視頻監(jiān)控存儲技術進化史

　　除了上帝，誰都離不開數(shù)據(jù)，所以，大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)存儲量呈現(xiàn)爆炸式增長。同時，隨著IT網(wǎng)絡技術的蓬勃發(fā)展和視頻監(jiān)控數(shù)字化、網(wǎng)絡化、高清化、 智能化的逐漸成熟，視頻監(jiān)控前端攝像機視頻采集技術也在飛速發(fā)展，從早期的10萬像素到今天的200萬、500萬像素，視頻清晰度越來越高，視頻畫面中的 信息量也越來越豐富。作為安防視頻管理系統(tǒng)信息的最終集散地，存儲技術引發(fā)了行業(yè)變革。那么，追根溯源，我國視頻監(jiān)控存儲技術，經(jīng)歷了哪些變革呢？

　　被遺忘的存儲記憶

　　第一代存儲是早期的監(jiān)控系統(tǒng)采用的VCR存儲，VCR存儲實現(xiàn)了最基本的記錄功能或記憶功能。這個存儲技術在2000年初較為盛行，韓國品牌為主，國內(nèi)企業(yè)較少涉足。由于年代較于久遠，而且磁盤存儲的諸多不足，在這里不做詳細介紹和點評。

　　從寵愛到非主流

　 　第二代的存儲是DVR，DVR產(chǎn)品的出現(xiàn)讓人們眼前一亮，DVR采用數(shù)字化視頻圖像處理方式，并應用了計算機及網(wǎng)絡技術，視頻存儲在硬盤上，實現(xiàn)了存儲 的數(shù)字化，錄像很容易在各種數(shù)字介質(zhì)上轉(zhuǎn)移和復制，而視頻的質(zhì)量不會因此有任何的降低。另外，DVR的存儲也可以實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡的管理。從DVR開始，引爆 了當時中國安防的數(shù)字化升級浪潮。杭州出現(xiàn)的上市部落那幾家企業(yè)，都是從DVR產(chǎn)品開始企業(yè)的技術與資金的原始積累。就到目前為止，DVR仍有市場。不 過，從寵愛到邊緣化，只能說安防的演進之路，它算是一個見證者。

　　并駕齊驅(qū)的雙雄之爭

　 　第三代存儲，這里一直存在爭議，有人說NVR，有人說是IP存儲。其實這兩種存儲都是視頻存儲發(fā)展過程中的一個階段，都可以歸納為網(wǎng)絡存儲?，F(xiàn)在很多用 戶和工程商將網(wǎng)絡和高清等同了，其實這是概念的錯位，網(wǎng)絡存儲最重要的不是解決網(wǎng)絡的問題，而是解決高清的問題。早期的IPC確實是解決網(wǎng)絡的問題，模擬 系統(tǒng)無法讓終端的客戶控制最前端的攝像頭，所以IPC誕生了，隨著IPC的發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)2012年之前只有網(wǎng)絡才是解決高清的最好的方式。所以才導致很 多人誤將高清和網(wǎng)絡混淆了。這樣我們就很清晰的認識到第三代存儲是網(wǎng)絡存儲，用網(wǎng)絡手段解決了高清的問題。

　　網(wǎng)絡存儲最為常見的就是 NVR和SAN，前者是由DVR發(fā)展而來的，DVR接模擬攝像頭，改為接網(wǎng)絡攝像機就是NVR了，所以NVR集成了 DVR的各種技術，表現(xiàn)出產(chǎn)品非常成熟和穩(wěn)定，非常適應安防行業(yè)。NVR這個概念有蘇州科達提出，2008年當時是一石激起千層浪，引發(fā)行業(yè)其他巨頭研發(fā) 混合DVR與之抗衡。就目前應用而言，NVR自身技術也在升級，完全可以適合于小型高清項目應用。

　　IPSAN在安防行業(yè)出現(xiàn)也較早，在 2005年到2011年之間，仿佛最早的集中存儲方案，IP-SAN是存儲的唯一選擇。而2011年之后，IPSAN同門師兄（FCSAN誕生早于 IPSAN），F(xiàn)CSAN在安防耀世而出，開始了征程。與IPSAN相比較，優(yōu)勢顯而易見。

　　其一，能大幅提高系統(tǒng)架構的穩(wěn)定性。一般來 說IPSAN監(jiān)控存儲設備的磁盤控制器不是采用FCSAN存儲設備中的硬件RAID芯片+中央處理器的結構，而是采用每個磁盤柜中分為多個磁盤組，而每個 磁盤組由一個微處理芯片控制所有的磁盤RAID操作（采用軟件計算，效率較低）和RAID組的管理操作。這樣一來，每一次磁盤I/O操作都將經(jīng)過 IPSAN存儲內(nèi)置的一個類似交換機的設備從前端眾多的主機端口中讀取或者寫入數(shù)據(jù)，而這些操作都是基于IP 交換協(xié)議，其協(xié)議本身就要求每一個微處理芯片工作時需要大容量的緩存來支持數(shù)據(jù)包隊列的排隊操作，所以一般我們看到的IPSAN存儲都具有幾十個GB的緩 存。利用這個大的緩存區(qū)，IPSAN存儲在測試Cache的最大讀帶寬時可以獲得600，000IOPS甚至以上這樣高的值，但是這個值并不能真正說明在 實際應用中就能夠獲得好的性能。因為在具有海量存儲的時候，不可能所有的數(shù)據(jù)均載入到系統(tǒng)緩存中，這個時候就需要大量的磁盤I/O操作來查找數(shù)據(jù)，而 IP-SAN存儲所采用的SATA磁盤在這一塊切切性能非常弱，而且還涉及到一個在IP網(wǎng)絡上流動的iSCSI數(shù)據(jù)向ATA格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的效率損失問題。 也就是說IP-SAN存儲存在一個緩存Cache到磁盤的數(shù)據(jù)I/O和數(shù)據(jù)處理瓶頸。而采用FC磁盤的FCSAN存儲設備就不存在這樣的問題。通過2條甚 至4條冗余的后端光纖磁盤通道，可以獲得一個非常高的磁盤讀寫帶寬，而且FC的磁盤讀寫協(xié)議不存在一個數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的問題，因為他們內(nèi)部采用的都是 SCSI協(xié)議傳輸，避免了效率的損失。而且FCSAN存儲設備由于光纖交換和數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?，并不需要很大的緩存就能夠獲得一個好的數(shù)據(jù)命中率和讀寫性 能，一般2Gb或者4Gb即可滿足要求。另外由于具備專門的硬件RAID校驗控制芯片，所以磁盤RAID性能將比軟件RAID性能好很多，并且可靠性更 好。

　　其二，比IPSAN節(jié)省50%以上的項目建設成本，利于產(chǎn)品的再次升級或換代。FCSAN誕生于1991年（被美國的行業(yè)標準協(xié)會 批準通過），一直應用在銀行、電信、廣電、證券交易所等高端行業(yè)，其中證券交易所是國家規(guī)定必須使用光纖存儲，在以往光纖核心技術都在國外的廠家手里，使 用成本很高。北京智慧倉存儲技術有限公司在國內(nèi)率先開發(fā)RAID算法，設備不需使用RAID卡;同時穩(wěn)定支持用戶自購的監(jiān)控級硬盤，是用戶購買費用大幅降 低。而 IPSAN誕生于2001年，專門開發(fā)的低端存儲，以往的應用范圍也不是很廣，到了高清視頻廣泛應用之后，才大規(guī)模使用，成本只有市場上最低價格 FCSAN的三分之一或四分之一。雖然IPSAN的千兆起步價格確實比較便宜，但今天的千兆以太網(wǎng)如果要在性能上與FCSAN一爭高下的話，必須全部升級 來達到下一代10G的速度才有可能與4GFCSAN相提并論。但目前來看，10G以太網(wǎng)技術主要應用在大型城域網(wǎng)骨干，10G桌面的以太網(wǎng)技術和產(chǎn)品尚不 普及，10GIPSAN價格也遠高于4GFCSAN。

　　最后，F(xiàn)CSAN解決了目前低端IPSAN存儲的主要技術問題，如IPSAN常見 的科學技術缺失（光纖通道技術、RAID技術等），可以大大改進存儲的安全性、穩(wěn)定性、磁盤兼容性和可維護性等。智慧倉的FCSAN是嵌入式操作系統(tǒng)，一 般非嵌入式系統(tǒng)盤容為1GB，而智慧倉只有其十分之一，安全性大為提高。如果是非嵌入式系統(tǒng)，故障率一般較高，抗以外破壞能力也弱，斷電等意外情況經(jīng)常會 導致系統(tǒng)重新啟動或RAID不能正常組裝。我們的RAID技術除了經(jīng)濟性高還有較高使用壽命，獨有的配置方法可以保證多組RAID大量硬盤的運行穩(wěn)定。此 外，在售后中可以簡單更換整機而無需重新初始化RAID，提供安全性。

　　IPSAN到今天為止，最快的傳輸速度約為50MB/s，而FCSAN早已達到200MB/s，那么，對于需要超大帶寬的應用方案，如視頻點播等，F(xiàn)CSAN就比較具有優(yōu)勢，但對于一般的聯(lián)網(wǎng)、備份、資料庫等，兩者均可滿足。

　　當然，在這個發(fā)展階段，NASDAS也有出現(xiàn)并贏得了小眾市場，畢竟非主流，不在這里介紹。

　　停在云端的存儲新未來

　 　云存儲，這個炙手可熱的新一代存儲方式，牽動和行業(yè)神經(jīng)。提到先進的存儲技術就不能不講到云存儲。這是一種具有很大誘惑性的存儲技術，云存儲可以實現(xiàn)存 儲完全虛擬化，大大簡化應用環(huán)節(jié)，節(jié)省客戶建設成本，同時，提供更強的存儲和共享功能。云狀存儲中所有設備對使用者完全透明，任何地方、任何被授權用戶都 可以通過一根接入線與云存儲連接，進行空間與數(shù)據(jù)訪問。用戶無需關心存儲設備型號、數(shù)量、網(wǎng)絡結構、存儲協(xié)議、應用接口等，應用簡單透明。云存儲對使用者 來講，不是指某一個具體的設備，而是指一個由許許多多個存儲設備和服務器所構成的集合體。使用者使用云存儲并不是使用某一個存儲設備，而是使用整個云存儲 系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)訪問服務。所以嚴格來講，云存儲不是存儲，而是一種服務?？梢哉f，云存儲是安防未來的主流，但目前國內(nèi)企業(yè)真正具備其技術的廠家較少， 還有許多完善之處，特別是與大數(shù)據(jù)的結合應用。

　　值得一提的是，云存儲不僅僅是存儲，更多的是應用。應用存儲是一種在存儲設備中集成了應 用軟件功能的存儲設備，它不僅具有數(shù)據(jù)存儲功能，還具有應用軟件功能，可以看作是服務器和存儲設備的集合體。而云存儲的基礎層基本上是SAN存儲，這些 SAN數(shù)量龐大且分布在多不同地域，如何實現(xiàn)不同廠商、不同型號甚至于不同類型（如FC存儲和IP存儲）的多臺設備之間的邏輯卷管理、存儲虛擬化管理和多 鏈路冗余管理將會是一個巨大的難題，這個問題得不到解決，存儲設備就會是整個云存儲系統(tǒng)的性能瓶頸，結構上也無法形成一個整體，而且還會帶來后期容量和性 能擴展難等問題。所以，云和SAN如何高效結合，是未來存儲技術提升的關鍵。

　　結束語

　 　對于當下視頻監(jiān)控存儲技術，可以說群雄逐鹿。我們看待存儲方式，不僅在于產(chǎn)品質(zhì)量，更為重要的是該存儲產(chǎn)品是否能和目前的行業(yè)應用現(xiàn)實相結合，同時還能 顧及到未來的發(fā)展趨勢，具有出色的兼容性。從目前來看，我國的安防市場，云存儲的應用前景巨大，未來在以NVR、SAN為核心存儲的基礎上，存儲架構也將 有相應的改變。這是一個最好的時代，百花齊放才是春！