視頻監(jiān)控存儲方式及容量計算

許中堂??

【摘要】數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)相比具有非常顯著的優(yōu)勢，但在設計和部署過程中仍然需要精心規(guī)劃，才能確保最高的經(jīng)濟性。在影響監(jiān)控數(shù)字錄像機 （SDVR） 系統(tǒng)價值的多個標準中，存儲方式及容量最為重要，也最經(jīng)常被誤解。

【關(guān)鍵詞】IP化；NVF；SAN；云存儲

Video surveillance storage and capacity calculation

Xu Zhong-tang

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】Digital video surveillance systems have a significant advantage over traditional analog systems， but they still need to be carefully planned in the design and deployment process to ensure the highest level of economics. In a number of standards that affect the value of a digital video recorder （SDVR） system， storage and capacity are the most important and often misunderstood.

【Key words】IP；NVF；SAN；Cloud storage

1. 前言

（1）隨著視頻監(jiān)控IP化的不斷推進，原有的模擬視頻監(jiān)控及模數(shù)混合組網(wǎng)的視頻監(jiān)控應用模式正在逐步被純IP化、全高清的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控所取代。前端分布式存儲產(chǎn)品也由DVR、HDVR（混合式DVR）逐步替換成NVR產(chǎn)品。NVF產(chǎn)品的技術(shù)成熟度已經(jīng)非常高，因此，市場競爭環(huán)境相當激烈（見圖1）。

圖1

（2）網(wǎng)絡視頻監(jiān)控存儲方案。

網(wǎng)絡視頻監(jiān)控存儲架構(gòu)總體要求存儲介質(zhì)物理上分散、管理策略上集中，數(shù)據(jù)邏輯上實現(xiàn)集中，能滿足視頻信息綜合利用的需求；存儲介質(zhì)物理上分散可以在統(tǒng)一管理的前提下降低維護成本。存儲架構(gòu)支持前端存儲和中心平臺存儲相結(jié)合的方式，支持DVR/DVS、DAS、NAS、IPSAN、FCSAN等多種存儲架構(gòu)的共存，并支持異構(gòu)存儲架構(gòu)的統(tǒng)一管理。

2. 存儲方式

存儲架構(gòu)支持三處同時實施存儲：平臺中心存儲（集中存儲、分布存儲）、前端存儲、客戶監(jiān)控中心存儲。主要的存儲方式有三種：前端分布式存儲、后端集中存儲和云存儲。

2.1前端分布式存儲。

采用NVR產(chǎn)品做前端分布式存儲主要有三類應用場景：一類是用戶組網(wǎng)需求為廣域網(wǎng)鏈路環(huán)境，鏈路帶寬很低；另外一類是關(guān)注于系統(tǒng)組網(wǎng)成本，希望采用低成本建設方案。第三類是整個系統(tǒng)視頻系統(tǒng)監(jiān)控點位少，組網(wǎng)規(guī)模小。可靈活擴展多種類型業(yè)務接口，適用于智能樓宇、教育、醫(yī)療、金融、電力等場所類監(jiān)控項目。

2.2后端集中存儲。

隨著IP網(wǎng)絡技術(shù)的不斷發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)開始從小型化的多點系統(tǒng)向大規(guī)模的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進化，進而推動視頻監(jiān)控存儲向集中化的方式演進。相對NVR的分布式存儲而言，后端集中存儲方式更加注重數(shù)據(jù)的集中保存、數(shù)據(jù)可靠性與統(tǒng)一管理維護，同時具有較好的容量擴展能力。因此后端集中存儲方式更適合大規(guī)模部署。集中存儲主要以SAN/NAS為主要代表，其中SAN因為其高性能、高穩(wěn)定性而被廣泛采用。SAN從產(chǎn)品形態(tài)和協(xié)議來區(qū)分主要又分為FC SAN和IP SAN。FC SAN產(chǎn)品延時小、可靠性高，但是建設成本也高很多，針對于視頻監(jiān)控的大容量存儲需求來說并不是非常合適，而IP SAN產(chǎn)品由于其互聯(lián)互通性高，管理維護簡單，建設成本相對低廉等優(yōu)勢為安防視頻監(jiān)控行業(yè)所廣泛采用。

2.3云存儲。

（1）日前安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)正朝著海量、超高清、智能化和融合應用的方向高速發(fā)展。這兒年，各行各業(yè)安防視頻監(jiān)控攝像頭的數(shù)量不斷增加。一個大學的平安校園建設，攝像機從1000個～3000個不等，一個規(guī)模中等城市的平安城市建設，攝像機數(shù)量可能超過1萬個。1000路的IOSOF視頻圖像存儲容量已經(jīng)達到了1個PB（4M碼率，24小時不間斷存儲30天），而1萬路的1080P視頻存儲容量超過了10個PB（4Mi碼率，24小時不間斷存儲30天），安防視頻監(jiān)控存儲已經(jīng)進入了存儲P時代。

（2）應需而生的云存儲技術(shù)則能夠很好的解決設備性能和存儲空間無法共享及利用、存儲設備統(tǒng)一管理問題。云存儲利用集群化、虛擬化、分布式文件系統(tǒng)等技術(shù)對整個系統(tǒng)內(nèi)的設備資源、帶寬資源、存儲空間資源等進行統(tǒng)一整合、從而為用戶提供大容量、高性能、高可靠的透明存儲服務。

（3）在云端的存儲新未來云存儲，這個炙手可熱的新一代存儲方式，牽動和行業(yè)神經(jīng)。提到先進的存儲技術(shù)就不能不講到云存儲。這是一種具有很大誘惑性的存儲技術(shù)，云存儲可以實現(xiàn)存儲完全虛擬化，大大簡化應用環(huán)節(jié)，節(jié)省客戶建設成本，同時，提供更強的存儲和共享功能。云狀存儲中所有設備對使用者完全透明，任何地方、任何被授權(quán)用戶都可以通過一根接入線與云存儲連接，進行空間與數(shù)據(jù)訪問。用戶無需關(guān)心存儲設備型號、數(shù)量、網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、存儲協(xié)議、應用接口等，應用簡單透明。云存儲對使用者來講，不是指某一個具體的設備，而是指一個由許許多多個存儲設備和服務器所構(gòu)成的集合體。使用者使用云存儲并不是使用某一個存儲設備，而是使用整個云存儲系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)訪問服務。所以嚴格來講，云存儲不是存儲，而是一種服務。可以說，云存儲是安防未來的主流，但目前國內(nèi)企業(yè)真正具備其技術(shù)的廠家較少，還有許多完善之處，特別是與大數(shù)據(jù)的結(jié)合應用。endprint

3. 容量計算

在傳統(tǒng)計算環(huán)境中，硬盤容量往往僅作為一個數(shù)量指標；存儲系統(tǒng)中可保存多少數(shù)據(jù)？由于需要 24×7 全天候運行的視頻流，所以為了在特定安全環(huán)境中提供卓越性能和最高效率，必須為這類系統(tǒng)配備充足的存儲容量，從而使下列三個基本視頻參數(shù)滿足要求：

3.1數(shù)量——視頻流的數(shù)量和持續(xù)時間。

3.2質(zhì)量——視頻流的圖像質(zhì)量，以幀分辨率（例如，1280×1024 像素）和幀速率 （fps） 表示。

3.3歸檔——視頻流儲存的時間長度。

每個監(jiān)控點所需的存儲容量可按以下公式計算：

錄像天數(shù)×24×60×60×錄像碼率（Mbps）/8=錄像容量（MB）

注意：硬盤實際容量和標稱容量是不一致的，并不同的廠商及批次都不同，一般留有10%的冗余。

考慮硬盤格式化容量損失，硬盤實際容量=說明容量×0.9（格式化損失），一共需要2.6T/0.9≈2.9T。

3.4實例介紹。

假設某監(jiān)控系統(tǒng)有9個監(jiān)控點，每個監(jiān)控點碼率：2Mbps，需要保存15天，則

單個監(jiān)控點需要的存儲容量：

15×24×60×60×2（Mbps）/8 = 324000MB = 316.4G

系統(tǒng)需要的磁盤容量為：

316.4G×9 = 2848G

經(jīng)過計算，此系統(tǒng)使用3T的實際存儲容量即可滿足需要

3.5硬盤錄像機硬盤容量計算遵循以下公式：

每小時錄像文件大小×每天錄像時間×硬盤錄像機路數(shù)×需要保存的天數(shù)

每小時錄像文件大小=碼流大小÷8×3600÷1024 單位：MB/小時 1G = 1024M

常見錄像格式的碼流大小：QCIF：256Kbps CIF：512Kbps DCIF：768Kbps

Half_D1：768Kbps 4CIF：1536Kbps Full_D1：2048Kbps 720P：3096Kbps

1080P：10240Kbps

一般CIF格式一路一小時 225MB，D1格式的一路一小時900MB，720P格式的一路一小時1360MB1080P格式的一路一小時4500MB

4. 結(jié)束語

隨著科技的進步，對于視頻業(yè)務的組網(wǎng)架構(gòu)、存儲方式、容量等在發(fā)生著變化。伴隨著海量信息的存儲，云存儲一定是最佳選擇。

參考文獻

[1]趙金明大數(shù)據(jù)時代的高清視頻監(jiān)控存儲《中國鐵路》， 2013 （4） ：81～82.

[2]任廣杰 ，馮傳濱網(wǎng)絡視頻監(jiān)控存儲類型解析《電信技術(shù)》， 2011 ， 1 （5） ：87～92.

[3]吳賢民解析高清監(jiān)控的三種存儲方式《萬方數(shù)據(jù)》， 2016-05-16.

[4]視頻監(jiān)控存儲技術(shù)進化史.endprint