高清革命下的存储探讨

2009-07-23 11:25:00 来源:安防知识网 有...人评论

不知从什么时候起,高清的革命开始了,随着时间的推移,2009年的视频行业,已经悄悄地迈入了高清时代,如果你从百度或Google搜索关键词“高清”至少会出现几千万条以“高清”作为标签结果索引。高清视频的在线网站、下载网站比比皆是,高清视频监控案例亦层出不穷,也就是说,高清技术已经不再作为概念出现,而是真真正正地走进了我们的生活。

    作为高清的视频,动辄几G到几十G的文件大小,这么大的视频文件,而且有如潮水般的涌现,不仅对存储容量,对读写性能、可靠性等都提出了更高要求,选择什么样的存储系统和方案往往成为影响视频读写速度的关键。由于网络高清视频及高清监控存储系统的特殊性,我们这里讨论的是以磁盘作为存储介质的网络高清存储应用系统,DVD或蓝光技术的光存储应用范围不同,不在此次探讨范围内。

高清、网络化视频对存储提出了哪些要求?
1、在了解高清存储系统之前,我们必须知道什么是高清,高清的文件到底有多大?
    在高清视频标准中,视频从最低标准到较高标准依次为720线非交错式,即720p逐行扫描;1080线交错式,即1080i隔行扫描;1080线非交错式,即1080p逐行扫描,屏幕纵横比为16:9,如果是视音频同步的HDTV,标准输出为杜比5.1声道数字格式。

    高清视频有常见的三种分辨率,分别是:720P/1280×720P逐行,美国的部分高清电视台主要采用这种格式;1080i/1920×1080i隔行;1080P/1920×1080P逐行。网络视频高清资源以720P和1080 i最为常见,其中作为视频监控系统的高清部分,已产品化的设备标准普遍采用720P和1080P的拍摄标准。

2、存储要求之大容量
    高清视频在经过不同的编码处理以后,依据码率不同,一般码率在3Mb-20Mb之间,压缩效率、压缩方式不同,所获得的最终文件大小约为:3-20GB/小时,因此便产生了对于存储大容量要求。当然一般意义上的视频,压缩模式不同,占用的存储空间非常小,在此可以忽略不计,我们主要讨论一下高清视频的存储容量。

    高清视频的一种应用是提供这些高清网络视频资源下载的高清网站,规模比较小的站点片库中也会有成百上千部电影,这一类的网站在互联网上多如牛毛,而每个站点存储系统的净容量要求至少在几十T,加上某些站点要建立多个文件映射和下载种子以提高综合流量,容量就不仅仅是几十个T了。

    另一种应用是高清视频监控,虽然出于经济性考虑,此种应用中高清监控视频压缩率会比较高,目前720P高清视频摄像资料每小时视频录像可压缩到3GB左右容量,但由于采集的是高清视频,而一般的监控系统摄像路数都是几百乃至上千路,所以这种应用将需要更多的存储设备和更大的存储容量。以此为例,按一个月保存时间要求计算,我们可以得到这样一个数据:

    3GB/小时*24小时*30天*1路=2.16T

    每存储一路视频需要2T以上的净容量,那么计算一个拥有500路高清视频摄像,需要保存30天的监控系统所需的最少存储容量是1PB。[nextpage]

3、存储要求之高性能
    众所周知,除了BT分布式下载结构的网站,支持高清视频的效果大多是以服务端大数据流量为代价的。以每路数据流为20Mb的高清视频为例,在千兆单点服务模式,最多可以容纳50路高清视频同时播放,当然这个是理论值,实际上还要考虑网络在处理数据撞包等任务时,消耗网络带宽资源之类的因素,因此在高清视频网站考虑服务时首先要考虑向服务器提供高清视频数据的存储系统,扩大存储系统的带宽,速度才能有效的提升。在高清视频监控系统中存储的传输速率要求会随着监控系统的规模呈正比增长。

4、存储要求之可靠性
    从高清视频文件对用户的重要性来讲有几个不同的层次,一般安全性用户,中度安全性用户,重要视频数据用户。

    作为一般安全性用户主要是指一些以分布式下载的高清电影网站,他们对于高清数据安全性要求相对不高。偶尔存储系统离线,并不会对整个体系造成太大影响,但是对于数据的完整性要求比较高。

    中度安全性用户,如一些大型高清视频在线网站、交互网站等,要求高清视频数据具有实时性、交互性特点的,以及关键性的高清视频数据存储,都属于中度安全要求的用户。他们对于高清视频存储安全性的要求,是实时性和可恢复性。

    重要视频数据用户,比如高清视频监控图像、媒体资讯制作内容等都属于重要视频数据类型,这类用户对高清视频存储安全的要求是实时性、冗余性和不间断性。

    综上所述,对于中度安全用户和重要视频数据用户对后端存储系统的可靠性、稳定性要求较高,需要保证系统7*24小时不间断运营。

威视数据针对高清推出的特色网络存储解决方案
一、数据媒体资讯高清网络存储解决方案

(一)系统拓扑图


(二)系统特点
1. 全钢架构,坚固耐用,结构合理;
2. 高达3GB/S的速度;
3. 阵列支持RAID0/1/5/6/10/JBOD功能;
4. 大容量,系统最大支持80个SATA/SAS硬盘,高达80TB的海量存储;[nextpage]
5. 维护简便,关键部件均支持热插拔,即插即用;
6. 独立的存储系统,在不影响任何应用的情况下实现无限扩展;
7. 系统良好的散热设计,具有温度实时监测、风扇转速液晶显示、报警等功能。

二、数据大规模高清存储集群解决方案
(一)系统拓扑图


(二)系统特点:
1.高性能,可以突破5GB/秒的数据量;
2.高可扩展性,而且规模增加的同时性能也得到提升;
3.良好的兼容性,兼容所有主流操作系统;
4.高可靠性设计,具有多重的安全冗余机制,使得整个存储系统允许任何单点故障产生而不影响其它应用;
5.海量存储,系统可在无需停机的情况下实现随需扩展,最大存储容量高达64PB;
6.应用范围广,不仅可用于大型高清在线网站,还可在功能上打破互联网用户上传容量限制,充分满足高清视频资源爆炸性增长的存储需要。

高清网络视频存储的发展趋势
    我们从高清诞生以来的发展历程可以看到,作为高清的网络视频存储,初期主要是随着高清电影,网上电影资源下载的发展而应用。未来大量高清影片资源将在网络上不断涌现,高清存储的容量也将飞速膨胀,从个人电脑的几个几十个TB,到电影网站的几百TB,这些都需要专业的存储系统来支撑。进而,随着互联网性能的稳步提升,高清交互式多媒体业务的快速发展。现在火爆的视频互动网站,将随着民用高清视频拍摄设备的逐步普及,从标清,逐步“进化”到高清时代,作为此类媒体的存储介质,高性能,大容量存储系统将大行其道,得以更广泛的应用。

    对于一些涉及公共安全的视频监控应用部门,如公检法,交通,城管等,原有标清技术清晰度将渐渐不能满足需要,他们对于目标的监控要求更加清晰有效、对于录像的回放更加重视细节的再现。因此,需要更高的视频分辨率,“高清化”改造势在必行。同时,随着高清技术的普及,高清监控设备的生产规模不断扩大,制造成本相应大幅降低。我们相信,不久的将来,在高清应用和高清前端设备厂商的共同推动下,监控系统的高清标准将作为新的标准,得以全面推广和普及。由此产生的连锁反应就是,相应的存储空间需求更大,存储性能更高,支持高清视频监控点的路数更多,大型高清监控系统PB级的存储解决方案将得到普遍应用,从而带动高清视频存储向规模化,高速化,集成化发展。(本文由北京威视数据系统有限公司副总经理、总工程师 刘宏提供)





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[责任编辑:张利芬]

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