儲(chǔ)以 SAN 的名義獨(dú)立走上 IT 舞臺(tái)的同時(shí)， IP 和以太網(wǎng)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域突飛猛進(jìn)，在同樣 19972020 的 8 年中，主流商用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)從 10M 發(fā)展到了 10G，整整提升了 1000 倍，行業(yè)的發(fā)展動(dòng)力和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的成熟性已無(wú)可爭(zhēng)辯。 IP 技術(shù)已經(jīng)成為整個(gè) IT 行業(yè)中最成熟、最開(kāi)放、發(fā)展最迅速、成本最低、管理最方便的數(shù)據(jù)通訊方式。在經(jīng)歷了 FC SAN 發(fā)展的過(guò)渡性嘗試后，整個(gè)行業(yè)開(kāi)始考慮將FC 傳輸技術(shù)替代為更加成 熟可靠、成本更低的 IP 技術(shù)，以適應(yīng)廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用、大規(guī)模服務(wù)器數(shù)據(jù)集中、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等應(yīng)用對(duì)新一代存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求，同時(shí)為“隨需應(yīng)變”的 IT 新時(shí)代到來(lái)，奠定堅(jiān)實(shí)的開(kāi)放化標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)。 2020 年，以 IBM等公司共同發(fā)起的 iSCSI（ Inter SCSI）協(xié)議，通過(guò) IETF 組織的審議，公布為 RFC 標(biāo)準(zhǔn)。 iSCSI 協(xié)議實(shí)際就是將標(biāo)準(zhǔn)的 SCSI 存儲(chǔ)訪問(wèn)指令，打包到 TCP/IP中進(jìn)行傳輸。 iSCSI 標(biāo)準(zhǔn)一經(jīng)公布，就以其低成本、高可管理性、天然的跨廣域數(shù)據(jù)傳輸和管理能力、海量組網(wǎng)能力得到了業(yè)界的青睞。基于 iSCSI 協(xié) 議構(gòu)建的 IP SAN存儲(chǔ)，已嶄露頭角，成為新一代存儲(chǔ)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，成為 IT 新時(shí)代圍繞 IP 技術(shù)進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)融合的標(biāo)志性技術(shù)。 由于 iSCSI協(xié)議將 SCSI數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕A(chǔ)從封閉昂貴的 FC協(xié)議轉(zhuǎn)移到 IP之上，使存儲(chǔ)系統(tǒng)突破了長(zhǎng)期困擾著存儲(chǔ)系統(tǒng)的兼容性、成本和管理性桎梏，使存儲(chǔ)網(wǎng)格、廣域數(shù)據(jù)傳輸、大規(guī)模服務(wù)器數(shù)據(jù)集中、遠(yuǎn)程容災(zāi)、高性能交換式存儲(chǔ)架構(gòu)等存儲(chǔ)技術(shù)脫下昂貴的外衣，成為廣大行業(yè)客戶(hù)均能輕松獲得的最新存儲(chǔ)技術(shù)。 隨著 iSCSI技術(shù)的完善，數(shù)據(jù)塊級(jí)的存儲(chǔ)應(yīng)用將變得更為普遍，存儲(chǔ)資源的通用性、數(shù)據(jù)共享能力都將大 大增強(qiáng)，并且更加易于管理。隨著千兆以太網(wǎng)的普及以及萬(wàn)兆以太網(wǎng)絡(luò)的成熟， IP存儲(chǔ)必然會(huì)以其性?xún)r(jià)比、通用性、無(wú)地理限制等優(yōu)勢(shì)飛速發(fā)展， iSCSI技術(shù)將聯(lián)合SCSI、 TCP/IP，共同開(kāi)創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的新局面！ 油田危險(xiǎn)點(diǎn)源視頻監(jiān)控系統(tǒng) 技術(shù)方案 17 . IP SAN 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 目前業(yè)界常見(jiàn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式主要包括 DAS、 NAS、 FC SAN 和 IP SAN。其中， DAS 不屬于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，在擴(kuò)展和性能方面有較大的障礙； NAS 主要用于提供文件服務(wù)，并且性能太低； FC SAN 使用專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議，管理比較復(fù)雜，而且容災(zāi)解決方案的距離限制較大。作為一種新興的存儲(chǔ)技術(shù)， IP SAN 基于 IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn) SAN 架構(gòu)，既具備了 IP 網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單配置管理的優(yōu)勢(shì)，又提供了 SAN 架構(gòu)所擁有的強(qiáng)大功能和擴(kuò)展性。 在沒(méi)有出現(xiàn)性?xún)r(jià)比良好的 IP 解決方案之前，光纖通道一直是 SAN 的主流。雖然隨著對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)需求的劇增，基于光纖通道的 SAN 也出現(xiàn)了增長(zhǎng)，但網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步也提供了光纖通道的替代技術(shù)。 IP SAN 于 2020 年進(jìn)入存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域。作為一種 SAN 技術(shù)，它沒(méi)有 FC 那樣的高昂成本和復(fù)雜性。它基于標(biāo)準(zhǔn)的 IP 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)， Ether 或 iSCSI（ IP SCSI 的簡(jiǎn)稱(chēng)）協(xié)議來(lái)執(zhí)行存儲(chǔ)任務(wù)。 iSCSI 于 2020 年 2 月獲 IETF 批準(zhǔn)，正式成為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。 部署 IP SAN 與在服務(wù)器上安裝 iSCSI 驅(qū)動(dòng)程序（軟件驅(qū)動(dòng)程序）同樣簡(jiǎn)單，并利用現(xiàn)有的 Ether 基礎(chǔ)架構(gòu)，與支持 iSCSI 的大量存儲(chǔ)系統(tǒng)連接。無(wú)需購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)用的服務(wù)器適配器或定制構(gòu)建的交換機(jī)，也不必單獨(dú)布線，更用不著對(duì)人員進(jìn)行 IP 之外的技術(shù)培訓(xùn)，成本更低、復(fù)雜性更少！ IP SAN 技術(shù)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： ? 節(jié)約大量成本 ? 加快實(shí)施速度 ? 優(yōu)化可靠性 ? 增強(qiáng)擴(kuò)展能力 IP 存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展 已經(jīng)經(jīng)過(guò)了幾個(gè) 階段，首先是對(duì) SAN 的擴(kuò)展階段， 在這一階段， IPSAN 遵循 FCIP 或 iFCP 協(xié)議，利用 FCIP 橋、 FCIP 路由器或 FCIP網(wǎng)關(guān)將超過(guò)光纖通道允許距離的 FCSAN 連接到 IP 網(wǎng)絡(luò)上；第二階段是小范圍地實(shí)現(xiàn)基于 IP 的 SAN，或?qū)?iSCSI 卡集成到 NAS 存儲(chǔ)設(shè)備上，以支持?jǐn)?shù)據(jù)塊形式的 I/O 訪問(wèn)；真正的 IPSAN 是主機(jī)通過(guò)帶 TCP 下載引擎（ TOE）的 iSCSI HBA接至 IP 網(wǎng)絡(luò)，訪問(wèn) iSCSI 存儲(chǔ)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全球的 iSCSISAN。 油田危險(xiǎn)點(diǎn)源視頻監(jiān)控系統(tǒng) 技術(shù)方案 18 由于 IP 環(huán)境 下 安全 措施比較成熟 ， iSCSI 存儲(chǔ) 可以采用 采用多種安全措施以提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安 全性。通常采用的安全方法主要有： KRBs、 SPKM、SPR（遠(yuǎn)程安全密碼）以及 CHAP（握手認(rèn)證協(xié)議）等。 iSCSI 有一個(gè)優(yōu)勢(shì)是 FC SAN 無(wú)法替代的在應(yīng)用上的靈活性。通過(guò)使用 iSCSI存儲(chǔ)路由器， IT 管理員能夠在他們的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中掛接更多的服務(wù)器，并獲得 IP網(wǎng)絡(luò)所帶來(lái)的 很多 好處。另外，由于 iSCSI 運(yùn)行在標(biāo)準(zhǔn)的 IP 網(wǎng)絡(luò)上，這就不需要在 各級(jí)檢察機(jī)關(guān) 的所有 所轄單位 都布置光纖交換機(jī)。 IT 管理員能夠使用千兆以太網(wǎng)卡來(lái)代替光纖通道主機(jī)總線適配器，它不僅更加便宜，而且多數(shù)新型服務(wù)器主板當(dāng)中都已經(jīng)內(nèi)置。 在整體解決方 案上， iSCSI 方案占據(jù)了價(jià)格優(yōu)勢(shì)，而在單個(gè)配件方面， FC方案就更加昂貴。從 HBA（主機(jī)總線適配器）的角度來(lái)看，由于微軟已經(jīng)內(nèi)置了 iSCSI 驅(qū)動(dòng)，在 iSCSI 方案可以選擇不采用 HBA 卡直接通過(guò)網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，盡管這會(huì)導(dǎo)致處理器資源耗費(fèi)過(guò)高。相對(duì)而言， FC 方案的 HBA 卡的平均價(jià)在 1000 美元上下。同時(shí)， iSCSI 得益于千兆網(wǎng)交換機(jī)和 NIC 價(jià)格的不斷下跌，部署起來(lái)極其廉價(jià)。從服務(wù)器的角度來(lái)看， iSCSI 允許標(biāo)準(zhǔn)的快速以太網(wǎng)網(wǎng)卡和千兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡作為存儲(chǔ)局域網(wǎng)的控制器，它可以在現(xiàn)有局域網(wǎng)上運(yùn)行，或基于安全的必要配 置成獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)初裝的千兆交換機(jī)端口價(jià)格低于 30 美元，而FC SAN 交換機(jī)的單端口價(jià)格在 450 美元～ 1000 美元之間。 . 結(jié)論 那些對(duì)數(shù)據(jù)變化有要求，尤其是對(duì)數(shù)據(jù)安全性和災(zāi)難恢復(fù)有要求的組織，會(huì)從 IP 存儲(chǔ)和 iSCSI SAN 的使用中，受益匪淺。隨著性能的提高以及 iSCSI 的普遍存在，他們將會(huì)逐漸融入企業(yè)的 TCP／ IP 網(wǎng)絡(luò)。分布式的智能服務(wù)和自動(dòng)配置存儲(chǔ)資源，將會(huì)成為將來(lái) iSCSI 發(fā)展的一個(gè)完整的部分。 由于目前主流廠商 （ Cisco、 IBM、 Intel、 Microsoft、 NetApp、 EMC 等） 均看好 IP 存 儲(chǔ)， 已經(jīng)在近幾年推出若干 IP SAN（ iSCSI SAN）的存儲(chǔ)產(chǎn)品 ，國(guó)內(nèi)外用戶(hù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很多 IP SAN 的應(yīng)用 。比較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為， IP 存儲(chǔ) 目前已經(jīng)能取代 FC SAN/DAS 成為存儲(chǔ)的主流方式。 油田危險(xiǎn)點(diǎn)源視頻監(jiān)控系統(tǒng) 技術(shù)方案 19 第 3章 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案 . 設(shè)計(jì)依據(jù)及指導(dǎo)思想 . 設(shè)計(jì)依據(jù) ? 《油田危險(xiǎn)點(diǎn)源視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》 ? 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》 JGJ/T1692 ? 《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》 GBJ11587 ? 《公安部安全技術(shù)防范工程標(biāo)準(zhǔn)》 ? 《電視監(jiān)控工程程序與要求》 GA/T 7594 ? 《電視監(jiān)控工程費(fèi)用概預(yù)算編制辦法》 GA/T 7094 ? 《防盜報(bào)警控制器通用技術(shù)條件》 GB1266390 ? 《入侵探測(cè)器通用技術(shù)條件》 GB10408189 ? 《民用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》 GB5019894 ? 《中華人民共和國(guó)公安部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》 GA2792 . 指導(dǎo)思想 ? 一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)大型工程 為了確保安全保障工作的正常進(jìn)行，故本設(shè)計(jì)按一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)電視監(jiān)控報(bào)警工程進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ? 實(shí)用性 本系統(tǒng)能對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控、錄像，采用數(shù)字水印技術(shù)錄像文件不能被修改，因此能為事后取證提供可靠的保障。 ? 先進(jìn)性 采用最新的 (MPEG4 PART10)視頻壓縮算法和 嵌入式操作系統(tǒng)平臺(tái)，具有極佳的清晰度、較小的系統(tǒng)容量占用、完全實(shí)時(shí)、一流的網(wǎng)傳功能等諸多特點(diǎn)，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外一流的產(chǎn)品和解決方案，系統(tǒng)建成后油田危險(xiǎn)點(diǎn)源視頻監(jiān)控系統(tǒng) 技術(shù)方案 20 在較長(zhǎng)的一段時(shí)間里不會(huì)被淘汰 ? 穩(wěn)定性 采用監(jiān)控行業(yè)最新技術(shù)和高品質(zhì)設(shè)備，采用具專(zhuān)業(yè)性的設(shè)備。 ? 兼容與擴(kuò)展性 全新“基于 IP 的視頻切換矩陣技術(shù)”，為本系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了無(wú)與倫比的擴(kuò)展性，只要 IP 資源足夠，系統(tǒng)的擴(kuò)展就不會(huì)受到限制，可根據(jù)需要任意增減監(jiān)控系統(tǒng)前端的數(shù)量，而監(jiān)控管理中心將不再需要增加任何投資。 ? 外觀效果美觀 所選設(shè)備體積小巧，布線簡(jiǎn)單，充分考慮了安全性、隱蔽性 和美觀性。 ? 報(bào)警功能完善。 前端平臺(tái)具有報(bào)警輸入輸出接口，充分考慮了報(bào)警功能的擴(kuò)充與視頻聯(lián)動(dòng)的需求。 . 詳細(xì)設(shè)計(jì)說(shuō)明 結(jié)構(gòu)示意圖中各個(gè)軟硬件模塊，協(xié)同運(yùn)作，共同完成采集、存儲(chǔ)、管理、控制、顯示成像、報(bào)警、傳輸、預(yù)覽回放等各項(xiàng)功能要求。 . 現(xiàn)場(chǎng)攝像頭設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要包括戶(hù)外鏡頭、攝像機(jī)、云臺(tái)、防護(hù)罩、解碼器、控制主機(jī)等。由于現(xiàn)場(chǎng)屬于易燃易爆環(huán)境，所以需要安裝室外防爆云臺(tái)及防護(hù)罩。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的其他設(shè)備也要采取防爆措施。同時(shí)考慮加熱、除霜等功能。 . 采集系統(tǒng) 完成音視頻數(shù)據(jù)的采集。核心設(shè)備是杭州海康威視數(shù)字技術(shù)有限公司的DS6000 系列視頻服務(wù)器，根據(jù)各監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)數(shù)，選 1 路或 4 路機(jī)，各監(jiān)控點(diǎn)音視頻線接入 DS6000，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換、壓縮，形成音視頻復(fù)合碼流。壓縮碼流油田危險(xiǎn)點(diǎn)源視頻監(jiān)控系統(tǒng) 技術(shù)方案 21 可設(shè)置碼率上限（ 16K2M 可調(diào)），根據(jù)需要設(shè)置碼率、幀率等參數(shù)。報(bào)警模塊可以接 8 路報(bào)警輸入（探頭、傳感器等）、 4 路報(bào)警輸出（警笛、聲光等）。 . 錄像與回放 錄像設(shè)計(jì)： 集中存儲(chǔ)功能對(duì)于前端沒(méi)有存儲(chǔ)功能的網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器尤為適用。也適用于一些重要的錄像文件在前端不適合保存的；或網(wǎng)絡(luò)帶寬有限，不適合遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)查看視頻文件的可以在網(wǎng)絡(luò)相對(duì)空閑的時(shí)段，通過(guò)集中存儲(chǔ)功能把錄 像資料保存在后端集中存儲(chǔ)主機(jī)上。 回放設(shè)計(jì)： ? 檢索方式：按日期和時(shí)間文件檢索錄像內(nèi)容。 ? 畫(huà)面數(shù)：?jiǎn)温?，縮放（全屏）。 ? 指示進(jìn)度：在回放窗口下面有回放進(jìn)度指示條。 ? 速度：向前或后播放、播放前或后一幀、 28 倍速向前或后播放、暫停播放、逐幀播放。 ? 回放內(nèi)容的時(shí)間顯示：時(shí)間和通道名稱(chēng)顯示。 ? 回放