高清存储之基本

1、在了解高清存储系统之前，必须知道什么是高清?

在高清视频标准中，视频从最低标准到较高标准依次为720线非交错式，即720p逐行扫描;1080线交错式，即1080i隔行扫描;1080线非交错式，即1080p逐行扫描，屏幕纵横比为16:9，如果是视音频同步的HDTV，标准输出为杜比5.1声道数字格式。

高清视频有常见的三种分辨率，分别是：720P(1280×720P)逐行，美国的部分高清电视台主要采用这种格式;1080i(1920×1080i)隔行;1080P(1920×1080P)逐行。网络视频高清资源以720P和1080i最为常见，其中作为视频监控系统的高清部分，已产品化的设备标准普遍采用720P和1080P的拍摄标准。

2、存储要求之大容量，即高清的文件到底有多大?

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。当然一般意义上的视频，压缩模式不同，占用的存储空间非常小，这里主要讨论一下高清视频的存储容量。

高清视频的一种应用是提供这些高清网络视频资源下载的高清网站，规模比较小的站点片库中也会有成百上千部电影，这一类的网站在互联网上多如牛毛，而每个站点存储系统的净容量要求至少在几十T，加上某些站点要建立多个文件映射和下载种子以提高综合流量，容量就不仅仅是几十个T了。

另一种应用是高清视频监控，虽然出于经济性考虑，此种应用中高清监控视频压缩率会比较高。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，但由于采集的是高清视频，而一般的监控系统摄像路数都是几百乃至上千路，所以这种应用将需要更多的存储设备和更大的存储容量。以此为例，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

每存储一路视频需要2T以上的净容量，那么计算一个拥有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。

3、存储要求之高性能

众所周知，除了BT分布式下载结构的网站，支持高清视频的效果大多是以服务端大数据流量为代价的。以每路数据流为20Mb的高清视频为例，在千兆单点服务模式，最多可以容纳50路高清视频同时播放。当然这个是理论值，实际上还要考虑网络在处理数据撞包等任务时，消耗网络带宽资源之类的因素。因此，在高清视频网站考虑服务时，首先要考虑向服务器提供高清视频数据的存储系统，扩大存储系统的带宽，速度才能得到有效的提升。在高清视频监控系统中，存储的传输速率要求会随着监控系统的规模呈正比增长。

4、存储要求之可靠性

从高清视频文件对用户的重要性来讲有几个不同的层次：一般安全性用户、中度安全性用户、重要视频数据用户。

作为一般安全性用户，主要是指一些以分布式下载的高清电影网站，他们对于高清数据安全性要求相对不高。偶尔存储系统离线，并不会对整个体系造成太大影响，但是对于数据的完整性要求比较高。

中度安全性用户，如一些大型高清视频在线网站、交互网站等，要求高清视频数据具有实时性、交互性特点的，以及关键性的高清视频数据存储，都属于中度安全要求的用户。他们对于高清视频存储安全性的要求，是实时性和可恢复性。

重要视频数据用户，比如高清视频监控图像、媒体资讯制作内容等都属于重要视频数据类型，这类用户对高清视频存储安全的要求是实时性、冗余性和不间断性。

综上所述，对于中度安全用户和重要视频数据用户对后端存储系统的可靠性、稳定性要求较高，需要保证系统7×24小时不间断运营。

高清监控存储技术

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，目前最多可带8盘硬盘。但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。

2、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，容易在转发这一环节会出现很大瓶颈，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。

3、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。

4、NVR存储。在视频监控系统中，NVR是模拟录像机和硬盘录像机的理想升级换代产品，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，不需要更换和存储录像带，无需计算机配合和日常维护，因此，能够实现高分辨率(可达到Full-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。

这么多种的存储方案中，哪种更适合于高清监控的需要呢，就必须更深层去了解专案的高清存储具体需求了。以下我们结合NVR存储和集中管理存储方案的优劣分析为例进行探讨。

在实际应用当中，尽管NVR系统具有计算机快速处理能力、数字信息抗干扰能力、便于快速查询记录、视频图像清晰及单机显示多路图像等优点。但是，从本质上来讲，NVR并没有解决DVR系统中存在的模拟传输的缺陷，也没有解决网络传输视频流后带来的更多管理问题。实际上，每个NVR形成了一个独立的监控中心，对实现全网络监控带来了更大的复杂性。在诸如远程控制、多层级扩展性以及组网能力等方面，都是未来要待解决的技术难点。

而在集中管理存储方面，显而易见，NVR适用于大规模的监控系统，通过强大的管理平台来应对整个系统进行集中管理，调控及存储。

这也正是技术难点，如何应用一个强大的平台管理软件，需要统一相关设备的编码方式，以及对宽带传输，数据处理能力和存储缓存等各方面的优化处理。而在实施过程中，针对大数据流量，所需要的大容量存储硬盘及带宽成本相当大，如何在成本及效果方面做到平衡，如何满足具体需求将是直接面对的问题。因此针对这些网络传输，带宽架设成本，大容量存储硬盘这些难点或是瓶颈，将是高清监控存储中必然要考虑的因素。