【安防知识网】安防监控技术发展到今天已经经历了三个阶段：模拟化、数字化、网络化。网络监控的诞生解决了传统监控远程传输效果的难题，也改变了传统的连接方式，使其更简单、更便捷，但同时衍生了更庞大的存储需求和更高的带宽要求。与之相适应，监控数据存储也经历了多个阶段：VCR模拟数据存储、DVR数字存储，到现在的集中网络存储，以及近期出现的云存储。

　　监控云存储的出现，突破了传统存储方式的性能和容量瓶颈，使云存储提供商能够联结网络中大量各种不同类型的存储设备形成异常强大的存储能力，实现性能与容量的线性扩展，让海量数据的存储成为了可能。系统的建设者只需要考虑摄像头和编码器等前端设备，为每一个编码器、IP摄像头分配一个带宽足够的接入网链路，通过接入网络与云存储系统连接，实时的视频图像就可以很方便地保存到云存储中，并通过视频监控平台管理软件实现图像的管理和调用。从而让企业拥有相当于整片云的存储能力，成功解决视频存储海量的难题。随着视频监控的网络化的发展，需要存储和管理的视频数据量日益成为海量，云存储技术是突破IP高清监控存储瓶颈的重要手段。云存储技术在安防监控行业的发展上有着巨大的应用前景。

　　一、视频监控图像存储的特点与要求

　　视频监控系统的主要特点是图像信息量巨大，要求具有足够的存储空间。硬盘录像机录像占用存储容量与图像质量、摄像机的路数、需要保存录像时间、录像机图像压缩比(这又与压缩采用的格式和图像变化情况有关)等因素有关。目前国内DVR多数采用的是简化的H.264或MPEG4压缩技术，在同等的图像质量，H.264的数据压缩比能比DVD系统中使用的MPEG-2高2～3倍，比老的MPEG-4高1.5～2倍。图像质量是CIF水平时，采用H.264技术，硬盘消耗率大约为100M/路•小时，16路硬盘录像机1TB的硬盘大约能连续录像26天。以目前高清最基本的720P效果为例，正常录像需要的硬盘容量大约为4G~8G/路•小时，出于经济性考虑，降低每小时视频录像可压缩到3GB左右容量。以此为例，按一个月保存时间计算，8路监控大约17T(17000G)容量左右。那么可以试想一下，如果需要几百、上千路这样的高清监控，如此庞大的视频文件，有如潮水般的冲击着存储系统，对存储设备的容量，读写性能、可靠性提出了更高要求。

　　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。在电信级别的数字化监控系统中，对于数据存储系统的要求，一般说来要满足六个方面的要求。

　　1、电信级数字监控系统的重要特点之一是大量集中的数据存储和分散化的前端应用。因此，存储系统必须具有较强的数据传输能力，否则将会影响数据存储和利用的效率。

　　2、海量数据存储需求和快速的增长变化的特点，要求存储系统在必须能够满足电信级别数据监控的海量存储要求外，同时又必须具备良好的扩展性能，应对数据量飞速增长对于存储空间扩大的需求。

　　3、由于监控系统一般要求实时的录像输入，所以这种实时录像输入对盘阵的数据写能力提出了较高的要求，否则在写速度达不到要求的情况下，数据大量集中在缓存中，最终将会导致缓存数据溢出以致主机死机。

　　4、监控录像需要在间隔一段时间后对数据进行删除，在数据删除后，会有一定时间的间隔数据不能立即写入，这时候数据都是保存在缓存里，较大的缓存可以保证更多的数据滞留在缓存中，等待向硬盘空间的重新写入。

　　5、随时可能出现的监控录像调用和检索的要求，有时甚至是多个用户的同时调用要求。

　　6、电信级庞大的存储需求决定了对存储良好管理性的要求。简单有序的管理性可以帮助用户降低运营维护的成本，同时也是系统稳定性的重要保障。对于电信级别系统而言，良好的稳定性是必需的，如果缺乏稳定性，则会给众多用户带来巨大困扰，甚至带来巨大的损失。

　　作为图像数据和报警事件记录的载体，存储的重要性是不言而喻的，当前，存储已不仅是一个设备而已，而是已经升华到了一个解决方案平台的地步。大容量的存储系统并不是存储设备的简单堆积，更需要解决存储机制的完备性、存储标准以及在时间(存储数据处理速度)和空间(存储容量)上的可使用性等问题，还有大容量存储系统的可管理性要求。

　　二、存储技术在安防监控领域应用现状

　　目前监控存储市场主要存在以下几种存储技术：

　　1、DVR存储。DVR存储是目前最常见的一种存储模式，编解码器设备直接挂接硬盘，目前最多可直接带8个硬盘。由于编译码设备性能的限制，一般采用硬盘顺序写入的模式，没有应用RAID冗余技术来实现对数据的保护。随着硬盘容量的不断增大，单片硬盘故障导致关键数据丢失的几率在同步增长，且DVR性能的局限性也影响了图像数据的共享及分析。DVR的设计思路是基于本地小系统、非联网环境的，业务是本地终结的系统。混合DVR(Hybird DVR)是同时支持编解码器和IP设备，如网络摄像机接入的一种变型DVR。这种DVR的存储方式与普通DVR是相同的。

　　2、NVR存储。NVR(Network Video Recorder，网络视频录像机)是近两年中国安防市场上逐渐兴起的一种产品形态，在视频监控系统中，NVR是模拟录像机和硬盘录像机的升级换代产品，是在原来DVR基础上实现的免除窗口操作系统和计算机配合的单机独立操作设备。由于NVR采取高度集成化的芯片技术，拥有先进的数字化录像、存储和重放功能，无需计算机配合和日常维护，因此，能够实现较高分辨率(可达到D1分辨率)、高质量实时监控，并且简单易用。简单来说，NVR系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，通过NVR设备上的网络接口，以IP包的形式在网络上传输，在DVR的基础上，实现了系统的网络化。NVR是基于大系统、联网设计的，业务可能是“数据中心”化的，而管理是基于控制台的思路，如果需要，这种系统也可以采用网络存储进行备份。

　　3、编码器外挂存储设备直连存储。通过编解码器的外部存储接口连接，主要采用SATA、USB、iSCSI和NAS等存储协定扩展。这种方式可以实现编解码器容量的再扩展，适合于中小规模的部署，监控视频数据通过RAID技术在可靠性上得到了一定保证。其中SATA/USB模式采用的直连方式，不能共享并且扩展能力较低。IP网络(iSCSI和NAS)方式下具有更好的扩展能力和共享能力。由于数据的直接写入，减少了服务器中转这一环节，在性能提升的同时也节省了用户的投资，但是这种方式在进行数据的转发和检索时容易在转发这一环节出现很大瓶颈，且目前直写通常采用像NAS等存储方式，由于NAS自身的文件协议等原因，导致在多节点并发写入数据时效率不高。

　　4、集中管理存储。服务器连接前端编解码器，通过流媒体协议下载数据，然后存放到存储设备上。服务器和存储设备之间可以通过SAS、iSCSI、NAS、FC协议连接。集中存储方式适合于大中型平台的部署。集中存储方式中，IP连接模式(iSCSI)和FC连接模式有良好的扩展能力和可管理性，是目前采用较多的方式之一。从实际的部署和效果来讲，FC存储由于强大的性能和数据处理能力，在节点较多的监控环境里较为合适,而IP存储由于性能和扩展性的限制，在中小型应用中能具备更高的性价比。

　　随着一些专注于集群存储业务的厂商，比如Panasas、Isilon、龙存科技等在中国市场的快速发展，集群存储技术的应用会更加普及。虽然集群存储在处理非结构化数据方面优势十分明显，但从目前情况看，集群存储不太可能在短时间内完全取代传统的网络存储方式，SAN和NAS仍会有用武之地。

　　目前，VCR已经基本被完全取代;DVR存储价格便宜、技术成熟、使用方便，通过遥控器和键盘就可以操作，但是由于其可靠性和共享性较差，目前广泛应用于小规模、分布式系统中。随着监控规模的扩大，在DVR模式下出现了扩展存储模式，即编解码器外挂存储设备，主要采用SATA、USB、SCSI等存储协议扩展，适合于中小规模的部署，监控视频数据通过RAID技术在可靠性上得到了一定保证。但该模式一般是直连的，不能共享且扩展能力较低，不适合大规模数据存储。为满足大规模监控项目需求，SAN存储区域网络技术得以快速推广应用。SAN集中网络存储，即存储系统部署在视频存储服务器后面，服务器连接编解码器，通过存储协议下载数据，写到存储设备上。服务器和存储设备通过标准存储协议(SCSI、iSCSI、NAS、FC)连接，这种方式适合大中型监控系统。该方式中基于以太网存储模式(iSCSI、NAS)有更好的扩展能力和可管理性，可实现数据集中存储、空间统一管理共享，具备较高性价比。

　　随着安防监控技术与用户需求相结合的趋势愈加明显，在安防监控产品集成实施过程中，存储技术也必须不断适应安防监控的应用特点，不断的完善自己，存储产品和安防监控技术整合已经是大势所趋。监控云存储系统就是存储和监控相融合的产品，云存储在监控领域的应用正处于起步待发展的状态。

[nextpage]　　三、云存储及其特点

　　所谓“云模式”，就是“数据中心”模式形象化称呼。数据中心模式在IT领域经过若干年的发展后，核心思想是对信息的操作可以拆解为一段段，利用网络连接，将操作分布化，实现整个操作进程在本地和远端的灵活分配。如今几乎所有大型IT系统均已经数据中心化了，互联网本身则进一步为数据中心提供了最基本的物理载体。

　　云计算(Cloud Computing)是网格计算(Grid Computing)、分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)、效用计算(Utility Computing)、网络存储(Network Storage Technologies)、虚拟化(Virtualization)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS、PaaS、IaaS、MSP等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。

　　云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。

　　提到先进的存储技术就不能不讲到云存储。这是一种具有很大诱惑性的存储技术，云存储可以实现存储完全虚拟化，大大简化应用环节，节省客户建设成本，同时，提供更强的存储和共享功能。云状存储中所有设备对使用者完全透明，任何地方、任何被授权用户都可以通过一根接入线与云存储连接，进行空间与数据访问。用户无需关心存储设备型号、数量、网络结构、存储协议、应用接口等，应用简单透明。云存储对使用者来讲，不是指某一个具体的设备，而是指一个由许许多多个存储设备和服务器所构成的集合体。使用者使用云存储并不是使用某一个存储设备，而是使用整个云存储系统带来的一种数据访问服务。所以严格来讲，云存储不是存储，而是一种服务。

　　云存储的核心是应用软件与存储设备相结合，通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。与传统的存储设备相比，云存储不仅仅是一个硬件，而是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网、和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。各部分以存储设备为核心，通过应用软件来对外提供数据存储和业务访问服务。

　　另外，云存储更多的是应用。应用存储是一种在存储设备中集成了应用软件功能的存储设备，它不仅具有数据存储功能，还具有应用软件功能，可以看作是服务器和存储设备的集合体。应用存储技术的发展可以大量减少云存储中服务器的数量，从而降低系统建设成本，减少系统中由服务器造成单点故障和性能瓶颈，减少数据传输环节，提供系统性能和效率，保证整个系统的高效稳定运行。

　　云存储系统的结构模型由4层组成：存储层、基础管理层、应用接口层、访问层。

　　存储层是云存储最基础的部分。存储设备可以是FC光纤通道存储设备，可以是NAS和 iSCSI等IP存储设备，也可以是 SCSI或SAS等 DAS存储设备。云存储中的存储设备往往数量庞大且分布多不同地域，彼此之间通过广域网、互联网或者FC光纤通道网络连接在一起。存储设备之上是一个统一存储设备管理系统，可以实现存储设备的逻辑虚拟化管理、多链路冗余管理，以及硬件设备的状态监控和故障维护。

　　基础管理层是云存储最核心的部分，也是云存储中最难以实现的部分。基础管理层通过集群、分布式文件系统和网格计算等技术，实现云存储中多个存储设备之间的协同工作，使多个的存储设备可以对外提供同一种服务，并提供更大更强更好的数据访问性能。CDN内容分发系统、数据加密技术保证云存储中的数据不会被未授权的用户所访问，同时，通过各种数据备份和容灾技术和措施可以保证云存储中的数据不会丢失，保证云存储自身的安全和稳定。

　　应用接口层是云存储最灵活多变的部分。不同的云存储运营单位可以根据实际业务类型，开发不同的应用服务接口，提供不同的应用服务。比如视频监控应用平台、IPTV和视频点播应用平台、网络硬盘引用平台，远程数据备份应用平台等。

　　访问层也就是云存储系统的用户。任何一个授权用户都可以通过标准的公用应用接口来登录云存储系统，享受云存储服务。云存储运营单位不同，云存储提供的访问类型和访问手段也不同。

　　借助厂家提供的监控云存储服务，用户有望摆脱在硬件存储设备上的巨额投入，减少在系统维护上的人力支出，快速减轻财政压力，提升用户和厂家竞争力。届时，用户只需支付少量的储存费用，就能把超大容量的数据存在云端，并根据需要设置相关权限，随时随地共享给需要共享的人员，在减少数据传输的时间的同时，借助厂家更为出色的加密技术，避免传输过程中造成的丢包、泄密等事故的产生，全面保证数据的安全性。

　　四、网络视频监控系统需要云存储技术

　　安防行业的现状正处于从过去的非联网、分散化的形态向联网、数据中心化的形态演进中。因此云存储技术在安防领域的应用是很有前景的。

　　平安城市建设提出了监控系统的联网要求，许多厂商都开发了具有联网传输功能的DVR或NVR，以及具有网络存储架构的NAS (Network Attached Storage，网络附加存储)和SAN(Storage Area Network，存储网络)软硬件设备。NAS采用磁盘阵列和网络架构具有很大的存储容量，而SAN配合监控管理平台能够提供更大的存储空间，具有存储空间易于扩展、寻址灵活、可远距离传输数据、存储设备利用率高等特点，适合大型的集中式网络监控系统。IP SANs是目前视频监控存储市场的一个热点，而DVR在相当长的一段时间内会与其他的存储方式共存。

　　高清视频在经过不同的编码处理以后，依据码率不同而有不同的要求。一般码率在6-20Mb之间，压缩效率、压缩方式不同，所获得的最终文件大小约为3-10GB/小时，因此便产生了对于存储大容量的要求。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，按一个月保存时间要求计算，可以得到这样一个数据：3GB/小时×24小时×30天×1路=2.16T，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。

　　近两年来，电信和网通在全国各地建设了很多不同规模的“全球眼”、“宽视界”网络视频监控系统。“全球眼”或“宽视界”系统的终极目标是建设一个类似话音网络和数据服务网络一样的、遍布全国的视频监控系统，为所有用户提供远程的实时视频监控和视频回放功能，并通过服务来收取费用。但由于目前城市内部和城市之间网络条件限制，视频监控系统存储设备规模的限制，“全球眼”或“宽视界”一般只能在一个城市内部来建设。

　　假设我们有一个遍布全国的云存储系统，并在这个云存储系统中内嵌视频监控平台管理软件，建设“全球眼”或“宽视界”系统将会变成一件简单的事情。系统的建设者只需要考虑摄像头和编码器等前端设备，为每一个编码器、IP摄像头分配一个带宽足够的接入网链路，通过接入网与云存储系统连接，实时的视频图像就可以很方便地保存到云存储中，并通过视频监控平台管理软件实现图像的管理和调用。用户不仅可以通过电视墙或PC来监看图像信号，还可以通过手机来远程观看实时图像。同样，行业的大型网络监控系统也可以采用云存储系统。目前国内企业已经在这方面有所进展。

　　2010财年，浪潮集团提出云海战略，认为云计算能够有效地解决行业内数据共享，解决行业数据拥有者利用数据提供服务，实现数据活化的有效手段。浪潮存储在政府、能源、监控等海量存储需求增长明显的高端大客户中取得初步成果。针对监控、电子监察等实际政府应用，浪潮存储成为国内较早的具备IP直写能力，从前端摄像头到后端IP监控平台一体化解决方案提供商。

　　传统的计算平台和存储系统也许能同时支持几百个甚至数千个用户同时在线，但是云计算的规模是十几万个用户甚至更多，遇到这种情况，传统的平台产品无法提供有效支撑。伴随大容量数据高速增长所带来的数据容灾备份等难题也发生着从量变到质变的转变。基于此，浪潮存储在云海战略基础上提出数据及服务的DaaS概念，DaaS即Datadirectedasaservice，它升级了用户传统的由计算、传输、存储相分离的平台信息系统架构模式，采取以数据应用管理为核心的创新服务模式。这一模式是介于用户当前信息化建设的SaaS模式和未来信息化建设目标KaaS模式的一种中间服务模式。用户基于DaaS模式可以更好的以数据应用为核心来平衡业务快速增长的需求和IT建设滞后现状的矛盾。

　　今年10月21日,英特尔对外宣布向北京东方网力科技有限公司注资,该资金将用来帮助东方网力增强研发和生产能力,以便更好地推展其渠道和市场。据悉,根据双方达成的合作意向,英特尔将通过资金和技术的支持,全面支持东方网力的产品、方案创新和业务拓展。帮助东方网力基于英特尔至强及凌动平台,开发和优化新一代NVR、PVG视频监控管理平台和云存储产品和解决方案,并使东方网力的产品基于MeeGo开源操作系统和英特尔相关软件开发工具,提高从终端设备到服务器和云存储的应用创新能力。

[nextpage]　　五、云存储在视频监控系统中的应用前景

　　云存储已经成为未来存储发展的一种趋势。目前，云存储厂商正在将各类搜索、应用技术和云存储相结合，以便能够向企业提供一系列的数据服务，但是，未来云存储的发展趋势，主要还是要从安全性、便携性及数据访问等角度进行发展。

　　安全性。从云计算诞生，安全性一直是企业实施云计算首要考虑的问题之一，同样，在云存储方面，安全性通常是首要的商业考虑和技术考虑。许多用户对云存储的安全要求甚至高于它们自己的架构所能提供的安全水平。既便如此，面对如此高的不现实的安全要求，许多大型的可信赖的云存储厂商也在努力满足它们的要求，构建比多数企业数据中心安全得多的数据中心，并通过可与NSA(美国国家安全局)媲美的加密层和保护层来保护存储中的数据。

　　便携性。一些用户在考虑托管存储的时候还要考虑数据的便携性。一般情况下这是有保证的，一些大型服务提供商所提供的解决方案承诺其数据便携性可媲美最好的传统本地存储。有的云存储结合了强大的便携功能，可以将整个数据集传送到你所选择的任何媒介，甚至是专门的存储设备。

　　性能和可用性。过去的一些托管存储和远程存储总是存在着延迟时间过长的问题。同样互联网本身的特性就严重威胁服务的可用性。最新一代云存储已经有突破性的成就，体现在客户端或本地设备高速缓存，将最经常使用的数据保持在本地，从而有效地缓解互联网延迟问题。通过本地高速缓存，即使面临最严重的网络中断，这些设备也可以缓解延迟性问题。这些设备还可以让经常使用的数据看起来像本地存储那样快速反应。通过一个本地NAS网关，云存储甚至可以模仿中端NAS设备的可用性、性能和可视性，同时将数据予以远程保护，且这种数据保护水平只有少数企业才能做到。性能方面的另一个问题是，当数据变化率太高的时候，这些解决方案可能会消耗太多的互联网带宽，而且这可能会使你的云存储解决方案产生隐含成本。即使如此，厂商们仍将继续努力实现容量优化和WAN(广域网)优化，从而尽量减少数据传输延迟性。

　　数据访问。另一个常见的疑虑是如果执行大规模数据请求或数据恢复操作，那么云存储是否可提供足够的访问性。一些厂商可以将大量数据传输到任何类型的媒介，可将数据直接传送给企业，且其速度之快相当于复制粘贴操作。此外，一些厂商还可以提供一套组件，在完全本地化的系统上模仿云地址，让本地NAS网关设备继续正常运行而无需重新设置。如果大型厂商构建了更多的地区性设施，那么数据传输时间将更加缩短。更重要的是，即使你的本地数据发生了灾难性的损失，厂商们也可以将数据再重新传输

　　云存储可以实现存储完全虚拟化，大大简化应用，节省客户建设成本，同时提供更强的存储和共享功能，部分厂家针对监控提供专门的云存储系统，可以满足运营商及用户单位内部自建等不同需求。

　　随着安防监控技术与用户需求相结合的趋势愈加明显，在安防监控产品集成实施过程中，存储技术也必须不断适应安防监控的应用特点，不断的完善自己，存储产品和安防监控技术整合已经是大势所趋。监控云存储系统就是存储和监控相融合的产品也印证了这种发展趋势。

　　从当前看，安防业务的远程化、联网化是非常明确趋势。唯一问题在于视频监控作为安防领域主要分支，其数据量对网络带宽的消耗非常大，就当前而言恐怕还不完全具备数据中心化的条件。数据中心模式引入并逐渐主导安防产业的形态是必然的，但并不是全面的模仿互联网的“云计算”模型。安防领域的“数据中心模式”一定是有着其自身特点的，可能是集中+分布相结合，可能是物理分散、逻辑集中的模式。

　　结语

　　大规模联网监控的建设和高清监控的逐步普及，需要存储的海量视频数据有如潮水般的冲击着存储系统，不仅对存储设备的容量，读写性能、可靠提出了更高要求。监控云存储的出现，突破传统存储方式的性能和容量瓶颈，使云存储提供商能够联结网络中大量各种不同类型的存储设备形成异常强大的存储能力，实现性能与容量的线性扩展，让海量数据的存储成为了可能，从而让企业拥有相当于整片云的存储能力，成功解决存储难题。借助厂家提供的监控云存储服务，用户有望摆脱在硬件存储设备上的巨额投入，减少在系统维护上的人力支出，快速减轻财政压力。监控云存储的出现同时提升了用户和厂家的竞争力。

　　2010年11月20日，以科学发展观下的经济转型与公共服务为主题的“IT两会”在北京召开。工信部电子科技情报研究所所长、计算机世界传媒集团董事长李颖表示，以云计算、物联网、移动互联为代表的新一代信息技术已经成为战略性新兴产业。广泛的应用信息化技术，推动传统产业升级和优化是经济转型的重点。而在此过程中，我们的安防产业和信息化应用也将面临前所未有的机遇和挑战。未来的监控领域,云存储必将是最重要的技术之一。

　　视频监控作为安防领域主要分支，其数据量对网络带宽的消耗非常大，就当前而言恐怕还不完全具备数据中心化的条件，云存储技术在安防监控领域的应用还将走过一段较长的路程，但随着网络技术的飞速发展，影响其推广的障碍也会得到根本解决，云存储在监控领域将有美好的前景。