論"大數(shù)據(jù)"時代下的海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

　　作者：?？低?/a> 解洪國

　　摘要 ：隨著高清攝像機的快速普及和推廣，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，而相關(guān)法律的出臺(如《中華人民共和國反恐怖主義法》和《關(guān)于人民法院訴訟檔案保管期限的規(guī)定》規(guī)定資料長周期保存)又成為有力的市場推手，加速了數(shù)據(jù)的暴增程度，對海量存儲空間的需求為存儲廠商帶來了前所未有的良好機遇。如何解決大數(shù)據(jù)時代下的客戶對海量數(shù)據(jù)的長周期、分層存儲和快速查詢的訴求，是存儲廠商面臨的挑戰(zhàn)。

　　高清 、長周期 呈現(xiàn) 海量存儲需求

　　高清已經(jīng)在安防行業(yè)全面鋪開應(yīng)用。除了帶給用戶能夠看得更清的良好視覺感受外，對存儲容量的需求亦成幾何式增長。例如: 前端IPC有130W到500W像素,碼流也從有2Mbps到8Mbps，而一個130W像素,8Mbps碼流的前端， 錄像一個月就需要2531.3GB，數(shù)據(jù)量不可小覷。

　　存儲周期方面，現(xiàn)在也有了政府的有力推動。如《中華人民共和國反恐怖主義法》規(guī)定采集的視頻圖像數(shù)據(jù)保存周期不得少于90天;最高人民法院與國家檔案局聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于人民法院訴訟檔案保管期限的規(guī)定》更是規(guī)定：將法院訴訟檔案的保管期限分為永久、長期、短期三種，根據(jù)人民法院訴訟檔案的特點，凡屬本院審判活動形成的需要長遠利用的訴訟檔案，劃為永久保管。凡屬在相當長的時期內(nèi)需要查考使用的訴訟檔案，劃為長期保管，保管時間為60年。凡屬在相對較短的時期內(nèi)需要查考利用的訴訟檔案，劃為短期保管，保管時間為30年，可以想象，數(shù)據(jù)量非常之大。

　　對當前整個安防市場來講，特別是大公安、大交通、樓宇、司法監(jiān)所、金融、文教衛(wèi)、能源項目等行業(yè)迅猛發(fā)展，甲方客戶的需求及大集成商的存儲解決方案越來越傾向集中化。需要保存的數(shù)據(jù)也成線性增長.應(yīng)對如此巨大的數(shù)據(jù)量,數(shù)據(jù)存儲及客戶數(shù)據(jù)快速有效查詢就變得至關(guān)重要。?？狄恢本o跟行業(yè)發(fā)展方向，。致力于推出更符合用戶需求與行業(yè)需求的監(jiān)控/數(shù)據(jù)中心解決方案，

　　現(xiàn)有 的安防存儲模式

　　1.DVR/NVR前端本地 存儲

　　此種模式，一般應(yīng)用于實施較早項目，使用的是DVR/NVR前端本地存儲,隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨,采用了比較直接的方法,在DVR/NVR直接連接擴展柜來實現(xiàn)容量的擴容。原來系統(tǒng)及原數(shù)據(jù)保持不變。此種模式由于采用DVR/NVR存儲容量相對較小，況且DVR/NVR性能較低,信息孤島現(xiàn)象嚴重,無法滿足大數(shù)據(jù)需求。

　　2. 集中 存儲模式

　　客戶數(shù)據(jù)采用磁盤陣列模式?？梢圆捎迷诖鎯?jié)點后直接增加擴展柜的模式,隨著集群的推出也可以通過增加存儲節(jié)點來實現(xiàn)容量增加。相對于DVR/NVR模式,容量大大提升,并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中存儲，同時支持存儲節(jié)點間的故障的自動業(yè)務(wù)接管,最大程度上實現(xiàn)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性。但是隨著大數(shù)據(jù)的來臨,后續(xù)項目擴容時,需要人為配置設(shè)備的負載均衡。一臺存儲故障后導(dǎo)致設(shè)備存儲的數(shù)據(jù)部分中斷或者接管設(shè)備壓力較大，另外考慮到網(wǎng)絡(luò)延時，可能導(dǎo)致存儲數(shù)據(jù)不完整，數(shù)據(jù)獲取需要人為指定設(shè)備數(shù)據(jù)獲取，管理成本較高等。為了設(shè)備的負載均衡,空間的虛擬化設(shè)備易維護的問題,云存儲技術(shù)應(yīng)運而生。

　　3. 云存儲 模式

　　隨著云存儲技術(shù)普及.目前市面大體分為通用云存儲(文件云\集群NAS )和視頻云存儲。

　　通用 云存儲

　　通過軟件運用集群技術(shù)、虛擬化技術(shù)、分布式存儲技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能。

　　通用云存儲較傳統(tǒng)集中基本設(shè)備形態(tài)不變，故主要部件為：存儲服務(wù)器(元數(shù)據(jù)服務(wù)器)+磁盤陣列。

　　通用云存儲中許多都是通過優(yōu)化改造傳統(tǒng)IPSAN/NAS存儲而演化而來，其通過實現(xiàn)服務(wù)器和存儲設(shè)備集群化管理，存儲資源虛擬化，達到分布式數(shù)據(jù)存儲，因其內(nèi)部數(shù)據(jù)處理以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主。

　　工作模式：前端攝像機視頻數(shù)據(jù)流經(jīng)流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)到存儲管理服務(wù)器集群，最后在寫入指定的磁盤陣列。視頻數(shù)據(jù)需經(jīng)過流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)進入存儲服務(wù)器，一定流媒體故障，系統(tǒng)業(yè)務(wù)中斷，數(shù)據(jù)存在丟失風險。

　　通用云存儲可以實現(xiàn)存儲資源虛擬化，但虛擬化能力有限。通用云存儲以結(jié)構(gòu)化的文件系統(tǒng)存儲非結(jié)構(gòu)化視頻圖片數(shù)據(jù)，視頻存儲效率低。

　　基于以上幾點,通用云存儲產(chǎn)品當前都是面向全行業(yè)項目支持，主要作為一款存儲方案，即不對安防視頻應(yīng)用做應(yīng)用支撐.不太適合做安防視頻整體的解決方案。

　　安防 專用 的 視頻云存儲

　　基于云架構(gòu)進行開發(fā)，融合了集群應(yīng)用、負載均衡、虛擬化、云結(jié)構(gòu)化、離散存儲等技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)中各種不同類型的存儲設(shè)備，通過專業(yè)應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供視頻、圖片數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問服務(wù)。

　　視頻云存儲基本組成單元: 云存儲管理服務(wù)器、云存儲存儲節(jié)點、云存儲軟件。

　　視頻監(jiān)控平臺根據(jù)業(yè)務(wù)需求為各前端攝像機下發(fā)錄像計劃，視頻云存儲系統(tǒng)根據(jù)當前系統(tǒng)內(nèi)的業(yè)務(wù)負載情況分配具體的存儲空間，前端攝像機推送視頻數(shù)據(jù)流直寫到分配的存儲設(shè)備上。視頻云存儲數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議支持主流的流媒體協(xié)議(如RTSP/ONVIF/PSIA等)和GB/T28181規(guī)范;支持平臺直接調(diào)取，架構(gòu)簡化而開放，空間自我管理，可獨立組網(wǎng)。

　　對于通用云存儲,視頻云存儲優(yōu)勢如下

　　Ø 相在大型視頻監(jiān)控項目中，視頻云存儲在視頻/圖片存儲效率優(yōu)于通用云存儲。

　　Ø 在項目預(yù)算中，視頻云存儲較通用云存儲能節(jié)省部分服務(wù)器投入，有成本優(yōu)勢。

　　Ø 視頻云存儲是專門針對視頻安防行業(yè)的高效安全穩(wěn)定的后端存儲解決方案，所以可以支撐大量的視頻功能應(yīng)用，這個也是通用云存儲所不具備的。

　　視頻云存儲特點如下:

　　1) 高效靈活的空間管理

　　Ø 對存儲資源進行虛擬化整合，提高用戶管理效率;

　　Ø 支持存儲資源的在線擴展，實現(xiàn)容量與性能的線性增長;

　　Ø 虛擬空間可靈活調(diào)整，不但能擴大，同樣能縮小;后續(xù)產(chǎn)品只需要增加存儲節(jié)點就能完成容量升級

　　2) 海量數(shù)據(jù)的快速檢索

　　Ø 采用一體化索引設(shè)計，大大提高了查找速度;

　　Ø 深化視頻、圖片的應(yīng)用設(shè)計，支持I幀信息快速讀取;

　　3) 持續(xù)可靠的數(shù)據(jù)服務(wù)

　　Ø 提供7X24小時不間斷高效可持續(xù)的數(shù)據(jù)服務(wù)，充分保護數(shù)據(jù)安全和可靠性;

　　Ø 采用全集群化設(shè)計，性能全面提升，設(shè)備壓力負載均衡，單/多點故障，錄像業(yè)務(wù)不中斷;

　　Ø 數(shù)據(jù)存儲采用離散存儲算法，提供系統(tǒng)級高效、穩(wěn)定存取服務(wù);

　　4) 高可擴展的應(yīng)用支撐

　　Ø 系統(tǒng)的高性能設(shè)計，能夠并發(fā)服務(wù)以滿足視頻數(shù)據(jù)的高速讀取需求。

　　Ø 采用流式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，面向視頻、圖片數(shù)據(jù)而設(shè)計，滿足視頻數(shù)據(jù)的持續(xù)寫入;

　　Ø 深入開發(fā)視頻錄像的專業(yè)化應(yīng)用設(shè)計，優(yōu)化了應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量;

　　5) 開放透明的兼容系統(tǒng)

　　Ø 統(tǒng)一開放的應(yīng)用功能接口，由上層業(yè)務(wù)平臺直接調(diào)用;

　　Ø 數(shù)據(jù)存儲采用離散存儲算法，提供系統(tǒng)級高效、穩(wěn)定存取服務(wù);

　　6) 高可擴展的應(yīng)用支撐

　　Ø 系統(tǒng)的高性能設(shè)計，能夠并發(fā)服務(wù)以滿足視頻數(shù)據(jù)的高速讀取需求。

　　Ø 采用流式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，面向視頻、圖片數(shù)據(jù)而設(shè)計，滿足視頻數(shù)據(jù)的持續(xù)寫入;

　　Ø 深入開發(fā)視頻錄像的專業(yè)化應(yīng)用設(shè)計，優(yōu)化了應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量;

　　7) 開放透明的兼容系統(tǒng)

　　Ø 統(tǒng)一開放的應(yīng)用功能接口，由上層業(yè)務(wù)平臺直接調(diào)用;

　　Ø 采用的是標準設(shè)備兼容模式，支持標準IP SAN、FC SAN存儲設(shè)備的接入;

　　Ø 目前需要存儲容量不斷增加,客戶要求數(shù)據(jù)存儲周期越來越長,帶庫和云存儲融合方案慢慢呈現(xiàn)在客戶面前。

　　4 .視頻云+帶庫

　　長周期數(shù)據(jù)云存儲+帶庫方案：致力于解決重要數(shù)據(jù)的歸檔備份，數(shù)據(jù)快速提取。存儲組成緩存存儲系統(tǒng)，提供足夠的存儲空間滿足熱數(shù)據(jù)及備份數(shù)據(jù)的容量需求，結(jié)合專業(yè)的備份軟件和磁帶庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)的在線和離線備份云存儲系統(tǒng)統(tǒng)一管理冷熱數(shù)據(jù)存儲及狀態(tài)切換，提供對熱數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)碼、壓縮等豐富的功能應(yīng)用。同時完全繼承傳統(tǒng)云存儲虛擬化資源分配、離散存儲、在線擴容、集群容災(zāi),兼容第三方存儲等云存儲特性

　　方案中所有存儲設(shè)備均可設(shè)計為冗余連接，在滿足用戶存儲需求的同時，兼顧整個系統(tǒng)的存儲性能和安全性。

　　系統(tǒng)功能簡介;

　　Ø 業(yè)務(wù)層面

　　支持實時視頻流、視頻文件、圖片、普通文件混合存儲;支持對數(shù)據(jù)自定義歸檔存儲，同時保存熱數(shù)據(jù)及歸檔數(shù)據(jù);將客戶經(jīng)常使用的視頻圖片及文件存入熱數(shù)據(jù)存儲資源池;把客戶訪問頻率不高的視頻視頻文件、圖片、普通文件且需要長周期存儲的數(shù)據(jù)存入冷數(shù)據(jù)存儲資源池.冷熱數(shù)據(jù)資料可以通過管理軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)遷移.數(shù)據(jù)歸檔和遷移時可以按照文件時間、文件大小、各級存儲的位置、文件的歷史版本、存根信息等進行策略定制，實現(xiàn)基于策略的數(shù)據(jù)歸檔和遷移

　　Ø 數(shù)據(jù)高可靠性保障系統(tǒng)

　　帶庫方案是基于目前穩(wěn)定的存儲系統(tǒng)架構(gòu)，采用成熟穩(wěn)定的硬件，可以保障系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行。系統(tǒng)的管理軟件具有報警措施，控制軟件發(fā)現(xiàn)軟硬件異常時，通過多種方式進行報警。管理軟件包括快照和克隆的功能，可以使所管理的數(shù)據(jù)回滾到原來某一時刻的狀態(tài)，防止用戶錯誤操作帶來的數(shù)據(jù)丟失。同時通過存儲管理軟件實現(xiàn)備份功能。

　　Ø 高安全數(shù)據(jù)存儲

　　系統(tǒng)通過用戶名、密碼、IP地址認證等認證方式，保證數(shù)據(jù)空間訪問權(quán)限的控制，保障數(shù)據(jù)不會被其他人惡意竊取或破壞。

　　方案中，根據(jù)客戶需求可以設(shè)定不同的登錄權(quán)限和讀寫操作權(quán)限，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性

　　存儲設(shè)備內(nèi)嵌WORM歸檔模塊，它是針對檔案類存儲提供的基于硬盤的寫一次，讀多次的存儲產(chǎn)品?？梢杂行Х乐龟P(guān)鍵文件數(shù)據(jù)被篡改。

　　Ø 高擴展的帶庫存儲

　　整個系統(tǒng)的存儲容量可以在不影響業(yè)務(wù)運行的情況下隨需采購磁帶擴展。存儲的性能也可以動態(tài)線性增加，通過增加驅(qū)動器的方式，拓寬整個系統(tǒng)的處理性能。

　　系統(tǒng)易擴展為遠程容災(zāi)存儲系統(tǒng)。系統(tǒng)是基于存儲和備份軟件結(jié)合，易于實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)傳輸;為以后擴展到其他地區(qū)，結(jié)合為一體的容災(zāi)存儲系統(tǒng)建立好的基礎(chǔ)條件。

　　Ø 科學有效的備份實現(xiàn)

　　日常需要備份的主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，可以用文件同步和文件備份功能實現(xiàn)。設(shè)定合理的備份策略, 盡可能利用非業(yè)務(wù)時間進行文件同步和備份,避免增加對應(yīng)用局域網(wǎng)的負載壓力。

　　采用專業(yè)的文件集中備份功和數(shù)據(jù)庫備份功能實現(xiàn)。不干擾用戶的局域網(wǎng)正常業(yè)務(wù)，達到LAN FREE效果。

　　Ø 較低的保存環(huán)境要求

　　磁帶是可移動介質(zhì)，可以異地離線保存，運輸方便，可以根據(jù)用戶需求在不同存放地點之間搬運，這對數(shù)據(jù)的安全來說是非常有利的，適合數(shù)據(jù)交換。離線磁帶不會受機械振動、電力變化等因素帶來對壽命的影響，對存放條件要求簡單。

　　通常情況下,性價比和高可用仍是企業(yè)或者個人選擇存儲系統(tǒng)最優(yōu)先考慮的兩大因素,此外存儲的易于部署和管理以及磁盤和閃存的緊密整合也是企業(yè)用戶評估存儲的重要考慮因素.隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨,企業(yè)會根據(jù)自身需求和預(yù)算來挑選適合自己的企業(yè)的解決方案。                 整體來說，目前云存儲發(fā)展最為迅猛, 以其遙遙領(lǐng)先的優(yōu)勢獨占鰲頭，必然會是未來大數(shù)據(jù)應(yīng)用的重點組成部分，同時數(shù)據(jù)分層、融合以及智能也將逐漸普及應(yīng)用，可以說，安防行業(yè)為了迎接大數(shù)據(jù)來臨，已經(jīng)做好了充足的準備。