从DVR到NVR脱胎换骨的转变 - 安防知识网

NVR除具备高清接入、存储、录像、回放、远程操控等基本功能外，还可进行海量数据处理及数据冗余备份、大型系统的集群组网以及面向未来发展的云存储和云查询应用，需求和产品开发理念的转换，势必会对应用产生强大冲击。下面，就来领略一下NVR是如何脱胎换骨的......

　　NVR除具备高清接入、存储、录像、回放、远程操控等基本功能外，还可进行海量数据处理及数据冗余备份、大型系统的集群组网以及面向未来发展的云存储和云查询应用，需求和产品开发理念的转换，势必会对应用产生强大冲击。下面，就来领略一下NVR是如何脱胎换骨的。

　　随着IP技术的发展，视频监控从传统的模拟监控时代过渡到数字时代，这个过渡不是简单的技术革新，而是产品向服务的深化、商业模式的革新。业内一直存在的观点是“NVR超越DVR”，“NVR是DVR的终结者”。这样的观点只是从纯粹的技术角度来看待DVR到NVR的过渡，若用中国传统文化的“道”和“术”的哲学思想来看待这个过渡，我们会发现大多数观点都是停留在“术”的层面上，很少有人从“道”的层面来看待这个过渡。

　　今天的安防行业呈现完全IT化的特征，而且，我们所熟知的IT产业因为网络的高度发达又呈现出面向服务的特征。在网络高度发达的大背景下，用户的IT资产的拥有模式发生了根本变化，用户不再关注购买多少台服务器来构建自己的IT系统，而转变成以购买IT服务为主要方式，“云”成为了目前最流行的产品和技术。“云”技术的流行是网络化的必然结果，安防视频监控无论是家庭监控还是企业监控，同样呈现出高度网络化的趋势。在这样的变革环境下，NVR不再是DVR的简单升级产品，不再是从简单的接入模拟摄像机升级成接入IP摄像机，在网络化环境下，NVR将从DVR时代的单纯提供产品功能过渡到提供服务上来。

　　基于此，未来用户对NVR产品关注的是服务，不再关心NVR的单机功能和应用数量，关注焦点将是能提供用户哪些服务，如系统存储视频空间的多少，系统的最大服务能力，提供什么查询服务等等。NVR产品和存储产品完全融合，呈现“虚拟化”和“云”的特征。以诺基亚手机的衰落和Google手机、Apple手机的兴起来比喻DVR和NVR过渡，笔者认为最为恰当，诺基亚手机的衰落是因为在网络化的环境下，用户购买的是移动互联网带来的服务，而不仅是能接打电话、玩单机游戏的一款硬件产品。在新的环境下，传统商业模式完全被颠覆。

　　下文将从NVR需求的角度来讨论DVR到NVR的变化。

　　NVR需求的变化

　　NVR的网络带宽

　　DVR时代每路视频码流的带宽512K-2M之间，每台DVR最大支持16路D1的编码，单台DVR网络带宽达到40Mbps就能满足应用需要。在这样的需求下，ARM为主的SoC占据了市场的主流，在单芯片方案上实现了主控处理、视频编解码的功能，产品功耗低、性能稳定、性价比高。因为具备上述优点，嵌入式DVR在短短几年时间里就成了市场的主流。

　　与NVR时代相对应的是高清摄像机时代，每路高清摄像机的码流在4-10Mbps之间，假设主流市场16路高清接入的NVR替代16路D1 DVR的市场，因为每台NVR接收和发送数字视频都需要用到网络，所以每台NVR的网络双向带宽需求为320Mbps(接入16路，转发16路)。这时候以ARM为核心的SoC完全不能胜任，即使行业内即将推出的最新视频专用SoC承担这样的任务也很吃力。高清摄像机的应用带来了更多新的需求，NVR除覆盖DVR的需求外，新的需求使NVR从功能上更像是DVR+流媒体服务器，对带宽的要求也更高了。

　　NVR的存储带宽

　　一台16路DVR存储所需要的硬盘带宽为4MB，所以在嵌入式DVR上大量使用了SiliconImage SiI3114 PCI转4口SATA芯片和JMicron JMB391 SATA PM(Port Multiplier)芯片，这样的芯片完全可以满足存储带宽的需要。

　　一台16路NVR存储所需要的硬盘带宽是20MB，虽然看起来也不大，但是连续大容量存取高清码流给硬盘带来的IO压力和DVR根本就不是一回事，DVR时代所使用的SATA芯片根本不能满足使用需要。

　　NVR的海量数据及数据冗余

　　国内的“平安城市”建设已经在大量使用高清摄像机，目前已经出现了许多存储容量PB级别的视频监控项目，在这样的项目里，NVR已经和传统的存储产品融为一体，NVR即存储，存储即NVR。视频监控的海量数据被称为“Big Data”，对视频监控存储的海量数据的处理已经成为目前最前沿的研究领域。

　　大型项目的海量视频数据存储已经不是单体NVR的概念，NVR和SAN(Storage Area Network)有机结合在一起。对于技术工程师来讲，配置NVR的时候不能再把视频流按照每个物理硬盘进行分配，因为每台NVR可能有上百块硬盘，因为用户可能随时要扩容，增加摄像机数量或者增加录像天数;对于用户来讲，不再关心使用多少台设备，而是关心系统能满足多少只摄像机、NVR能够存储多少天、预留了多少扩容空间、是否支持在线扩容、是否支持数据备份/容灾能力等。

　　融合了存储技术的NVR产品，作为高端设备出现在大型项目上，专门满足PB级别海量数据的存储需求。在高端NVR里大量使用了存储虚拟化技术和数据冗余技术。目前高端NVR的主流技术是基于Raid数据保护技术和LVM的虚拟化存储技术;随着“平安城市”过渡到“智慧城市”，智能分析被大量应用并提供公共服务的情况下，高端NVR将使用以并行计算为核心的云计算技术和以分布式文件系统为核心的云存储技术。

　　集群NVR

　　高端NVR的产品形态在未来将以集群方式出现，采用中间件架构融合了流媒体技术、分布式及存储技术，给上层提供流媒体分发服务、流媒体存储服务、流媒体点播服务、事件服务等应用。

　　集群NVR的出现是网络高度发达和海量数据存储需求的必然结果，采用虚拟化技术，实现了流媒体的负载均衡和视频数据的分布式存储，用户所需要的服务在集群内提供，并根据所需要的资源情况进行动态分配。

　　集群NVR 体现了NVR 从产品向服务的转变，在经历了建设国内多个大型“平安城市”项目后，为了解决大型系统的稳定性，某公司对PVG 系统进行了服务拆分，前端接入、流媒体转发、视频存储、视频点播等核心功能拆分为独立服务，服务为松耦合的关系，任何一个服务的失败都不会影响其它服务，系统的健壮性得到了很大提高。PVG服务拆分后，对外的接入也使用独立接入服务来实现，这样的变化是由需求带来的，实际上代表了“平安城市”从纯粹的信息化建设向运营过渡，技术的发展为新的商业模式提供了基础。该PVG 系统核心功能服务组件化(NVR 产品采用相同的核心服务)是需求推动的结果，是产品向服务转变的一个实例。

　　云存储和云查询

　　海量数据的存储需求其实就是时下流行的云存储概念，使用NVR的集群技术作为基础搭建的海量数据存储系统，可称为音视频云存储系统，在此基础上的各种新型的智能高效查询服务可以称为云查询。

　　云存储是以NVR为硬件基础，使用软件分布式技术搭建的一个虚拟存储服务，此方式的具体工作NVR硬件对用户透明，用户提出存储需求，云存储服务系统满足需求。此系统具有高性价比、高容错性、服务能力几乎可以无限伸缩。在云存储系统里面的单机NVR，对其可靠性要求很低，因此我们可以使用大量廉价的NVR硬件(不带RAID功能)来搭建系统。由此大量减少了硬件成本。由于数据IO吞吐处理被分散到了很多单机上，对单机的处理器、硬盘IO的能力要求也可变得很低，进一步降低硬件成本。另外，由于云管理系统做了大量的智能管理工作，将使得安装维护变得更容易。

　　云查询就是音视频云存储系统里的云计算，由于数据是分散存储在各个单机节点上，故大量的查询可以是并行的，使得可以实现一些以前很难做到的密集型计算的查询应用，如视频内容检索，历史视频智能分析等。

　　云软件开发模式使用强大的分布式中间件平台，其开发难度可大大降低。例如，由某公司开发的分布式平台就是一款云开发的利器，它高效、易学易用、能力强大、跨平台和编程语言，内置了很多分布式开发的基本特性。

　　未来几年中国的家庭宽带将升级到光纤入户，企业数据网络将升级到万兆网，在网络化高度发达的大背景下，IT行业正在改变传统的IT资源拥有模式。安防行业在完全融入IT的背景下，行业发展和IT行业的发展趋势是一致的，IT行业的主流趋势是资源正在向可运营、可服务的方向发展。视频监控在智能分析成熟后真正具备了运营的价值，海量存储的视频数据会产生巨大的价值。市场在DVR向NVR转变的过程中，在NVR产品成熟的过程中，任何一个厂商忽视NVR的本质变化，无论过去多么辉煌，都会成为明日黄花。