安防视频监控系统磁存储录像设备——网络存储技术

一、传统网络存储技术

网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语,传统网络存储技术的结构大致分为三种。

1.DAS存储。
DAS(Direct Attached Storage)是直接连接存储的简称,它是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到服务器上的方式。这种连接方式,主要应用于单机或两台主机的集群环境中。其主要优点是,存储容量扩展的实施简单,投入成本少、见效快。当服务器在地理上比较分散很难通过远程连接进行互连时,或传输速率并不很高的网络系统,直接连接存储是比较好的解决方案,甚至可能是唯一的解决方案,但是由于DAS存储没有网络结构,存在许多缺点:一方面,该技术不具备共享性,每种客户机类型都需要一个服务器,从而增加了存储管理和维护的难度;另一方面,当存储容量增加时,扩容变得十分困难,而且当服务器发生故障时,数据也难以获取。因此,难以满足现今的存储要求。

2.NAS存储。
NAS(Network Attached Storage)是网络附加存储的简称,它将存储设备通过标准的网络拓扑结构(如以太网),连接到一群计算机上,以提供数据和文件服务。NAS服务器一般由存储硬件、操作系统,以及其上的文件系统等几个部分组成。简单地说,NAS是通过与网络直接连接的磁盘阵列,它具备了磁盘阵列的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠。NAS由于其较好的可扩展性、可访问性、低价位、安装简单、易于管理等优点,广泛应用于电子出版、CAD、图像、教育、银行、政府、法律环境等那些对数据量有较大需求的应用中。多媒体、Internet下载,以及在线数据的增长,特别是那些要求存储器能随着公司文件大小规模而增长的企业、小型公司、大型组织的部门网络,更需要这样一个简单的可扩展的方案。

但在实际应用中,NAS也存在着以下不足。

•不适合在对访问速度要求高的应用场合,如数据库应用、在线事务处理;

•需要占用LAN的带宽,浪费宝贵的网络资源,严重时甚至影响客户应用的顺利进行;

•只能对单个存储设备之中的磁盘进行资源的整合,难以对多个NAS设备进行统一的集中管理,只能进行单独管理。

3.SAN存储。
SAN(Storage Area Network)是存储区域网络的简称,它是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络,其中的服务器用SAN的接入点。SAN是一种特殊的高速网络,连接网络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库的存储设备,SAN置于LAN之下,而不涉及LAN。利用SAN,不仅可以提供大容量的存储数据,而且地域上可以分散,并缓解了大量数据传输对于局域网的影响。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,不管数据置放在哪里,服务器都可直接存取所需的数据。

在实际应用中,SAN也存在着以下一些不足。

•设备的互操作性较差;

•大大增加了构建和维护费用;

•存储资源的共享是不同平台下的存储空间的共享,而非数据文件的共享;

•连接距离限制在10km左右等。

更为重要的是,目前的存储区域网采用的光纤通道的网络互连设备都非常昂贵。这些都阻碍了SAN技术的普及应用和推广。

二、较新的网络存储技术

1.NAS网关技术。
NAS网关与NAS专用设备不同,它不是直接与安装在专用设备中的存储相连接,而是经由外置的交换设备,连接到存储阵列上。无论是交换设备还是磁盘阵列,通常都是采用光纤通道接口。正因为如此,NAS网关可以访问SAN±连接的多个存储阵列中的存储资源。它使得IP连接的客户机可以文件的方式访问SAN上的块级存储,并通过标准的文件共享协议(如NFS和CIFS)处理来自客户机的请求。当网关收到客户机请求后,便将该请求转换为向存储阵列发出的块数据请求。存储阵列处理这个请求,并将处理结果发回给网关。然后网关将这个块信息转换为文件数据,再将它发给客户机。对于终端用户而言,整个过程是无缝和透明的。NAS网关技术使得管理人员能够将分散的NAS文件整合在一起,增强了系统的灵活性与可伸缩性,为企业升级文件系统、管理后端的存储阵列提供了方便。

2.IP-SAN技术。
是以IP为基础的SAN存储方案,是一种可共同使用SAN与NAS,并遵循各项标准的纯软件解决方案。IP-SAN可让用户同时使用吉比特以太网SCSI与光纤通道,建立以IP为基础的网络存储基本架构。由于IP在局域网和广域网上的应用,以及良好的技术支持,在IP网络中也可实现远距离的块级存储,以1P协议替代光纤通道协议。IP协议用于网络中实现用户和服务器连接,随着用于执行IP协议的计算机的速度的提高及吉比特以太网的出现,基于IP协议的存储网络实现方案成为SAN的更佳选择oIP-SAN不仅成本低,而且可以解决光纤通道的传播距离有限、互操作性较差等问题。

当前网络存储技术还在不断地快速发展,SAN和NAS的融合、统一虚拟存储技术将是未来发展的两个趋势。

三、视频监控中应用的网络存储技术

在视频监控中,目前应用的网络存储设备主要有NAS、IPSAN、NVR等。

1.NAS有几个引人注意的优点。

•NAS是真正即插即用的产品,NAS设备支持多计算机平台,用户通过网络协议可进入相同的文档,无须改造即可用于混合UNIX/Windows局域网内。

•NAS设备的物理位置同样是灵活的,它们可放置在工作组内,靠近数据中心的应用服务器,也可放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来。

•NAS无须应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存取数据,这样既可减小CPU的开销,也能显著改善网络的性能。但NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题,即对业务应用以太网络的带宽消耗。

2.IPSAN。
采用的ISCSI通信协议是Internet Small Computer System Interface的缩写,实际上是一个互联协议,通过将SCSI协议封装在IP包中,使得SCSI协议能够在LAN/WAN中进行传输。IPSAN主要有以下特点。

•支持数据库应用所需的基于块的存储。

•基于TCP/IP,所以它具有TCP/IP的所有优点。

•可以建立和管理基于IP的存储设备。

•提供高级的IP路由,管理和安全工具。

1SCSI是IETF制定的一种基于互联网TCP/IP的网络存储协议,是目前应用最广、最成熟的SCSI和TCP/IP两种技术的结合与发展。这两种技术让ISCSI存储系统成为…个开放式架构的存储平台,系统组成非常灵活。如果以局域网方式组建闭路监控系统的ISCSI存储系统,只需要投入少量资金,就可以方便、快捷地对数据和存储空间进行传输和管理。由于1SCS1是一种基于IP网络的存储技术,它会随着IP网络的延生而将存储距离不断扩大,因此ISCSI是无距离限制的。ISCSI的数据传输速度是根据以太网络的速度而变化的,当以太网的速度增加时,1SCSI的数据传输速度也将不断加快。由于1SCSI存储系统可以直接在现有的网络系统中进行组建,无须要改变网络体系,加上运用交换机来连接存储设备,因此ISCS1存储系统的可扩展性高。

一般认为,SAN具有良好的可靠性、可扩展性、快速数据访问能力等优势;而NAS使用方便、节约成本、易于管理。因此,SAN与NAS产品已开始向融合方面发展。

3.NVR。
NVR为网络硬盘录像机,它可在网络的任何位置接收视频并存储。与传统的DVR相比较,NVR主要有以下几个特点。

•可以实现视频采集跟存储分开,从而有效地提高数据的可靠性和可用性。

•具有一定的容灾能力。

•可以有效避免由于视频采集器损坏而造成对存储系统中文件产生任何影响。

•可以轻松实现高并发的在线播放。

•可靠性更高,组建成本更低。

•可以轻松实现在线扩容、在线管理。

NVR在实际应用中,配合IP Camera及视频服务器DVS等前端产品,可全面取代DVR,从而提供纯IP视频监控解决方案。但NVR的应用在很大程度上受到网络条件的限制,主要表现在网络中断及网络带宽两个方面。视频监控系统对数据的连续性要求很高,这就要求在数据传输的过程中,应尽量要避免由于网络中断而造成的数据丢失。目前应对这一问题的方法主要是通过自动网络填补技术来实现的。

自动网络填补技术(ANR)使NVR网络视频录像机可以轻松应付网络中断,而不破坏记录的完整性。如果网络出现中断或网络出错时,能够保持录像,并且录像不会产生间隙。自动网络填补概念的根本是检测网络的可用性。IP摄像机或视频服务器,与网络视频录像机交换实况检查信息。每当网络状态发生改变,如网络不可连接而后又恢复,视频源和网络视频录像机会创建一个事件。这项事件被记录在数据库中,可用来替代网络中传递信息或者稍后当网络可用后传送信息。为了应对网络不可使用的情况,视频录像必须在视频服务器和网络视频录像机两边各自独立进行,即在发送端和接收端两端分别进行。如录像在视频服务器和NVR两端同时进行。自动网络填补概念的最后一步是修复网络视频录像机中被破坏或未存储的记录。由于对网络状态变化的检测,发送端和网络视频录像机都清除记录中存在的空白。当网络恢复后,自动填补程序就会启动。此时,网络视频录像机一端丢失的数据就会从发送端传递过来。事实上,被破坏的记录不断被修复,使网络视频录像机在即使有网络故障的情况下也不会出错。

这里还有必要提到虚拟硬盘技术,因为在多个驱动器上录像,常常导致检索和备份十分麻烦。在大多数情况下,当一个硬盘驱动器的容量用完时,录像将会停止,而稍后才在第二个硬盘上重新开始录像。这就造成了两段录像之间的空白。虚拟硬盘是指硬盘上的一个更大的虚拟内存,将无缝扩大现行的物理存储空间。视频服务器或IP摄像机内的本地硬盘,仅仅是更大的虚拟磁盘的一个部分。在本地硬盘上记录视频的过程中,同等数量的数据也同时通过网络被复制到网络存储器上。随后,通过网络成功复制的数据可从本地硬盘中删除,这样就有效地为本地驱动器保留了容量。

目前视频监控存储的模式主要分为本地存储模式和网络存储模式两大类,网络存储模式又分成以下几种模式。

•存储服务器+SCSI盘阵方式。

•存储服务器+ISCSI盘阵方式。

•存储服务器+光纤盘阵方式。

•视频服务器直连NAS方式。

经过比较发现,视频服务器直接以NAS方式进行集中存储是性价比最高的方案。该方案不仅可以节省存储服务器硬件,更因为本身具有文件共享功能,使得视频数据的存储和查看变得更加方便。但通用的NAS,不论在管理还是使用上都不能很好地满足要求。在规模稍大的视频监控环境中,都需要部署多台设备,如果使用NAS,那么多设备的集中管理,以及提供可靠性和业务连续性的需求都是普通NAS所不具备的。因此,只有专门针对视频监控需求进行优化的NAS设备,才能更好地满足需求。

下一篇

长距离光缆布线直埋敷设的施工技术

弱电工程

长距离光缆布线直埋敷设的施工技术

三、长距离光缆布线直埋敷设的施工技术1.光缆布线直埋敷设的要求光缆布线直埋敷设的要求主要有如下内容:1)光缆布放前,应对施工及相关人员就施工应注意的事项进行适当的培训,如放线方法要领和安全等内容,并确保施工人员服从指挥。2)核定光缆路由的具... ...

相关内容

选购智能安防监控系统产品的原则与要点

选购智能安防监控系统产品的原则与要点

一、安防智能视频监控系统产品的选择原则中标的安防工程商对智能安防监控系统设备产品......

弱电工程

2022-07-11

智能视频监控系统产品所需的评估及步骤

智能视频监控系统产品所需的评估及步骤

一、何时需评估安防智能视频监控系统产品安防智能视频监控系统所需的智能化评估通常在......

弱电工程

2022-07-11

智能视频监控系统产品的评估标准及方法

智能视频监控系统产品的评估标准及方法

随着国外的监控系统或产品供应商不断向国内引进智能化产品,国内的智能视频监控系统或......

弱电工程

2022-07-08