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1、精选优质文档-倾情为你奉上监控集中存储解决方案书北京邦诺存储科技有限公司2009年X月专心-专注-专业目 录一. 前言监控技术从上个世纪80年代进入我国以来，随着安防需求的急剧增加一直在飞速发展，从技术层面上来看，已经经历了多个不同的发展阶段。随着计算机技术的发展和网络的普及，目前，视频监控已经发展到了网络多媒体监控系统。 新一代视频监控管理系统与前几代视频监控系统的根本区别在于，其不再局限于简单地完成对视频信号的处理、传输、控制，其核心乃是对基于IP网络的多媒体信息（视频/音频/数据）提供一个综合、完备的管理控制平台。网络多媒体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，
2、以智能实用的图像分析为特色，并与报警系统、门禁系统整合到一个使用平台上，引发了视频监控行业的一次技术革命，迅速受到了安防行业和用户的关注。网络多媒体监控管理系统，可以广泛用于多媒体视讯调度指挥、网络视频监控和会议、多媒体网上直播、网络教学、远程医疗等各个方面。 网络多媒体监控系统由网络多媒体监控管理平台和前端信息采集设备组成，其核心是网络多媒体监控管理平台。网络多媒体监控管理平台集计算机网络、通信、视频处理、流媒体、和自动化技术于一身，是视频、音频、数据和图示一体化的解决方案，兼备网络视频监控、视频会议、视频直播等功能，具有超大规模组网能力，是构建于LAN/Internet网络之上、支持多种传
3、输方式的综合多媒体业务管理平台，其应用已远远超出监控本身所涵盖的内容。磁盘阵列存储设备负责对前端采集来的视音频数据信息进行存储的部分，它结合网络视频服务器将通过网络传输过来的视音频压缩数据以媒体流的形式集中存储在磁盘整列中。它在视频监控、网络教学、IP视频会议、视频直播及视频点播等方面都有广泛的应用。数据信息的全集中方式要求磁盘阵列必须提供足够的可靠性和稳定性，可以满足监控系统平台的性能要求和持续写入要求。监控视频存储系统是整个工程的重要组成部分。二. 需求分析在整个监控系统平台中，前端监控模拟信号经DVR/DVS设备进行编码压缩，通过局域网由管理服务器来统一管理和存取监控数据，并由存储系统来
4、存储相关数据。 1. 高性能由于有多路摄像头数据并发持续写入，考虑以后摄像头的增加，并且同时有多路服务器可能读取数据，所以需要高性能处理的存储系统。2. 海量存储空间共XX路视频；要求录像保存XX天；视频码率以XX计算；要求对所有视频数据进行集中存储，这就要求存储设备必须提供足够海量的存储空间。总容量=路数x码率M/Sx3600秒x24小时x保存天数/1024= G。3. 集中式共享采用集中式存储，数据和监控录像的管理和备份都非常方便。4. 数据可靠性数据高度集中的系统，数据的安全是第一位的。必须从硬件到软件方面建立起一套严密的保障措施，尽量减少故障点；并保证在单点或多点故障的情况下，系统能够
5、持续运行，并能在线的恢复正常。通常情况下，采用盘阵列技术来提高数据的可靠性。配合备份软硬件环境，系统可以增加备份、容灾的功能，进一步提高可靠性。5. 可扩展性 随着监控范围的扩大，摄像头数据量的增加，存储系统的可扩展性尤为重要，良好的扩展性可以保证业务的连续性。6. 网络化监控中心建设网络化完善，容易进行数据集中存储，采用网络化的设备扩容更灵活、施工难度小，并且便于远程监控、维护简单。网络化架构有助于实现互联互通，实现视频资源的共享。三. 解决方案1. 传统的DVR直接存储DVR是目前常采用的视频监控存储数据的方式，它用设备内置的IDE硬盘存放视频数据。DVR一般有四个IDE接口，可以接8块硬
6、盘。该模式有以下特点：1) 价格低廉，简单易用，适合于小规模监控环境；2) 硬盘非冗余模式工作，数据容易丢失；3) 分布式存储，DVR存储空间不能直接实现共享；4) 单设备容量有限，随着监控规模的扩大，管理、维护比较困难；5) 硬盘顺序工作，减少硬盘损耗，但检索与回放性能较差。2. DAS直连模式传统的DAS监控存储架构：存储和监控客户端使用DAS直联的方式存取录像数据；使用一台PC机作监控客户端；同时具有一台网络视频服务器来转发视频流；多台存储设备通过级联方式挂接在视频服务器后。如下图所示：传统监控存储架构缺点：l 存储直联，使得存储利用率不高，存储容量不能共享；l 存储扩展性差，不利于后期
7、扩容；l 线缆距离有限，不利于部署；l 数据查询效率低，不利于快速调取需要的数据；l 网络带宽不便于扩展，需要中断应用才可以实施。3. 先进的存储局域网络SAN结构存储局域网络SAN是目前最为先进的海量存储架构，他是建立在服务器集群和存储设备之间的网络，给服务器集群提供集中式的共享的存储空间，便于管理；SAN的优点可归纳为下几点：l SAN存储系统扩展性好、升级能力强，投资保护性好。 l 实现了存储系统支持数据集中式管理，相关业务系统或全部的应用系统存储系统合并为统一的存储系统。l 采用开放式的体系结构，支持多种系统平台的接入，亦即实现跨平台操作。l 提供包括存储介质、接口设备及连接链路的冗余
8、支持。l 向网络客户端和应用服务器提供高效可靠的数据存储服务时，同时对应用系统的运行效率和网络的速度不会产生明显的影响 。4. IP存储网络 传统的存储网络多采用光纤通道（FC，Fibber Channel）的方式，整个系统包括每个服务器端的光纤通道卡，光纤线，光纤通道交换机等，每片光纤通道卡、以及每个光纤通道交换机端口的价格是普通千兆以太网的10至20倍以上，加上光纤的铺设在中国大部分地区的铺设不普及，整个系统的建设费用非常昂贵。IP SAN是近些年来新兴的网络存储技术，它希望用TCP/IP以太网替代光纤通道网络。IP SAN的好处在于：使用以太网络，保护了用户现有的投资；以太网系统造价低；
9、以太网是成熟的技术，具有良好的兼容性；以太网络可以扩展到远端，便于系统的做远程的容灾备份；以太网上现有的软件也可以直接使用，例如IP SAN可以直接加上IP sec软件，以达到存储网络加密的目的；千兆以太网络的广泛使用，也使得IP SAN的性能得到提高。总之，采用IP SAN存储网络，可以达到好兼容性和最高的性能价格比。iSCSI协议是IP SAN中最为流行的协议，是IP存储的典型代表。利用IP SAN技术构建监控架构如下图：采用IPSAN存储方案的优势：a) 低成本实现监控数据的集中化存储和统一管理，可靠而稳定；b) 存储设备与视频服务器、监控客户端可以建设存储区域网络，共享性良好；c) 传
10、输带宽更灵活，存储区域网络可以建设成千兆网络，也可以建设成百兆网络；能够最大程度的满足前端客户机的存储压力需要；d) 存储扩展性强，后期扩容方便；e) 录像数据查询效率高，可以实时地调出需要的数据；f) 可靠性极好，多台存储共用时彼此之间是相互独立的，避免单点故障；g) 网络带宽便于扩展，避免应用中断。四. 方案描述1. 监控存储方案整个监控存储系统需要实现对多路视音频数据进行集中存储，要求裸数据容量达 XXTB。联网视频监控项目信息如下： 前端摄像头XX个 视频码率（ D1或CIF）格式，视频码率以XX( Mb/Kb)计算 录像保存时间保存XX天 要求采用全集中存储模式考虑到存储数据可靠性要
11、求，建议磁盘阵列采用RAID 5冗余机制，以进一步保障存储数据的完整性和存储系统得持续运行。我们从系统的兼容性、稳定性与可靠性角度出发，并且考虑到保护已有的投资，选择了基于IP SAN架构的数据存储方案 。本设计方案是基于以太网建设模块化、可扩展SAN解决方案，它对企业的业务系统能够提供无缝的存储解决方案。方案投资不高，原有的设备得到合理利用的前提下，基于网络的数据存储服务性能得到明显提升，业务数据实现了有效的汇集和管理，实现了性能和价格的最优组合。采用各监控分中心集中存储模式，通过分散的网络将各地的视频监控数据实现集中存储和集中管理。iSCSI/NAS集中式存储方案特点： 先进的IPSAN网
12、络架构，采用各监控分中心分散集中存储模式，将前端视频资源就近集中存储和统一管理，有效的规避了网络带宽压力过大及网络不稳定问题。 RAID技术与多种硬件冗余保证系统的高可靠性，磁盘故障不会影响数据的继续访问。设备故障率降低，减少了维护成本。（容易损坏的磁盘被集中在中心，机房环境保证的设备的可靠性，冗余电源也减少了故障率） 设备管理、维护简单。磁盘的更换无需断电，也无需开启设备机箱，可以实现带电热插拔，且换盘时也完全不影响数据的访问；存储集中统一管理，无需管理每个前端存储。 提高了客户服务质量，提高了系统响应时间。（由于数据集中存储在中心服务平台，当有客户请求时，无需在通过外部网络去前端提取数据。
13、这样使客户的数据访问路径减半，客户请求响应时间更短，服务质量更高） 高的可扩展性。存储可以实现按需分配，存储容量可以根据监控规模的发展和增长来动态增长。例如，如果所有监控内容的保存时间从1个月提升到半年。如果采用集中存储方案，只需在网络中增加更多的存储容量，而其他的部分都无需改变，就可以解决这个问题。 存储的增值服务业务。基于网络化的存储，还可以提供数据的磁带备份和光盘备份功能，通过这些功能来进一步提高服务质量。五. 方案分析本设计方案是基于模块化、可扩展SAN解决方案，具有业务连续性等特性。它对监控系统的业务系统能够提供无缝的存储解决方案，为监控存储提供系统高效、高可靠性、高可用性支持。方案
14、投资不高，可以把基于网络的数据存储服务性能得到明显提升，业务数据实现了有效的汇集和管理，实现了性能和价格的最优组合。本方案具有如下7大独特特点：1. 监控专用存储系统，充分满足性能要求本存储系统针对监控应用的特点对存储系统进行了优化。监控应用是一种以写为主的存储应用。实际上是以大码流的多并发写为主的一种存储应用。因此，在写性能，写的高并发和写的高稳定度方面，邦诺的监控专用产品采用了独特的算法，达到最佳的效果。邦诺的IP存储系统能充分本满足本监控系统性能的要求；并能够满足以后性能扩展的需要。单台SMI-100-R16可以支持260路以上D1格式（码流为1.5Mbps）视频图像同时写入。2. 支持
15、多台叠加设备的统一管理通过控制头设备可以实现对多个存储设备的统一管理和维护，在对用户透明的情况下，实现对整个存储空间的灵活划分。同时它们在SAN（storage area network）、NAS（network attached storage）和DAS（direct-attached storage）环境下均表现优良。模块化设计将维护时间减到最少，且增加了在严格的高容量SAN应用下的可扩展性。另外，支持FC扩展模块和SCSI扩展模块，方便进行整合和利旧。3. 同时提供IP SAN和NAS监控存储方案是对现有的存储进行集中管理和存储。针对服务器的数据存储，工业界上一般是采用SAN的架构。即邦
16、诺方案采用IP SAN的架构，使用iSCSI协议，提供真正的高性能的块级数据访问。实现了对服务器本地磁盘的扩展。从而提高数据存储的可靠性，可扩展性，和高性能。对于某些对性能要求不高的文件在用户之间的共享应用，可以采用NAS的存储。由于邦诺存储的产品同时提供IP SAN和NAS的功能，所以可以同时满足城市监控存储在这两方面的需求。即邦诺的IP SAN功能可以满足服务器的高速块级访问需求；邦诺的NAS功能可以满足文件共享的需求。4. 极易管理 （全中文）易管理和使用是也是城市监控存储系统的一个基本要求。邦诺存储的产品的管理系统是面向用户设计的全中文的管理系统。而且业界最先进的基于浏览器的管理方法，
17、在客户端无需安装任何软件。根据我们的经验，管理员可以在15到20分钟内，就轻松掌握整体系统的使用和管理。5. 独有加密和授权技术对数据安全的特殊要求，邦诺存储在其产品中采用了独有的安全技术。保证管理和数据在存储基本的安全性。所有的管理数据都是在加密的情况下，进行传输的；而且在IP授权的基础上，存储系统还采用了CHAP授权技术。6. 高可扩充性邦诺的产品采用先进的IP SAN架构，所以可以实现存储容量的高可扩充性。在应用发展，存储需求增长，现有容量不足的情况下，可以简单的购买更多的存储设备联入交换机即可，这样在提高了容量的基础上，也同时提高了性能。而且支持对多个存储设备的集中统一管理。7. 高性
18、价比IP SAN的结构本身就是一个性价比高的架构。现有的网络环境无需改变；甚至无需购置额外的交换机；而且管理员也对IP网络很熟悉，所以很容易上手。邦诺的产品通过兼容NAS的功能，进一步提高了产品的性价比。使客户无需为了个别的针对用户的共享需求，而使用额外的NAS服务器和NAS产品。8. 数据存储的高可靠性和可用性邦诺方案中，数据存储可采用RAID 5+热备盘技术。一个RAID组出现硬盘坏，RAID技术可以保证数据不丢，而且存储服务无需中断。热备盘可保证对故障盘在线进行及时替换，保障业务的可持续运行。邦诺的多网口虚拟化技术，还可以保证存储器在单个网络连接断开的情况下，仍然可以正常工作，保证了设备
19、的高可用性。9. 易于扩展为备份容灾系统 邦诺存储可以内嵌备份软件，实现存储到磁带库或虚拟磁带库的直接备份；进一步保障数据的安全。六. 关键产品的介绍SMI-100-R16 邦诺存储采用国际最先进的IP SAN 技术，为用户提供完全共享、方便扩充的存储；采用RAID技术、智能控制风扇，彻底保护了用户的数据安全；直接在标准的以太网络上运行，完全与现有的以太网络基础设施和已有的网络管理软件兼容，不需要专有的网络设备，提供了一个极其经济的高性能网络存储解决方案。 1. 功能特点1) 监控专用存储系统本存储系统针对监控应用的特点对存储系统进行了优化。监控应用是一种以写为主的存储应用。实际上是以大码流的
20、多并发写为主的一种存储应用。因此，在写性能，写的高并发和写的高稳定度方面，邦诺的监控专用产品采用了独特的算法，达到最佳的效果。2) 同时提供IP SAN和NAS城市监控存储方案是对现有服务器的存储进行集中管理和存储。针对服务器的数据存储，工业界上一般是采用SAN的架构。即邦诺采用IP SAN的架构，使用iSCSI协议，提供真正的高性能的块级数据访问。实现了对服务器本地磁盘的扩展。从而提高数据存储的可靠性，可扩展性，和高性能。对于某些对性能要求不高的文件在用户之间的共享应用，可以采用NAS的存储。由于邦诺产品同时提供IP SAN和NAS的功能，所以可以同时满足城市监控存储在这两方面的需求。即邦诺
21、的IP SAN功能可以满足服务器的高速块级访问需求；邦诺的NAS功能可以满足针对以人为对象的文件共享的需求。3) 支持AFP/FTP/HTTP/HTTPS使用户可以通过远程直接访问存储系统里面的数据，同一NAS文件数据可以同时支持CIFS、NFS、AFP等共享协议。4) 存储系统获准国家信息安全产品型号认证该产品保证重要数据安全存储在国内自主安全存储设备内。针对关键监控系统对数据安全的特殊要求，邦诺存储在其产品中采用了独有的安全技术。保证管理和数据在存储基础上的安全性。所有的管理数据都是在加密的情况下，进行传输的；而且在IP授权的基础上，存储系统还采用了CHAP授权技术。5) 多台存储设备里的
22、数据可以自动同步和容灾邦诺存储系统的多设备之间直接可以进行数据同步，实现监控数据的多重备份，确保数据安全。6) 支持存储到各个监控设备的带宽分配功能，保证QoS邦诺网络存储系统是多个监控设备或服务器共享存储空间的设备。它具有带宽预留的功能，可以限制任一个接入的设备到存储的传输带宽，这样可以避免带宽竞争带来的某些设备的存取性能下降。保证在监控这种软实时应用中，每一个客户端的带宽都可以定制，保证了整体系统的QoS。7) 存储设备支持克隆、镜像及快照功能，可以保证重要监控数据的多重备份存储8) 支持WORM技术邦诺WORM产品是针对档案类存储提供的基于硬盘的写一次，读多次的网络存储产品。目前各行各业
23、越来越多的重要信息是采用电子存档的方式存储，而且这也是发展的方向。随着法规遵从方面的要求不断提高，在保存档案类数据方面，组织机构目前面临越来越严格的规定。要求将电子邮件、重要文档、设计文件、患者记录、审计信息以及其他数据存档数年。另外，公司自身也会越来越多地采用较苛刻的规定，确保不会更改或删除那些虽未受监管却较为关键的参考数据，并且能够快速和方便地检索到这些数据。邦诺WORM产品是针对档案类存储提供的基于硬盘的写一次，读多次的存储产品。在提供类似光盘和磁带的基本的WORM功能的基础上，邦诺WORM产品，通过RAID技术，保证了访问的高性能和数据的可靠性，来满足快速和方便地检索的需求。而且本产品
24、还使用了SATA硬盘，可以提供最优的性价比。其次，邦诺WORM产品本身采用标准CIFS/NFS/AFS协议，从而可以直接连接在网络上，被多台服务器共享使用。而且邦诺WORM产品的管理界面都是基于中文的Web界面，它的维护，使用和管理都十分简便。9) 支持前端设备直接进行端到端直接写入IP存储设备该产品不但支持前端视频流（例如DVS）使用iSCSI以块方式写入，还支持前端视频流直接使用NFS/CIFS网络协议以文件方式写入，省却流媒体服务器的参与，很大程度上节省系统成本。10) 极高的性能价格比邦诺网络存储系统国内生产制造以及本地的技术支持，在同类产品中具有价格上的优势。同时，邦诺网络存储系统在
25、以太网络上实施，兼容企事业单位内部已部署的网络系统，不需增加更多的费用。11) 高扩展性存储容量可以在线扩大，监控数据存储可以基于网络无限扩展。邦诺网络存储系统是基于存储网络架构，具有良好的扩展性，单系统的容量可以高达PB级别。同时，系统构架在以太网的基础之上，数据可以随以太网的延伸发送到远端，实现距离上的扩展。2. 支持存储统一管理1) 存储系统支持设备级联和通过模块扩展邦诺IP SAN存储可以实现对多个存储设备的统一管理和维护，和FC SAN可以共存于同一局域网。在对用户透明的情况下，实现对整个存储空间的灵活划分。设备支持IP SAN存储设备级联，单台设备容量通过iSCSI不断扩展；支持F
26、C扩展模块和SCSI扩展模块，可有效整合原有其他存储设备，达到合理利旧和资源数据共享的目的。通过控制器FC模块可实现对用户已有FC存储设备的有效整合，达到无缝结合的效果。实现FC SAN和IP SAN存储设备间的统一管理和资源共享。同时这两种方式在SAN（storage area network）、NAS（network attached storage）和DAS（direct-attached storage）环境下均表现优良。模块化设计将维护时间减到最少，且增加了在严格的高容量SAN应用下的可扩展性。2) 多台存储设备支持统一管理可以通过单一管理软件窗口进行多台存储设备的运行维护工作，如配
27、置存储设备的参数、策略，进行存储空间的划分，iSCSI服务的管理，带宽预留的配置，WORM存储的配置， CIFS/NFS/AFP的配置等核心存储功能。3. 基本参数特点1) SAN环境中最大主机连接数=1024；2) 高性能的存储配置n 采用高性能双核处理器架构，支持双处理器；n 配置存储缓存=1GB，可扩至8GB；n 配置300GB、500GB或750GB磁盘（MTBF=1,000,000小时），并提供磁盘原始生产厂家名称及磁盘型号；n 单台SMI-100-R16阵列配置存储容量=16TB（单块硬盘以1TB计算），支持硬盘热插拔及在线更换故障硬盘；n 数据接口数=2个，可扩至6个，可实现SA
28、N、NAS和DAS连接模式的整合；n 存储性能：IOPS=，带宽=250MB/s；n 管理端口：10/100Mbps以太网接口，可进行近端或远程的各种配置和管理；n 配置冗余电源，配置冗余风扇，支持外接UPS，避免电源故障带来的系统异常。4. RAID特点1) 支持RAID0, 1, 3, 5, 10, JBOD, Hot-spare等RAID标准；针对已存在的RAID组，可动态扩展，新增磁盘可加入已有RAID组；针对已存在的RAID组中的逻辑卷，可动态扩展逻辑卷空间，实现卷存储容量的在线扩展。2) 支持硬盘热插拔和电源短路保护；支持系统启动时硬盘顺序加电，支持磁盘漫游。5. 监控管理特点易管
29、理和使用是也是城市监控存储系统的一个基本要求。邦诺存储的产品的管理系统是面向用户设计的全中文的管理系统。而且业界最先进的基于浏览器的管理方法，在客户端无需安装任何软件。根据我们的经验，管理员可以在15到20分钟内，就轻松掌握整体系统的使用和管理。1) 存储管理软件支持中文图形化管理界面，支持硬件监视，故障预测和报警功能2) 完全开放API支持，存储系统支持中心管理平台进行集中管理中心管理平台可对整个系统中的IP SAN设备进行监控和管理。具体提供API功能主要包括：实现设备基本信息的监控，存储空间的划分，iSCSI服务的管理，带宽预留的配置，WORM存储的配置，CIFS/NFS/AFP的配置等
30、核心存储功能。3) 本产品支持标准的SNMP协议可以兼容所有支持标准的SNMP协议的客户端软件，因此可以通过网络管理平台统一管理。附录 公司介绍北京邦诺存储科技有限公司是专业从事海量网络存储技术和信息安全技术与产品的研究、开发、生产与销售的高科技公司，具有深厚的网络存储设备研发基础。2004年，公司推出了拥有自主知识产权的产品SMI100千兆iSCSI存储产品，是国内最早的iSCSI存储产品。以后陆续研制出以及SMI200千兆iSCSI存储产品和SMF100/CMF-100光纤通道存储产品。 2005年，推出了SMI1000万兆iSCSI/NAS存储，这是国际首款基于万兆网络的IP存储产品，达
31、到国际先进水平。邦诺参加公安部平安工程标准3111通用技术要求、中国电信全球眼安防标准及北京市图像信息管理系统标准拟定，主要参与其中监控存储标准部分的编写。邦诺根据监控存储行业的深刻理解，对产品进行优化，使公司监控存储产品性能和功能达到新层次。同时和国内各大监控平台厂商保持密切联系，与他们的监控平台进行测试，取得良好的结果。邦诺目前已完成较大的监控存储项目包括：平安城市工程湖南益阳、湖北宜昌/十堰、浙江台州/丽水/舟山、内蒙古呼河浩特/包头/乌海、广西南宁、辽宁大连、新疆喀什、北京经济技术开发区电信全球眼 / 网通宽视界电信全球眼 辽宁大连、安徽合肥、湖北宜昌/十堰、广西南宁、湖南邵阳/娄底、内蒙古呼和浩特/乌海、浙江台州、江西萍乡、上海电信研究院办公系统网通宽视界 黑龙江省平台、黑龙江哈尔滨/佳木斯/伊春、河南网通企业网络存储空间其他视频监控深圳边检站监控系统、深圳/东莞公交监控系统、沈阳交警道路监控系统、杭州机场网络监控系统、广西高速公路监控系统、合肥交行营业网点监控系统、海南省公安厅戒毒所网络监控系统、陕西安康戒毒中心