视频监控存储方案架构浅析

视频监控系统

存储技术白皮书

XX有限公司

目录

一引言 (2)

二监控行业现状及需求分析 (3)

2.1行业现状 (3)

2.2需求分析 (6)

三传统磁盘阵列解决方案 (8)

3.1DVR＋SCSI TO SATA磁盘阵列解决方案 (8)

3.2DVR＋网络解决下载方案 (9)

3.3DVS＋SCSI TO SATA磁盘阵列解决方案 (11)

四集中存储ISCSI磁盘阵列解决方案 (13)

4.1三种存储架构比较 (13)

4.2采用存储局域网络SAN (15)

4.3IP存储网络 (16)

4.4DVS＋I SCSI TO SATA磁盘阵列解决方案 (17)

4.5方案优势 (18)

五DVR/NVR+带有扩展功能的ISCSI存储 (21)

5.1特有的带有扩展功能的I SCSI存储 (21)

5.2具体解决方案 (21)

一引言

视频监控作为一种重要的安防手段已经有很长的发展历史，随着技术的发展，摄像机的精度越来越高，对于前端设备的控制也越来越方便，可以说，在模拟信号传输的环境下监控系统是一项较为成熟的技术。随着计算机技术的迅速发展和推广，使世界掀起一股强大的数字化浪潮，几乎所有的产业都被卷入这股浪潮中，数字化以其独特的先进性、强大的扩充性等诸多特点成为世界产业发展的一个基本的规律。

安防产业在中国作为一个相对新兴的产业，可以说在其迅速扩展式发展的二十一世纪初便深深打上了数字化的烙印，作为安防产业的核心，闭路监控更是首当其冲，2000和2001年兴起的硬盘录像机的飞速发展就是对数字监控(即硬盘录像机)的一个市场性的反映，由于数字监控正处于一种过渡阶段，由数字监控取代传统技术派生出的许多新功能正在逐渐成为视频监控的主流技术。

二监控行业现状及需求分析

2.1 行业现状

视频监控系统的发展大致经历了三个阶段。在九十年代初以前，主要是以模拟设备为主的闭路电视监控系统，称为第一代模拟监控系统。九十年代中期，随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展，人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和处理，利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示，从而大大提高了图像质量，这种基于P C机的多媒体主控台（DVR）系统称为第二代数字化本地视频监控系统。九十年代末，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的快速提高，以及各种实用视频处理技术的出现，视频监控步入了全数字化的网络时代，称为第三代远程视频监控系统。第三代视频监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命。

目前国内大部分用户采用的还是DVR模式。主要用于楼宇等监控点非常集中的领域，随着目前公安部对于安放监控系统性能要求的提高，DVR也渐渐不能满足其需求（例如录像需要保持至少30天）。而DVR系统的稳定性也让越来越多的用户开始选择第三代监控系统来实现安防管理。

下表是对目前市面上比较流行的三种方式（DVR、DVS、IP camera）的有缺点以及使用环境比较。

IP

Camera

集Camera与DVS功能于一

身，施工、维护方便

网络性能相对于DVS较弱，

市场上可选择的高性能的

IP Camera较少，无法任意

选配、更换摄像头。

企业网及民用低端市

场。

下图为使用硬盘录像机监控的拓扑结构图。

图一、DVR监控方案拓扑结构图

但是多数客户需要监控的点很多，超过32路，这样每天产生的数字录像量很大，并且根据客户需要保存录像的时间为一个月，单台数字录像机本机所配的硬盘无法满足数据存储容量的需求。如果使用多台数字录像机来完成所需的工作，会带来一些问题。因此，对于传统的DVR体系架构，我们认为存在以下几个弊端：

1、传统DVR的存储方式使用本机ATA硬盘，由于ATA硬盘本身的耐用性不

是很高，而一般监控都是7×24的写入操作，ATA硬盘很容易损坏，再加上没有RAID保护机制，监控数据将丢失，有着严重的数据安全隐患问题。

2、传统DVR方式，录像设备和录像数据都存放在一体，容易产生单点故障，

即DVR出现故障存储的监控文件也一起丢失。

3、对数据的访问完全依赖DVR的处理速度，如果多点同时对视频数据进行点

播及回放，DVR既要处理点播回放，又要处理模数转换，同时还要进行数据存储，很可能造成性能瓶颈。

4、硬盘录像机没有统一的格式标准，不同厂家的硬盘录像机不能相互回放。

5、由于DVR集视频压缩、录像、管理于一体，提升了其单点故障率。

针对上述问题，我们需要对现有的监控架构进行一些改进，后面我们将对几种改进后的监控架构进行详细的描述。

2.2 需求分析

对于大规模的监控系统，特别像平安城市这样的项目，前端摄像头一般要在1000路以上，录像保有时间需要在至少一个月以上。所以从系统需求上有了质的变化，不能再像几十个摄像头的系统，因此，它必须具备下面的功能：

●存储相对集中化，管理绝对集中化

传统DVR将数据存储分布在每台DVR当中，调用和管理极为不便。因此，需要将所有数据集中存储在同一设备当中，监控录像的调用和视频数据的备份都可以方便得以实现。同时，存储集中化之后，可以在本地或者远程的同一管理平台下管理所有存储设备，大大简化了监控系统的管理成本。

●数据安全性

传统DVR使用的硬盘，没有任何数据保护机制，一旦硬盘损坏数据将无法恢复，这样则失去了监控本身的意义。因此，要有一套安全机制很高的方案将数据的安全有力的保护起来，可以在硬盘损坏的情况下实现数据的恢复。从存储设备本身需要有严密的保障措施，尽量减少故障点；另外，一旦出现单点故障后，监控系统能够持续运行，并能在线的恢复正常。此外，还可以通过备份或者容灾技术增加系统的整体的安全性，进一步提高系统的可靠性。

●高性能

由于大型监控系统一般摄像头路数较多，需要同时多路摄像头同时将数据写入存储设备，并且同时有多路服务器可能读取数据，总的带宽要求比较大，并发访问数量较多，因此对后端存储设备提供较高的性能来满足这种需求。

●随需扩展

传统DVR是不能随意扩展的，一般8块硬盘已经满负荷了。而监控系统在初始完成之后，可能随着需求的增加，数据量也会随之增加，这就需要存储系统有良好的可扩展性来保证系统业务的持续运行。

根据以上几点对监控行业的需求分析，我们推荐使用磁盘阵列来满足这些需求。而使用磁盘阵列也有着不同的体系架构，下面我们将针对使用磁盘阵列技术的不同架构进行进一步的分析和讨论。

三传统磁盘阵列解决方案

3.1 DVR＋SCSI to SATA磁盘阵列解决方案

图二、DVR＋SCSI to SATA磁盘阵列方案拓扑结构图本方案使用DVR＋SCSI to SATA磁盘阵列的监控方式。SCSI to SATA磁盘阵列对主机端口为SCSI端口，阵列内部使用SATA硬盘，DVR与磁盘阵列通过SCSI相连，具体连接方式如上图所示。

1、前端多路监控摄像头捕捉到视频流通过同轴电缆将信号直接传

输到DVR上。

2、DVR设备将模拟信号转换为数字信号进行视频数据的存储，将

视频文件存储到通过SCSI连接的磁盘阵列中，达到DVR存储

容量扩充的目的。

3、远程客户端可以通过以太网访问DVR进行录像回放。

方案特点：

?可以多台DVR同时连接一台磁盘阵列，部分实现了数据集中存储，管理和维护相对有所简化。

?使用磁盘阵列存储数据，将录像设备和录像数据分开，避免了单点故障，从应用角度上提高了数据的安全级别。

?DVR本身使用ATA硬盘，不能做RAID保护，而使用磁盘阵列使用SATA

硬盘，并且可以通过RAID保护机制对视频数据进行安全保护，而且性

能更好，从存储角度提高了数据的安全级别。

方案缺点：

?由于视频点播、模数转换、数据存储功能还是都有DVR来实现，因此DVR本身性能瓶颈的问题没有得到解决。

?由于对数据的处理还是依赖DVR设备，一旦DVR设备出现故障，将无法访问所需数据。

?由于DVR本身ATA硬盘还存放一定的监控数据，对于这部分数据依然有安全隐患问题。

3.2 DVR＋网络解决下载方案

图三、DVR＋网络下载方案拓扑结构图

本方案使用DVR＋网络下载方案的监控方式。SCSI to SATA磁盘阵列连接网络下载服务器，DVR与下载服务器连入同一网络中，具体连接方式如上图所示。

1、前端多路监控摄像头捕捉到视频流进入光端机，通过光纤传输将