【正文】 路CIF碼流；考慮的做RAID后性能的提升，實(shí)際應(yīng)用中也僅可以支持到的10001500路CIF碼流，換算成帶寬也就是6595MB/s之間。單4Gb/s的FC主機(jī)接口帶寬為500MB，2個千兆主機(jī)接口帶寬為250MB，主機(jī)接口帶寬均遠(yuǎn)大于6595MB，即使按照主機(jī)接口應(yīng)用帶寬約為理論帶寬的50%，也大于硬盤在監(jiān)控應(yīng)用中的實(shí)際性能，即采用FC或者IP接口對監(jiān)控應(yīng)用中的整體性能幾乎沒有什么影響。因此，考慮性能要求和投入成本，在監(jiān)控應(yīng)用中我們使用IP存儲設(shè)備。通過實(shí)際測試也可以看到采用FC和IP的存儲性能相差無幾。IP網(wǎng)絡(luò)存儲單設(shè)備可以支持約400路D1碼流并發(fā)寫入。在RAID5降級情況下對實(shí)際性能幾乎無影響，RAID5重構(gòu)情況下性能僅下降15%以內(nèi)。由于監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)需要反復(fù)的覆蓋寫入，采用傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的磁盤碎片。傳統(tǒng)的磁盤陣列，由于附屬于前端的操作系統(tǒng)，對磁盤碎片是無法處理的，只能依靠前端操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的處理機(jī)制來處理（例如，NTFS和EXT3）。而傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)設(shè)計的時候考慮更多的是在磁盤沒有寫滿的情況下如何更快的響應(yīng)一般客戶操作或者數(shù)據(jù)庫的請求，對于類似監(jiān)控類型的反復(fù)覆蓋訪問方式不是很適用。在長時間使用之后，性能和磁盤利用率均會大幅下降，并且還會造成磁盤加速損壞，縮短磁盤壽命。IP存儲系統(tǒng)應(yīng)采用磁盤預(yù)分配與延遲分配技術(shù)相結(jié)合，首先查找空閑空間區(qū)域并用于存儲新數(shù)據(jù)的過程，最大程度地提高系統(tǒng)性能和避免磁盤碎片。同時，結(jié)合高效的碎片整理程序，在系統(tǒng)空閑時對磁盤碎片進(jìn)行整理，能夠減少90%以上的文件碎片，大幅改善系統(tǒng)的性能。關(guān)于錄像文件大小的計算，采用如下方式：對數(shù)字圖像實(shí)現(xiàn)每天24小時的不間斷存儲，采用4 Mbps碼流，數(shù)據(jù)保存周期為30天。共計1路視頻，則所需硬盤容量計算方式如下：視頻碼流247。8（轉(zhuǎn)換為字節(jié)）3600（得到一小時存儲容量）24（得到一天存儲容量）30（得到30天存儲容量）1（得到30天1路視頻存儲容量）247。1024（轉(zhuǎn)化單位為GB）247。（考慮到格式化后的硬盤損失10%）247。1024（轉(zhuǎn)化單位為TB）4 Mbps247。8360024301247。1024247。247。1024≈ TB以交管局指揮中心原有的200路圖像為例，改建200路模擬圖像為720p高清圖像，采用4Mbps碼率，錄像時間為30天，則4Mbps247。836002430200247。1024247。247。1024≈ TB根據(jù)計算，共計需要存儲空間2754TB。則需要2TB硬盤138塊?？紤]到數(shù)據(jù)安全性，需要對磁盤陣列做RAID5，原則上10塊—14塊存儲硬盤做一個1個RAID5陣列，則每個RAID5陣列還需要檢驗(yàn)盤1塊，熱備盤1塊。所以需要部署4臺48盤位磁盤陣列，2TB企業(yè)級硬盤共158塊。其他大隊可采用類似方法計算。視頻監(jiān)控圖像存儲應(yīng)具備高度的可靠性，不允許出現(xiàn)需要回放某一時間某一地點(diǎn)的錄像時，出現(xiàn)沒有錄像或不能回放的情形。存儲系統(tǒng)的設(shè)計和配置需要從以下幾個方面提高系統(tǒng)的可靠性： 存儲服務(wù)器的冗余技術(shù)，確保存儲管理不間斷工作。 存儲磁盤陣列控制器的冗余技術(shù)。 磁盤的冗余技術(shù)，采用各種RAID機(jī)制。 磁盤在線更新機(jī)制，采用熱備盤實(shí)現(xiàn)故障的自動替換。 對重點(diǎn)錄像進(jìn)行備份存儲。磁盤陣列應(yīng)采用成熟的Intel硬件平臺，加上穩(wěn)定的StorOS操作系統(tǒng)的配合，從而具有穩(wěn)定的產(chǎn)品性能。1）產(chǎn)品應(yīng)具備Raid0，1，5，6，10，50，JBOD和熱備盤技術(shù)等熱備技術(shù)；采用常用的RAID 5+1片熱備盤的冗余機(jī)制時，當(dāng)盤組里任何一片盤損壞時，通過校驗(yàn)數(shù)據(jù)塊計算壞盤的數(shù)據(jù)，保障了出現(xiàn)壞盤情況下的數(shù)據(jù)不丟失以及持續(xù)可訪問性。配合熱備盤技術(shù)，熱備盤自動頂替壞盤，并由Raid組中的其它工作盤自動計算壞盤的數(shù)據(jù)并寫入熱備盤，實(shí)現(xiàn)對壞盤數(shù)據(jù)的重構(gòu)；RAID重構(gòu)對整體性能的影響在15%以下。2）冗余熱插拔風(fēng)扇、冗余電源屏蔽了這些部件的故障導(dǎo)致的設(shè)備故障，同時這些部件支持在線更換。3）UPS保護(hù)UPS掉電數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)，產(chǎn)品能檢測到UPS的供電狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)掉電的情況，產(chǎn)品能夠按預(yù)先設(shè)置的策略實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從緩存回寫到磁盤上，保證了的數(shù)據(jù)的完整性。一般的磁盤陣列都具有上述可靠性保護(hù)技術(shù)，這些技術(shù)也解決了用戶大部分的數(shù)據(jù)丟失的安全隱患，但是不夠徹底。例如當(dāng)磁盤的損壞突破了RAID機(jī)制的磁盤冗余的極限，冗余硬件全部出現(xiàn)故障，UPS保護(hù)時間不夠等情況，都可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)的服務(wù)中斷。為了解決以上的相對極端的問題，存儲系統(tǒng)也應(yīng)提供相應(yīng)的措施來保證服務(wù)連續(xù)性和數(shù)據(jù)不丟失。N+m備機(jī)模式該模式下，N臺存儲設(shè)備為編碼器提供在線存儲服務(wù)，同時配置m臺(這里以1臺為例)存儲設(shè)備作為備機(jī)。通過底層系統(tǒng)，備機(jī)會實(shí)時監(jiān)測在線存儲設(shè)備的工作狀況，當(dāng)在線存儲出現(xiàn)服務(wù)中斷（多磁盤故障、硬件部件故障等）時，備機(jī)會接替故障機(jī)所有的前端(編碼器)配置信息，繼續(xù)提供存儲服務(wù)，保證整個系統(tǒng)的服務(wù)持續(xù)性。當(dāng)在線存儲恢復(fù)后，會繼續(xù)提供在線存儲服務(wù)，備機(jī)停止服務(wù)。IP存儲系統(tǒng)可以結(jié)合前端編碼設(shè)備，在前端設(shè)備配置SD卡，在存儲系統(tǒng)服務(wù)中斷期間實(shí)現(xiàn)錄像接管，并在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時將前端視頻數(shù)據(jù)透明化復(fù)制至磁盤陣列保證視頻數(shù)據(jù)不丟失，提升網(wǎng)絡(luò)存儲的可靠性與靈活性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙備份。在監(jiān)控的存儲系統(tǒng)中，存儲系統(tǒng)的I/O 吞吐能力也是一個極為重要的參數(shù)，在大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)中，由于同時存儲的數(shù)據(jù)量較大，需要存儲系統(tǒng)能夠提供較為強(qiáng)大的I/O 吞吐能力才能正常進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲，否則既有可能因?yàn)榇鎯ο到y(tǒng)的I/O能力不足，在存儲系統(tǒng)中形成性能瓶頸而造成資料無法存儲、已存儲的資料丟失、甚至于整個系統(tǒng)的崩潰。此處計算結(jié)果為實(shí)際需要值，而且為存儲系統(tǒng)寫入處理的能力，并且為多文件同時寫入，對于存儲系統(tǒng)的要求極為苛刻。通常在存儲設(shè)備的參數(shù)中，所提供的技術(shù)參數(shù)一般為實(shí)驗(yàn)室測試環(huán)境中的理想測試值，在實(shí)際使用中會有較大幅度的衰減，一般來說，存儲設(shè)備的讀取速度會高于寫入速度，在進(jìn)行參數(shù)對比時需要注意區(qū)分。在選擇監(jiān)控存儲產(chǎn)品時，同樣需要考慮到存儲系統(tǒng)I/O 能力的冗余，與存儲空間不同的是，數(shù)據(jù)存儲的動作是時刻在進(jìn)行的，而且非常的關(guān)鍵，一旦發(fā)生I/O阻塞，其后果不堪設(shè)想。所以，選擇時應(yīng)該至少為I/O留出50%以上的性能冗余。各大隊分控中心配置的千兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)（端口帶寬1000M），同時其他大隊的監(jiān)控點(diǎn)位少于230個點(diǎn)上，因此千兆光纖上傳鏈路同樣可以滿足帶寬傳輸?shù)男枨蟆?在派出所和區(qū)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)程所有圖像的實(shí)時錄像、報警錄像、中心集中備份和事后檢索查詢服務(wù)，計劃錄像下支持補(bǔ)錄。支持 DAS、NAS、SAN等多種存儲方式，對于視頻文件存儲我們建議采用 IPSAN存儲方式。網(wǎng)絡(luò)存儲管理服務(wù)器根據(jù)實(shí)際需求部署，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 1000M網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下一臺IPSAN存儲設(shè)備可以并發(fā)響應(yīng) 380路 CIF格式的視頻流，256路 D1格式視頻。網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)器軟件通過網(wǎng)絡(luò)獲取系統(tǒng)中所有視頻源的信息，存儲到大容量的存儲設(shè)備中。系統(tǒng)可以支持 n臺計算機(jī)組成的分布式集群存儲結(jié)構(gòu)。在這些計算機(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)作的情況下，每一臺存儲計算機(jī)負(fù)責(zé)存儲整個系統(tǒng)中的某些錄像信息。首先我們需要定義存儲組，每一個存儲組有 n路圖像組成。我們把一個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。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。 首先系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上的容錯技術(shù)。我們的系統(tǒng)支持分布式的集群技術(shù)，簡單地講，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)議能夠準(zhǔn)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件，成員離開事件將被可信協(xié)議遞交到集群中的每一個節(jié)點(diǎn)，它的備份服務(wù)器將立刻承擔(dān)起失敗節(jié)點(diǎn)的責(zé)任，進(jìn)行錄像。這就是容錯功能。而當(dāng)失敗的節(jié)點(diǎn)修復(fù)后重新啟動并開始錄像，底層通訊協(xié)議能夠把這個重新加入的時間遞交給每一個節(jié)點(diǎn)，這是所謂的成員加入事件。備份服務(wù)器接收到這個時間以后就停止錄像。這就是錯誤恢復(fù)功 能。另外，在錄像分包時，每一個錄像文件結(jié)束和一個新的錄像文件開始，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。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)存儲的容量超過系統(tǒng)規(guī)定的最高警戒線，將開始啟動清盤任務(wù)，這個工作是由存儲管理服務(wù)器來管理的，存儲管理服務(wù)器將定時檢查磁盤的情況，進(jìn)行磁盤的清理、自動導(dǎo)出等功能。系統(tǒng)提供集中清盤策略，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)先出的情況下，所有最先錄制的圖像數(shù)據(jù)將被刪除。而在最近訪問策略中，越最近訪問的錄像資料將被保留越久，越多訪問策略則考慮整個系統(tǒng)用戶對資料的訪問頻度，訪問的人越多，錄像資料保留得越久。在所有這些策略中，都可以定義保留優(yōu)先級，如果某一通道的優(yōu)先保留權(quán)越高，那么它的數(shù)據(jù)將被越后刪除，并且系統(tǒng)可以定義保留的時間長度。 監(jiān)控資料的后期檢索也是監(jiān)控系統(tǒng)中的一個非常重要的環(huán)節(jié)。在監(jiān)控中的，實(shí)時監(jiān)控圖像固然重要，錄制下來的監(jiān)控資料也會在關(guān)鍵時候發(fā)揮更大的作用，如：交通監(jiān)控中，錄制下來的監(jiān)控資料可以作為交通違章的證據(jù)；在治安監(jiān)控中，錄制下來的監(jiān)控資料可以作為不法分子的犯罪證據(jù)；在企業(yè)監(jiān)控中，錄制下來的監(jiān)控資料可以作為意外事件中的分析資料等等。完善的監(jiān)控系統(tǒng)會提供多種監(jiān)控資料的后期檢索方式以供選擇，一般會分為簡單檢索功能和復(fù)雜的檢索功能。通常在簡單監(jiān)控系統(tǒng)中，可以直接通過硬盤錄像機(jī)的檢索回放功能即可檢索到所需資料，而在大型監(jiān)控系統(tǒng)中，例如公安治安監(jiān)控，由于需要經(jīng)常性的檢索監(jiān)控歷史資料，并且同一時間可能會有很多相關(guān)人員進(jìn)行檢索。本系統(tǒng)將提供功能完善的檢索查詢系統(tǒng)，包括多種查詢方式。但需要注意的是，用戶的查詢檢索同樣會消耗存儲系統(tǒng)的I/O，并且是與監(jiān)控錄制系統(tǒng)同時工作，尤其檢索查詢的用戶同時大量并發(fā)時，對存儲系統(tǒng)將會是一個嚴(yán)重的考驗(yàn)，相對影響存儲系統(tǒng)的性能。所用產(chǎn)品的高級特性主要體現(xiàn)： IP SAN 存儲系統(tǒng)擁有不少于4個前端GE接口，可連接前端主機(jī)或網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，多條數(shù)據(jù)鏈路支持鏈路聚合和故障切換，時刻保障數(shù)據(jù)通路的可用和暢通。 IP SAN 可通過前端交換機(jī)進(jìn)行橫向擴(kuò)展，整個存儲系統(tǒng)的性能、容量、可靠性線性增加，并提供單一管理窗口簡化系統(tǒng)管理維護(hù)工作。 IP SAN 支持硬盤在線熱插拔，支持硬盤電源短路保護(hù)（5V、12V），支持系統(tǒng)啟動時硬盤順序加電，提供更全面的硬件保護(hù)手段。 提供全局/專用/分布式熱備盤（Hotspare），增強(qiáng)RAID 數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制。 IP SAN 可選冗余熱插拔電源，支持電源自動故障切換，并支持外接UPS，避免電源故障帶來的系統(tǒng)異常。 IP SAN 基于64位硬件體系架構(gòu)和64位專用存儲操作系統(tǒng)，最少4GB緩存配置，可擴(kuò)展至16GB。支持寫緩存鏡像，并且寫緩存支持電池保護(hù)，在斷電情況下，支持寫緩存100小時數(shù)據(jù)保護(hù) 雙控制器架構(gòu)，每個控制器采用雙核存儲處理器。 單柜支持16 塊以上硬盤，支持SAS ，SATA 硬盤，最大支持硬盤數(shù)=192，存儲容量可擴(kuò)展至192TB； 支持RAID 0，1，5，6，10，支持RAID容量在線動態(tài)擴(kuò)展功能。 IP SAN 最少提供500MB/s 的帶寬和120000 IOPS 的處理能力。 IP SAN 提供快照拷貝、快照、鏡像、復(fù)制等豐富的數(shù)據(jù)管理功能，快速備份數(shù)據(jù)，保護(hù)數(shù)據(jù)免受軟故障危害。 用戶通過選配IP SAN 的PC/服務(wù)器客戶端軟件，可對Windows系列操作系統(tǒng)提供系統(tǒng)/文件級快速備份和恢復(fù)，同時支持PC/服務(wù)器本地系統(tǒng)損壞后的鏡像啟動和快速恢復(fù)。 通過簡潔方便的GUI 界面，可進(jìn)行近端或遠(yuǎn)程的各種配置和管理，并可統(tǒng)一管理網(wǎng)絡(luò)中部署的全部存儲設(shè)備。 IP SAN 的管理與網(wǎng)絡(luò)管理軟件融合，用戶可以像管理其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一樣，輕松管理IP SAN。 采用高可靠的企業(yè)級磁盤（MTBF≥100 萬小時），降低磁盤損壞率； 支持多條數(shù)據(jù)鏈路連接，保障數(shù)據(jù)通路的可用和暢通冗余鏈路； 采用冗余電源、冗余風(fēng)扇 支持RAID 在線容量動態(tài)擴(kuò)展功能 即插即用，無需復(fù)雜的連接設(shè)備，安裝調(diào)試簡單； 圖形化的中文管理界面； 多臺設(shè)備可在網(wǎng)管軟件平臺下統(tǒng)一集中管理； 提供重要數(shù)據(jù)的保護(hù)功能的多種手段：（RAIDHotspare、數(shù)據(jù)快照或克隆功能）；