Video Surveillance - HD Cloud Monitoring

一、概述

1.1 視頻監控行業現狀

距今為止我國安防建設已走過十多年時間,安防從傳統的樓宇、園區應用發展到平安城市、天網工程的城市級聯網甚至全國級聯網階段,己經發生了產業從量變到質變的變化。其中安防監控相關技術不斷推陳出新,高清、4K的逐漸問世、帶寬和碼流技術也不斷變革、視頻分析技術逐漸完善,前端高清視頻採集和後端雲存儲、大數據的處理、視頻內容分析等逐漸投入到項目建設中。經歷了早期規劃、中期建設之後,如今,後端平台應用將成為安防監控行業發展的重中之重。基於高清設備的全面普及,後端的技術革新必將會更加快速的反應速度來滿足前端的採集需求,在應急指揮中,各種數據的快速處理和智能分析等技術也將成為熱門。因此,面對越來越高清智能的產品,超量的存儲空間和快速處理數據的能力將為下一步安防建設奠定軟硬件基礎。

1.2 您所面臨的挑戰

結合安防領域中視頻監控的特色,客戶對其中安防應用的存儲系統有如下述求:

1) 通常各種環境比較複雜,人員流動性比較大,監控點數量多,將產生大量視頻數據存儲與檢索等問題,傳統的存儲模式單一,難以滿足項目需求;

2) 通過網絡系統的數據信息傳輸提供網絡平台,支持語音、數據、圖像、控制信號和多媒體信息的接收,交換,處理和存儲;

3) 針對不同區域劃分,每種場所的具體防範要求標準各不相同,重點防護部位與非重點區域之間需要區別對待,這對安防系統的可靠性、集中管理、安裝實施等都要求較高;

4) 要求海量數據存儲、對存儲的海量數據快速檢索、系統數據安全、存儲空間將按需求進行無縫擴容與縮減、安裝和運行維護及管理等簡單方便快捷;

5) 各類數據共享海量存儲設備;

6) 重要數據可以採用共享式遠程容災的方式,建立容災數據中心,提供遠程災備服務,極大的保障的關鍵數據的安全性;

7) 節約能源、降低運行成本;

8) 可擴展性、靈活性好,兼容性和應用軟件可移植性強,可維護性好、生命周期長;

9) 通常要求模塊化結構方式開發,以滿足通用性和可替換性,可獨立擴展和縮減,不影響其它模塊的運行,並且其中各類系統建設可分步實施。

1.3 我們能幫助您

在安防領域,創新科一直秉承 「創新存儲、共謀發展、自主研發、全線產品、高效服務」 的發展戰略,和合作夥伴一起,形成有競爭力、獨有的運營級監控解決方案,解決安防行業中大型工程在數字化、網絡化、集成化、智能化方面的數據存儲、管理、運營服務需求。同時,存儲設備監控化(IT設備AV化),是創新科的另一個策略。創新科將在應用存儲上有效嵌入視頻監控平台軟件,使存儲設備變為集監控視頻管理、存儲管理一體化的設備,提供更為方便的應用與存儲架構的優化。

此外,隨着安防的數字化、網絡化、集成化和智能化,監控運營服務將成為安防行業未來的主流業務模式之一。對此趨勢,創新科將會予以戰略關注,並加大這方面的業務投入,發揮自身的存儲優勢,與合作夥伴進行深入合作,在各個層面上持續不斷創新。

把技術和應用進行有效結合,是創新科在IT領域的成功之道。創新科認為,每個行業的IT信息化建設,都有一個從不成熟到成熟的建設過程,每個階段都有獨特的階段性需求,把握好階段性需求並從各方面進行有效滿足,才能真正為該行業的信息化貢獻價值。安防行業是一個大眾化的應用領域,正處於對IT系統的接納和融合階段,把存儲技術和安防應用有效結合起來,還存在較多困難。對此,創新科將站在安防應用建設的角度,把握安防應用的數字化、網絡化、高清化、集成化和智能化趨勢,充分利用已有的技術和業務積累,在全面的產品線基礎上,圍繞安防行業的需求特點,結合存儲領域的新技術,不斷匹配安防行業當前階段的建設需求,幫助用戶真正實現把安防系統規劃好、建好、用好的目標,全面引導安防行業未來的IT化趨勢。

針對監控市場發展狀況及應用需求,UIT在產品上充分考慮監控應用的特性需求,實現了靈活定製、平台嵌入、節能降耗、易管理易維護等特性,推出極具性價比優勢的控制器自研產品,另外針對雲存儲在監控領域的發展前景,UIT率先推出雲存儲系統,與大規模高清視頻監控海量數量存儲應用相結合,進一步強化了UIT存儲產品在安防市場上領先地位。隨着在監控行業的深入發展,存儲設備的需求越來越廣泛,UIT專註於存儲產品的開發,並針對視頻監控的功能和性能的不斷優化,滿足各種規模的視頻監控需求。新存儲、新視野,未來UIT將繼續銳意進取,致力於成為全球存儲市場領導者和技術創新的推動者。

二、解決方案

2.1 UIT高清監控存儲方案

需求特點

高清監控系統作為未來視頻監控發展的整體趨勢需要各個環節的配合與支持。對於監控系統中重要的環節存儲來說,高清監控系統對後端存儲系統也提出了更高的要求。為了更好地實現高清監控,需要存儲技術從容量、性能、應用響應、結構適應等幾個方面去做匹配。

首先,高清監控系統在前端大多採用高清網絡攝像機作為監控點的視頻採集設備,通過網絡傳輸數據,在後端專業存儲設備上實現數據的存儲。同時,高清監控雖然帶來更高的分辨率以及清晰度更佳的畫質,但是與之對應的是編碼流的增大,這樣使得在同樣的存儲時間內,帶來了存儲數據量增大的壓力。由於監控點數目、碼流速率和保存時間的迅速增長,這就要求存儲設備要基於高清監控大碼流的特性,能夠高效、完整地實現視頻數據的安全寫入,使得高清監控需要更為專業的存儲設備來提供更高的傳輸帶寬負荷和更大的存儲容量

其次,高清監控往往意味着更高的監控級別,對數據存儲的可靠性要求也更高,在數據寫入的時候不能丟失數據;

第三,高清存儲將改變以往監控系統數據以及編碼設備本地存儲為主的特性,將數據集中到一處或多處實現存儲。這樣一來,如何在集中的海量數據中對所需的歷史視頻進行快速檢索和獲取,也是新的挑戰。

第四,系統可擴展性要強,在系統建設初期就要充分考慮後期監控範圍擴大、畫面質量提升、畫面尺寸的增大,以及視頻線路的增加帶來的容量擴充和性能的擴展。此外,採用高清編碼輸入的系統,一般是採用高清網絡攝像機或球機,系統呈現易於擴展的模塊化架構。對於前端的這種特性,也相應要求後端存儲方案需具備更強的靈活性,以適應整個系統對擴展性的要求。

最後,由於多路並發會將磁盤順序讀寫轉換為隨機讀寫,對磁盤的性能要求也會越來越高。這些新的發展變化,都對監控存儲產品和技術提出了新的要求。

更為重要的是,在滿足這些要求時,存儲技術需要與監控應用特別是高清監控應用做更緊密的結合。只有專為特定應用設計的產品和方案才能更好地滿足要求;

UIT解決方案

高清視頻監控存儲主要為集中存儲、分佈式存儲兩種模式。其中集中存儲方式適合於大中型平台的部署,具有良好的擴展模式和可管理性,以視頻管理平台+SAN存儲模式為主流應用;高清視頻分佈式存儲模式,一般以總中心、分支中心,局部管理中心分佈式應用為主。

UIT 高清監控分佈式存儲解決方案

UIT 高清分佈式存儲解決方案是UIT針對高清視頻監控行業,完全從要求低成本的監控客戶需求出發,量身定製,從實際應用角度出發而推出的一款高清存儲解決方案。UIT的高清分佈式存儲應用模式為:將視頻軟件嵌入到UIT應用存儲中,系統能夠做到靈活定製開發應用,在監控客戶中以分佈式應用為主。同時系統實時存儲前端經過編碼器、IP CAM的高清視頻流,最終保證在監控管理中心或監控管理端能夠流暢地應用高清視頻圖像,其典型的組網方式如下圖所示:

方案優勢特點

系統兼容性強,能夠兼容主流第三方視頻應用軟件與視頻管理平台。並且能夠針對客戶應用,提供強大的API應用接口,量身定製的功能開發;

針對高清視頻的應用特點,存儲系統能夠對高清視頻應用進行靈活的設備調優,進而滿足多路高碼流並發視頻流的壓力需求;

針對大容量高清視頻存儲容量,系統擴展性強,能夠根據用戶業務需求,量身定製存儲容量配置,及多種存儲應用需求;

系統集成豐富存儲管理特性,方便用戶操作管理。

UIT 高清監控集中存儲解決方案

UIT 高清集中存儲的應用模式為:視頻管理平台+UIT SAN存儲。系統採用SAN存儲架構, 能夠實時存儲前端經過編碼器、IP CAM的高清視頻流,最終保證監控管理中心或監控管理端能夠獲取流暢應用的高清視頻圖像,並對高清視頻流進行統一集中管理,其典型組網如下圖所示:

方案優勢特點

針對高清視頻,支持大容量、高擴展性存儲;

針對高清視頻的應用特點,存儲系統對高清視頻應用能夠進行靈活調優; 

支持集中統一管理,容易維護;

基於SAN成熟架構的應用,系統安裝部署方便;

雙控制器存儲架構的健壯性,充分保證系統高可用及穩定性。

2.2 UIT雲存儲監控存儲解決方案

需求特點

針對視頻監控領域,伴隨着存儲技術、高清視頻技術、網絡技術的高速發展,正朝着智能化、規模化、運營服務化的方向發展,雲計算平台帶來的高可靠、彈性調度、綠色節能環保優勢使得基於雲存儲架構的視頻監控平台擁有存儲空間統一、系統穩定性高、管理方便、擴展性強等優勢。

目前市場上出現的規模化的監控業務主要為針對前端所採集的大容量的高清碼流視頻,如何通過廉價的IP網絡資源進行存儲、傳輸、並能夠進行遠程管理與應用。具體情況為通過一個應用廣泛的遠程網絡監控中心服務平台,以集中式分區化運營方式為用戶提供便捷、經濟、有效的遠程監控整體解決方案。通過運營級視頻監控業務,用戶可以不受時間、地點限制對監控目標進行實時監控、管理、觀看,實現跨地域的統一監控、統一存儲、統一管理和資源共享。 

UIT解決方案

根據監控應用與管理總體需求,針對數據中心及監控中心建設,在各分中心需要實現對區域監控點視頻的集中存儲與管理,客戶端通過視頻管理平台對視頻進行並發應用,因此需在分中心建立雲存儲管理平台對分中心視頻存儲進行分佈式管理,通過建立虛擬緩衝存儲池機制滿足監控客戶端視頻應用,同時將視頻同步上傳至總監控中心。

在總監控中心將完成對各分控中心所有監控視頻聚合,並且實現對各分控中心視頻存儲的集中統一管理,客戶端通過視頻管理平台對視頻進行並發應用,因此需在總控中心建立雲存儲平台對所有分中心分佈式存儲系統進行集中管理,通過視頻同步匯總與服務管理機制完成總控中心與分控中心之間的級別管理與業務關聯的銜接,下圖為整個方案拓撲結構。

 

方案優勢特點

基於雲端軟件管理、虛擬化管理策略,低成本運營;

 基於分佈文件管理體系,管理方便,存儲空間統一,簡化海量數據管理及數據共享;

支持分級存儲與線性性價比應用;

在雲端通過控制節點與數據節點的高可靠配置,保證系統安全最夠安全性;

數據複製在確保業務數據高可用的同時,實現了數據保護;

系統支持本地與遠程備份與容災,確保整個系統靠可用;

橫向擴展,可擴展至EB級超大存儲容量,應對數據爆炸式增長;

避免非授權用戶的訪問,確保訪問安全,支持不同平台客戶端統一權限管理,簡化跨平台客戶端的權限管理;

客戶按需配置,避免資源閑置浪費,降低擴容/升級的複雜度及成本;

超高聚合帶寬,解決數據爆炸式增長的帶寬瓶頸問題,滿足現在和未來擴展需求;

通過加速元數據訪問,保證海量文件下的讀寫性能;

輕鬆運維,告別RAID時代壞盤必換,疲於奔命的日子。

三、產品推薦

創新科針對安防監控應用需求與規模特點,提供全線針對監控應用的存儲產品,包括:高性價比應用存儲系統、高效穩定的FC-SAN和IP-SAN統一存儲系統、運營級監控用戶使用的雲存儲系統等系列產品,另外還提供作為監控存儲產品有效支撐的軟件產品,詳見下圖中的UIT監控產品家族圖。

 

 

 

在提供的產品中,根據不同的監控應用,UIT提供不同產品及其不同的應用模式。

3.1 應用存儲

應用存儲SV1000G2-L系列產品是UIT專門針對普通監控用戶所推薦的高性價比產品,覆蓋的安防行業客戶對象主要為:系統集成商、系統平台解決方案廠商、平台軟件廠商、運營商、設備廠商等,主要用於園區型(平安校園、住宅小區、工廠企業、醫院)視頻監控存儲;司法庭審、電力水利、石油化工等領域的監控存儲使用,適合標清與小規模高清視頻監控解決方案,產品實際應用中主要表現為以下幾種應用模式:

IP SAN應用:存儲直連平台服務器應用模式;

NAS應用:文件級數據共享,分佈式存儲管理應用;

NVR應用:嵌入視頻軟件,定製NVR應用模式,將視頻應用體現在存儲上;

純服務器應用:裝入標準操作系統,將存儲作為服務器使用,高性比監控應用模式。

3.2 統一存儲

統一存儲SV3000G2、SV3000G2-L、SV5000G3系列產品是UIT專門針對中高端監控用戶所推薦的高性價比產品,覆蓋的安防行業客戶對象主要有:系統集成商、系統平台解決方案廠商、平台軟件廠商及重大合作夥伴,主要用於園區、平安城市、全球眼平台、大型金融行業、軍隊行業、城市軌道交通、司法庭審、電力水利、石油化工等領域針對視頻監控數據的集中存儲,適宜於各類渠道廠商、OEM廠商,重大監控合作夥伴的應用, 產品適應SAN架構,主要以IP SAN與FC SAN兩種應用為主,存儲直連平台服務器的應用模式,適合高清與標清且對存儲性能有較高要求的視頻監控存儲。

統一存儲SV3000G2及SV5000G3系列產品主要是針對高端監控用戶所推薦的高可用產品,產品以綠色、高效、易用、高可用在同類產品中具有明顯優勢,產品採用雙控制器架構,具有很強的系統穩定性,從而充分保證監控高端用戶在產品應用中的數據安全與可靠性。

3.3 雲存儲

針對視頻監控運營商及智慧城市、大型平安城市、全球眼平台等重大個性化項目,在對存儲容量、存儲虛擬化應用管理、安全有特別要求的客戶,UIT提供雲存儲系列產品:分佈式文件管理系統(UFS)、雲存儲文件管理軟件(USpace)、雲資源管理與運營管理平台(UCP)等雲存儲產品,結合監控實際應用情況可以做定製化的開發,提供專業基於雲存儲架構下的監控解決方案,進而實現從雲客戶端到雲端的全線管理。

3.4 產品優勢特點

大容量

在所有用於監控的產品中,都能滿足大容量擴展性要求,其中應用存儲系統SV1000G2-L系列產品,最多能支持72塊硬盤,提供高達288TB的容量;統一存儲系統SV3000G2、SV3000G2-L系列產品最多能夠支持128塊硬盤,最大可提供512TB的存儲容量;SV5000G3最多能夠支持768塊硬盤,可提供高達3PB的存儲容量;UFS文件系統則能提供EB級別的存儲容量,並且支持存儲節點與存儲容量的動態擴展。

高性能

在所有被應用的監控產品中,都針對產品的視頻應用做了性能優化,其中SV1000G2-L在存儲性能上能達到100000IOPS,在監控應用中,單台支持標清(D1碼流)視頻的並發路數達到250路,支持高清視頻(8Mb碼流)並發路數高達100路左右; SV3000G2、SV3000G2-L系列產品在存儲性能上能達到200000IOPS,在監控應用中,單台支持標清(D1碼流)視頻並發路數達460路,支持高清(6Mb碼流)並發路數高達300路;SV5000G3系列產品在存儲性能上高達500000IOPS,具有高端監控存儲視頻優化特性。

低成本

所有的監控產品都是基於最大性價比的策略進行設計,立求在性能上做的最好,在價格上做的最低, SV1000G2-L產品針對市場上同類產品,為滿足低成本要求,在擴展性,硬件配置上,性能上做到靈活、多樣化的定製,盡量滿足客戶從成本角度考慮靈活選擇產品; SV3000G2、SV3000G2-L系列產品同樣也是在擴展性、產品檔次上力求做到了同類產品優先地位,價格反而低於同類產品,SV5000G3是完全是按照高端存儲配置與性能要求,按照中端產品的價格提供客戶。

綠色節能

SV1000G2-L、SV3000G2、SV3000G2-L及SV5000G3的監控全系列產品,UIT充分考慮安防用戶了節能環保的重要性,採用MAID2.0(大規模非活動磁盤陣列存儲)技術,MAID技術使磁盤在進行數據應用存取時啟動,無需時時處於活動狀態,控制磁盤的自動運行狀態,按需降速、休眠、喚醒磁盤,實現磁盤節能、環保,延長磁盤使用壽命,同時節省30%用電量。另外SV5000G3產品還採用自動精簡配置的存儲技術,充分考慮到存儲最大化資源利用效果,從而也達到綠色節能的效果。

應用存儲系統靈活定製

UIT SV1000G2-L應用存儲系統擁有創新的SAT存儲架構,用戶可以根據需求完全定製UStor系統。與監控系統相關的基於Linux開發的軟件均可集成嵌入在UIT SV1000G2-L應用存儲系統中。將監控應用運行在存儲上,優化系統架構,使系統調整更加方便,同時節省服務器投資,為用戶有效的節省了投資成本。為了加強與監控應用更緊密的結合, UIT提供完善的開發和調試環境,為用戶提供底層API,便於用戶針對監控項目二次開發,同時可提供單獨的UStor for CentOS軟件模塊,實現業務應用靈活定製,貼近用戶需求,創建真正的安防系統存儲應用平台。

統一存儲系統流媒體優化

針對視頻監控流媒體應用,SV1000G2-L與SV3000G2、SV3000G2-L產品都做了針對視頻優化技術特性,其中SV1000G2-L以開放平台架構兼容第三方系統,同流媒體設備兼容整合,實現視頻流直寫、分發的功能;SV3000G2、SV3000G2-L、SV5000G3採用了主動數據流穩定技術,針對高低碼流的視頻通過開啟緩存與I/O的匹配做了性能的優化,優化I/O數據塊尺寸和頻率,使系統可以無延遲的進行快速響應,並獲得穩定的性能輸出,保障視頻監控中音視頻流不丟幀,保證了監控視頻的平滑與穩定;SV3000G2、SV3000G2-L、SV5000G3提供的一鍵式性能優化保證整機系統在流媒體應用中的最佳讀寫優化,提升應用優化模式,簡化用戶對存儲性能的優化,提高業務處理能力。

雲存儲系統彈性高效

在目前安防領域的應用中,用戶對監控視頻圖像的要求也愈來愈高,不僅要求看得見,更要求看得清,在已建和在建的監控項目中,前端攝像頭逐漸由標清(CIF、D1等格式)的要求升級高清(720P、960P、1080P等格式)的要求,前端視頻模式的升級勢必帶來後端存儲在性能和容量等方面的擴展。傳統的存儲系統受已有架構局限,在擴展性方面有很大不便。UIT UFS雲存儲系統具有分佈式Scale-out架構,可以實現平滑無縫擴容,可擴展高達EB級存儲空間,支持存儲節點和硬盤的在線增加和移除,極大的滿足了客戶不斷增長的業務需求。UIT UFS雲存儲系統採用先進的分佈式並發訪問,為用戶帶來高速存儲的極致體驗。具有智能負載均衡,可自動平衡容量和性能,優化集群資源。並對流媒體類應用有針對性優化:IO序列優化、磁盤調度優化、端口並行操作,滿足視頻流應用的穩定帶寬及低時延需求。UIT UFS雲存儲系統具備全冗餘部署,無單點故障,並具有基於目錄的多級副本數據保護機制,在大型安防系統項目中,有效的保障了數據的安全性與系統的穩定可靠運行。UIT UFS雲存儲系統為單一IP網絡架構,系統部署簡單,圖形化管理界面,支持遠程管理,維護方便,適用于海量空間的集中視頻監控。

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