高清视频监控存储技术分析

数字化视频监控涉及到巨量数据的采集、存储和使用。因此，一个高效能的视频监控系统必须具备高效能的数据存储系统，这关系着数据管理的效率、数据安全以及数据利用的效率。而日益逼近的高清监控时代更需要强大、可靠的存储平台。在监控网络化和集成化的过程中，存储技术也必须不断适应安防监控的应用特点，存储技术和监控技术的整合已是大势所趋。

高清视频监控推动技术创新

随着网络视频监控的成熟，各级视频监控系统用户对图像质量要求的提高，高清视频监控是未来视频监控市场发展方向之一。平安城市公安系统、交通卡口、机场、海关、边防安检、水利电力、环保监测、森林防火减灾等这些行业的用户对高清视频图像有着迫切的需求。高速行驶车辆的牌照、人员嘈杂场所，一个人的面部特征，在高清视频监控技术的帮助下，都可以清晰显示。

百万像素摄像机、高性能编解码器以及IP网络技术代表了高清产品中采集、编解码、网络传输方面的发展方向。而这三个方面再加上强大的分析能力将成为推动城市视频监控系统市场的主要技术因素。可以预见，各个城市视频监控系统向高清化方向的升级发展将对视频监控管理平台提出更高的发展要求，从而推动整个市场的技术革新，科技创新能力领先的企业将会脱颖而出。

NVR逐步取代DVR

视频监控网络化的产物不仅仅是网络摄像机，NVR管理平台也是未来视频监控市场发展趋势。

全网络化：DVR系统中，监控点的位置局限，无法实现远程部署。NVR系统中，监控点位置任意，不受地域限制;

图像不受干扰：DVR前端采用模拟传输到中心，因而环境干扰对实时监控以及录像回放都有很大的影响。NVR对前端数字化，由网络传输，解决了外部干扰问题，保证图像质量;

系统安全性：DVR模拟信号无法实现任何加密机制，NVR产品及系统采用通过AES码流等多种加密、用户认证和授权等这些手段来确保安全;

高可靠性存储：DVR无法实现前端存储，一旦中心设备或线路出现故障，录像资料就无从获取。NVR产品及系统可以支持中心存储、前端存储以及客户端存储三种存储方式，并能实现中心与前端互为备份。

高清海量存储技术突围

视频监控技术作为一种重要的安防手段日益普及，随着视频监控技术的发展，全数字化的网络视频监控系统已经逐渐取代传统的模拟监控系统成为视频监控系统的主流。数字化监控的应用越来越广、规模越来越大，采用何种存储方式对数字视频信息进行保存逐渐成为厂商以及用户关注的焦点。

要达到存储系统独立的数据管理目标，对存储系统的特性则有如下几个方面的要求，按照重要性排列分别是：

1、可靠性。数据集中到存储系统中，必然对系统设备的可靠性提出更高的要求。同时需要建立数据备份、容灾系统进行配合，提高数据安全性。

2、可扩展性。网络时代业务发展的不确定性和数据的高速膨胀，对独立于计算系统之外的存储系统，必然提出高可扩展性的要求。这种扩展性并非是简单的容量扩展，同时还必须包括数据处理能力、数据交换带宽和数据管理功能的扩展。

3、兼容性。虽然存储系统已分离于计算系统之外，但今天主机系统对数据的使用方式，仍旧以文件系统，数据库系统为主要手段。存储系统要适应各种主机系统的数据I/O要求，就必须要能够兼容各种操作系统、文件系统、数据库系统等各种传统数据管理手段。

4、可管理性。支持各种主流的管理协议和管理架构，能够与网络、计算机等各种设备统一管理和集中管理，能够在各种复杂的环境中实现方便统一的设备和数据管理功能。

5、性能。能够根据不同应用类型要求提供带宽、IOPS(IOPerSecond，每秒IO操作数)、OPS(OperationsPerSecond，每秒并发操作数)、ORT(OverallResponseTime，总响应时间)等不同指标侧重点的性能服务。高端系统还应能够对系统性能进行动态的扩展和调整。

6、功能。各种数据迁移、数据分发、数据版本管理、数据复制、在线扩容等数据管理功能。

网络存储技术的三种基本类型

随着安防市场的迅速发展和技术的不断创新，视频监控技术也在向着高清化、数字化、网络化、智能化的方向发展。而画面质量的提高、视频线路的增加等诸多因素，都会令视频监控系统的存储容量成倍增长，存储设备正在成为网络视频监控未来发展的决定性因素。

网络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。网络存储结构大致分为三种：直连式存储(DAS：DirectAttachedStorage)、网络存储设备(NAS：NetworkAttachedStorage)和存储网络(SAN：StorageAreaNetwork)。

直连式存储(DAS)

是直接将DAS存储设备连接到服务器后端，用于扩展应用服务器的存储容量。其扩展成本最低、物理连接简单，但是也存在存储资源归属于某一台或几台服务器、资源利用率低、后续扩展性差等问题。DAS较适用于存储系统结构简单且相对固定的应用场景，比如某一存储空间要求稳定的服务器扩展其存储空间。

网络附件存储(NAS)

是通过网络文件系统，构建文件级联网存储，实现客户端主机(如监控系统中的编码设备)与NAS网络设备间的数据直接传输。NAS由于其协议兼容性高，配置、维护简单的特点，适用于文件共享、小规模系统存储等应用场景。

存储区域网络(SAN)

是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，这个网络专用于主机(如监控系统中的编码设备或录像管理服务器)和存储设备之间的访问。当有数据存取需求时，数据可以通过存储区域网络在主机和后台存储设备之间高速传输。根据传输协议的不同，又可分为FCSAN和IPSAN。SAN存储方式，具有存储资源集中管理、扩展便利、数据块级传输效率高、兼容性高等特点。一般来讲，其技术复杂程度高，系统建设和维护成本也高。由于SAN系统将存储设备的存储空间当成物理硬盘交由主机管理，存储传输网络的可靠性程度、主机文件系统的不同，对存储系统的可靠性影响极大。SAN存储方案，由于其技术领先特性，适用于构建大型的存储系统，为大规模数据存储、应用服务。

对于高清网络摄像机的高清图像记录就需要网络存储系统(包括存储服务器和存储设备)。其中IPSAN方式一方面采用IP架构的以太网络传输，具备良好的扩展性、共享性和较低的分摊应用成本，是目前大中型集中监控存储主要采用的技术之一。另一方面，IT上使用的主流数据硬盘容量已达TB级以上，2TB的数据硬盘也逐步走进大家的视线(按每小时数据量1G计算，1TB的数据硬盘大约可存储720P的视频图像1000小时或者1000路摄像机录像1个小时的数据)。

海量存储解决方案

随着高清视频的推广应用，基于IP的视频录像海量存储解决方案也逐渐浮出水面。针对视频监控海量存储的方式主要有以下几种模式：

分布式存储集中管理

对于大规模的城市联网监控系统，通常采用多个层次型的监控中心体系，每个基层的监控中心管理其辖区内的监控资源并进行存储，因此会采用分布式存储集中管理的模式进行构建，这种模式有助于减轻网络的压力，同时将设备资源分发下沉，有助于战略部门掌握更多的资源和信息。一级监控中心统一管理所有的视频资源和录像文件，二级、三级监控中心可以分发和浏览视频。

集中存储分布式管理 
   
对于只有一个集中管理中心的中小规模联网监控系统，如县/地级市、某大城市公安分局、某大型工矿企业，数据一般集中存储在一级监控中心，其他的基层监控中心安装系统平台的分控客户端进行浏览和管理部分前端。在这种情况下，存储服务器集中放置在一级监控中心，通过虚拟卷和网格存储技术，形成一个无限容量的虚拟存储池，使存储扩展对用户透明。

大型混合型存储

所谓混合型存储解决方案是将前面两种方式进行结合，以分布式存储作为基础，同时在一级监控中心设置网络存储服务器。短期的数据临时存放在基层监控中心的网络存储服务器内，长期的数据存储于上传一级监控中心的网络存储服务器中。重要监控点位的视频资料不仅存储在基层监控中心的网络存储服务器，也实时地传输到一级监控中心的网络存储服务器中作为备份。在基层监控中心建立备份计划，采用定时自动备份的方式，将超过规定时间的视频文件备份到网络存储服务器相对应的目录中。