编者按：数字化视频监控涉及到海量录像采集、存储和是使用分析的过程。随着视频监控的不断发展，视频数字化、传输网络化、系统集成化、管理职能化，传统的视频安防系统逐步向IT化靠近，在这必然的市场趋势中，作为整个系统中后端，作为录像储存的部件和提供视频原件的存储设备成为了整个系统的关键。

数字化视频监控涉及到海量录像采集、存储和是使用分析的过程。随着视频监控的不断发展，视频数字化、传输网络化、系统集成化、管理职能化，传统的视频安防系统逐步向IT化靠近，在这必然的市场趋势中，作为整个系统中后端，作为录像储存的部件和提供视频原件的存储设备成为了整个系统的关键。

纵观视频监控衍变的历史，不难发现，DVR在视频监控从模拟向数字化发展的进程中，扮演了极其重要的角色， DVR开创了数字监控时代。而随着视频监控网络化的兴起，NVR兴起及应用，被称之为DVR的替代和终结。为满足网络监控的需求，以NVR产品形态为主的视频储存产品应运而生，视频存储设备是整个视频监控系统的基石，选择稳固可靠产品，无疑会大大提升整个监控系统的负载和吞吐能力，同时也适应高清和智能监控的需要。

但是时至今日，视频监控市场的发展并不是单纯的线性发展，不仅前段的摄像机，而且中后端的存储和处理单元都呈现出日新月异的突飞猛进，尤其从标清到高清，从简单的视频监控到视频智能分析处理。此外，高清监控所带来的海量高清数据的传输、存储以及分析处理不仅对整个监控系统的产品技术应用要求更高，而且系统成本的压力也十分巨大。

这些都成为高清、智能监控大规模普及的重大市场障碍。在安防IT化的大趋势下，借助于IT行业的先进技术必是一种行之有效的重要手段。

流媒体服务器转存的架构组成

传统的视频监控厂商的系统架构以流媒体转存的方式为主，其中流媒体服务器是视频业务的重要模块，流媒体服务器通常包括三个主要功能模块：信令处理模块、视频流发送模块和视频文件存储模块。

信令处理模块

负责与客户端进行信令的交互，主流的信令协议有：RTSP、MMS等，护短通过信令协议向流媒体服务器发出交互请求。

视频流发送模块

发送模块顾名思义是负责视频流发送，但却是流媒体架构中最新和的模块，主流的监控厂商一般都支持TS(传输流)和RTP(实时协议)两种数据包封装的方式。并且在传输协议中，会大量的消耗设备硬件的资源，所以单台流媒体服务器的发送能力有限和其硬件的处理能力密切相关。

视频文件存储模块

流媒体架构下的视频的存储以文件的形式展现，通常以OS的文件系统为主，以10～30分钟打包一个录像文件为主，所有的录像由一个个不同时间段的文件组成，一定时间后，删除文件，再覆盖写入新的时间点文件。

视频监控存储特点

视频监控存储最主要的功能是通过网络接收网络摄像机、视频编码器等设备传输的数字视频码流，并进行存储、管理。

1) 长时间的录像读写操作

监控系统里普遍要求摄像头设置为7×24小时的不间断工作， 不漏任何时间段录像，方便后续的录像回放或取证工作。

2) 恒定码流

多媒体处理技术和影像压缩芯片技术的快速发展，已经将监控带入了数字高清的领域，前端编码由CIF、4CIF、D1、720P、1080P不断的演进和发展，主流的IP摄像机厂商已经切换到数字高清。

3) 多点接入

接入的点位数和系统的整体规模密切相关，

小型的商业连锁预计在16路接入能力；

小型企业的的接入点数预计在32～64路；

中型企业或楼宇规模约在128～512路之间；

以智慧城市为目前的城市监控联网建议的接入点位在1024点位以上。

业界主流的视频监控仍以流媒体转存的架构为主，其中的存储模块多和流媒体服务器捆绑，在512路以上的监控系统里，通常采用标准的IPSAN或NAS或DAS设备。

• 数据读写模型的巨大差异

通常的数据中心的应用系统中配套的存储设备，以SAN、NAS的产品形态出现，通过iSCSI或FC或CIF/NIFS等协议进行数据的传输。且传输以8-16K大小的数据块为主，数据以随机性为主，以小数据块的随机读写为主要数据模型。

视频监控系统同录像的采集时间通常在15天及其以上，且码流为2～6M为主，数据模型以恒定大码流、多点监控、循环覆盖写为主要特征，故而数据的读写模型和普通的数据存储模式有非常大的差异，标准的IPSAN或NAS设备如何结合视频监控系统的特点，呈现差异化的竞争优势呢？

• 架构的先进性是决定整个系统的核心竞争力的关键

流媒体服务器成为性能瓶颈

前面详细介绍了流媒体服务的核心模块和架构组成，由于需要进行视频的发送，故单台流媒体服务器的处理能力受限。当前端规模较多时，即前端的大量的媒体流数据都经过媒体服务器转存到后端的存储设备中，所有的视频录像全部需要经过流媒体服务器，流媒体服务器的硬件配置有限，不可能无限承载，流媒体服务器成为整个方案的性能瓶颈所在，媒体服务器的故障会影响到整个系统的监控存储业务。

检索效率低下

传统监控中，历史数据检索的最小单位是文件时间约为30分钟一个文件，颗粒度较大，无法精确到具体的分钟级或秒级，或案发后必须等待一个文件打包完成后，才能进行正常视频的检索，如果重大事件出现，会错过最佳黄金数据分析时间。

文件碎片

传统的流媒体服务器为文件存储方式，5分钟一个文件，甚至1分钟一个文件，文件时间越短、会形成越多的磁盘碎片，浪费大量的空间。我们知道PC机中的小文件越多，空间浪费就越严重。而且在调用存储录像的时候，需要频繁的打开关闭文件，降低了读取和写入的效率。

宇视对视频监控解决方案存储部署针对传统监控存储系统的问题，提出了自己的解决方案：

iSCSI“裸数据块“直存技术

宇视将iSCSI块存储的存储方式引入监控中，从而有效的解决了流媒体服务器引入的存储的性能、可靠性以及检索效率的问题。

图1:宇视 块直存模式

当监控点的图像需要进行存储时，前端IPC /编码器 与IP SAN或NVR设备建立iSCSI连接，然后直接采用“数据块”的方式将媒体数据写入存储设备中。通过这种方式，监控媒体数据的存储不需要转换为视频文件，也不需要流媒体服务器，实现了基于iSCSI的“块直存”，从而有效的规避了引发“哑铃效应”的文件系统问题和流媒体服务器性能瓶颈问题。

宇视的“块直存储”架构有效的解决了传统监控的问题，实现了非结构化数据的结构化存储。即以非常微小的裸数据块的形式存储监控视频数据，就如同物理上的“波粒二象性”一样，从宏观上看，视频是以流的模式存储的，提高了读写效率，提升了视频存储的可靠性；从微观上看，视频又是被分割成一个一个的数据块，便于建立索引，提高检索效率，提升检索精度。

宇视监控存储产品能满足：

› 业界领先的多种部署模式

支持前端存储、中心存储以及分布式存储模式，不论是模拟改造，还是新建IP监控专网，都可以适应相应的应用场景。

› 存储录像统一管理

宇视引入了数据管理单元(，通过全局性的资源统一划分和调度，实现数据的全局性管理，可实现存储录像资料物理上分散、逻辑上统一管理。

› 录像加密

宇视的存储方式以“块”为单位的存储，为非文件系统类型，该类型以“0101”的方式裸数据块方式呈现，为加密录像，不能被非授权用户识别或进行篡改。

› 录像资料的快速秒级检索

对媒体数据的存储和检索回放等都是直接通过iSCSI数据块操作完成，可实现对历史图像的随时回放及精确到秒级的检索，满足安防应急响应的监控需求。

› 高可靠存储备份、保护

前端缓存补录：

当系统采用后端集中存储方式，如果网络线路故障时，前端的编码设备(编码器/IPC)可通过SD卡实现录像缓存，待网络恢复时自动补录到后端存储设备。有效避免在链路故障时造成的数据丢失。

› 存储的N+M保护

图2:宇视的N+M存储保护技术

监控图像在存储过程中，当出现链路长时间故障、存储断电、存储设备损坏的情况时，可由备份的存储系统直接接管，进行冗余存储，以实现数据的可靠性保护。无论视频数据在原有存储设备还是备份存储设备，均可以实现统一管理和调度。

› 录像数据备份

除上述的保护机制外，系统还可将正常存储的某些重要监控点图像进行定期备份，实现双重保护。

› 存储的强扩展

宇视存储设备可通过磁盘扩展柜实现设备的在线容量扩展，无需停机和暂停业务，给用户带来更安全、快捷的扩容方式。

› 存储高可靠

宇视自主知识产权的IP存储设备，支持RAID 0、1、5、6、10等RAID级别，提供多种热备盘(Hot spare Disk)安全保护机制。

本文见刊于《中国安防》12月刊