主頁(yè)（http://www.130131.com）：初志科技視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)解決方案解析

　　雖然出于經(jīng)濟(jì)性考慮，視頻監(jiān)控應(yīng)用中高清監(jiān)控視頻壓縮率會(huì)比較高，目前720P高清視頻攝像資料每小時(shí)視頻錄像可壓縮到3GB左右容量，但由于采集的是高清視頻，而一般的監(jiān)控系統(tǒng)攝像路數(shù)都是幾十路甚至擴(kuò)展到上百路以上，所以這種應(yīng)用將需要更多的存儲(chǔ)設(shè)備和更大的存儲(chǔ)容量。以此為例，按半個(gè)月保存時(shí)間要求計(jì)算，我們可以得到這樣一個(gè)數(shù)據(jù)：

　　3GB/小時(shí)*24小時(shí)*15天*1路=1080GB

　　每存儲(chǔ)一路視頻需要1080GB以上的凈容量，那么計(jì)算一個(gè)擁有200路高清視頻攝像，需要保存15天的監(jiān)控系統(tǒng)所需的最少存儲(chǔ)容量是216TB,考慮到全局?jǐn)?shù)據(jù)冗余度,未來(lái)數(shù)據(jù)膨脹,以及數(shù)據(jù)自動(dòng)恢復(fù)等,系統(tǒng)設(shè)計(jì)至少220TB的存儲(chǔ)。

　　視頻采集過(guò)程中，視頻文件格式一般都不會(huì)發(fā)生變化，且碼率保持恒定，視頻圖像的幀率一般為25幀/S，也就是說(shuō)在存儲(chǔ)的讀寫操作中，必須保證存儲(chǔ)的高帶寬，否則圖像采集或回放就會(huì)出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)在高并發(fā)IO的情況下不僅要求在高并發(fā)IO的情況下帶寬大，還要求帶寬穩(wěn)定。

　　數(shù)據(jù)讀寫操作的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。由于攝像頭一般都是7*24小時(shí)工作的，所以數(shù)據(jù)寫入操作的持續(xù)時(shí)間也是7*24小時(shí)不間斷的，后期回放時(shí)也需要在7*24小時(shí)內(nèi)都能夠及時(shí)獲取數(shù)據(jù)。因此要求存儲(chǔ)系統(tǒng)在硬盤損壞，甚至存儲(chǔ)某些節(jié)點(diǎn)宕機(jī)的情況下，能夠保持7*24小時(shí)不間斷穩(wěn)定運(yùn)行。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有攝像頭數(shù)量多，視頻圖像存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)，因此存儲(chǔ)容量需求巨大，且隨著圖像存儲(chǔ)時(shí)間的增加，存儲(chǔ)容量需求呈線性的、爆炸性的增長(zhǎng)。因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲(chǔ)必須支持大容量，且容量具有高擴(kuò)展性，滿足長(zhǎng)時(shí)間大容量視頻圖像存儲(chǔ)的需求。

　　基于CZSS集群存儲(chǔ)系統(tǒng)的解決方案

CZSS存儲(chǔ)系統(tǒng)拓?fù)鋱D

　　【方案說(shuō)明】

　　如上圖所示，視頻監(jiān)控?cái)z像頭通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)將拍攝的視頻流發(fā)送到視頻監(jiān)控服務(wù)器上，視頻監(jiān)控服務(wù)器再通過(guò)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部告訴網(wǎng)絡(luò)將攝像頭發(fā)回的視頻信息寫入到由元數(shù)據(jù)服務(wù)器集群和存儲(chǔ)服務(wù)器集群組成的CZSS共享虛擬文件存儲(chǔ)池上。用戶則通過(guò)回放服務(wù)器訪問(wèn)CZSS上存放的視頻信息。

　　CZSS存儲(chǔ)架構(gòu)與傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)性能對(duì)比

　　2008年10月在中影集團(tuán)機(jī)房?jī)?nèi)利用相同的硬件環(huán)境對(duì)CZSS存儲(chǔ)架構(gòu)和傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)分別做了性能測(cè)試，用iozone工具測(cè)試存儲(chǔ)架構(gòu)的并發(fā)IO性能。

　　如上圖所示，CZSS存儲(chǔ)架構(gòu)與傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)相比較，并發(fā)寫性能高約30%，并發(fā)讀性能高約10%。

　　傳統(tǒng)類型的存儲(chǔ)架構(gòu)，每1TB硬盤的I/O平均讀寫速度最高能達(dá)到15-20MB/s，以60TB為例整個(gè)存儲(chǔ)架構(gòu)的I/0并發(fā)讀寫速度僅能達(dá)到0.9-1.5GB/s，無(wú)法滿足高并發(fā)性的要求。而CZSS存儲(chǔ)系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)意義上的以硬盤為單位的I/O讀寫速度的瓶頸，采用了高效的文件管理機(jī)制，以節(jié)點(diǎn)為整個(gè)系統(tǒng)I/O讀寫的計(jì)算單位，同樣60TB，CZSS系統(tǒng)大約需要10個(gè)節(jié)點(diǎn)(10臺(tái)存儲(chǔ)單元)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的讀寫速度為300MB/s以上，故并發(fā)讀寫速度可達(dá)到3GB/s以上，極大地滿足了用戶對(duì)于系統(tǒng)高并發(fā)性的要求。

　　 而且在傳統(tǒng)存儲(chǔ)測(cè)試過(guò)程中在做并發(fā)讀寫的時(shí)候，在客戶端無(wú)法對(duì)傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)掛載目錄進(jìn)行l(wèi)s(查看目錄中的文件)操作，即傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)在有負(fù)載的情況下無(wú)法查看其中的數(shù)據(jù)，這樣使得在系統(tǒng)在有任務(wù)時(shí)，就無(wú)法取出存儲(chǔ)在傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)中的結(jié)果數(shù)據(jù)。這種現(xiàn)象說(shuō)明傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)的元數(shù)據(jù)處理能力很低，在有大量文件的情況下會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法提供服務(wù)。

　　傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)的軟件在客戶端請(qǐng)求數(shù)較多時(shí)，元數(shù)據(jù)類操作將失去響應(yīng)。此時(shí)所有的客戶端將無(wú)法執(zhí)行打開(kāi)文件夾、查詢文件類的操作，這樣，所有的桌面客戶端都將失去響應(yīng)，制作工作將完全無(wú)法進(jìn)行。而CZSS的存儲(chǔ)軟件沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。

　　在同等硬件條件下，集群系統(tǒng)軟件的IO帶寬比傳統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)軟件要高出30%。投資成本降低了40%以上。