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金融行业监控存储 UIT企业大型集中存储方案

    2. 存储设备类型

    常用于视频监控系统的可应用的主流磁盘阵列包括以SCSI、FC和iSCSI为主机接口的SATA磁盘阵列。

    *SCSI-SATA盘阵

    目前市场上主流的SCSI-SATA盘阵基本上都采用热插拔模块化设计,单控制器,每个控制器提供2个Ultra320 SCSI接口作为主机通道,实际带宽在150-250MB之间,可提供8-24个盘位等不同规格,不可扩展。SCSI-SATA盘阵技术成熟,价格低廉,单机容量可达6TB,一台PC服务器一般可接两台,总容量12T,是目前监控行业应用最多的磁盘阵列。缺点是只能用于直连存储(DAS),且单体容量有限。

    *FC-SATA盘阵

    全光纤盘阵或FC-FC盘阵由于FC磁盘价格相对较高,容量较小,一般很少用于视频监控的存储系统中。

    FC-SATA盘阵,主要分为低端不可扩展的FC-SATA阵列和中高端可级联扩展的FC-SATA盘阵。FC-SATA盘阵具有最全面的硬件冗余、模块化设计、涡轮散热系统、LES监控模块、GUI的管理系统等,有些中高端的FC-SATA盘阵还具有强大的数据复制管理功能。

    低端FC-SATA盘阵,多采用单控制器单柜设计,每个控制器提供2个2Gb FC主机通道,实际带宽在200-300MB之间,可提供12-16个盘位等不同规格,不可扩展。在视频监控应用领域,因为容量有限,并不适合大容量SAN集中存储,而作为直连服务器(DAS)应用,与SCSI-SATA盘阵相比,服务器端还需安装的FC HBA(市场价6000元左右)卡,性价比没有优势。

    中端可扩展FC-SATA盘阵,基本上采用双冗余控制器的主控磁盘柜级联扩展磁盘柜的设计方式,系统提供4个2Gb FC主机通道,实际带宽在300-350MB之间,最大支持124块磁盘。高端可扩展FC-SATA盘阵,全部采用独立双冗余控制器直连或级联扩展磁盘柜的设计方式,系统提供8个2Gb FC主机通道,实际带宽在600-800MB之间,多数系统最大支持200多块磁盘,有的甚至能支持到800个磁盘。高端的FC-SATA盘阵一般都提供强大的数据复制管理功能(参见UIT公司的BM系列FC存储产品)。

    中高端FC-SATA盘阵,由于其强大的扩展能力,单体容量可达到几十甚至几百个TB,不仅能满足服务器直连(DAS)的大容量存储应用需求,同时也是中大规模FC-SAN集中存储的首选,另外它也被广泛用于大容量NAS的存储扩展。在视频监控行业中,当集中存储容量达到20TB以上,FC-SATA盘阵的性价比优势将会显现出来,由于其技术成熟,产品可靠性高,性价比高等优势,已经在一些公安、机场、电信、银行等行业大规模视频监控项目上得到广泛应用。

    *iSCSI-SATA盘阵

    iSCSI-SATA盘阵类似SCSI-SATA盘阵,只是主机通道采用的是千兆以太网接口。市场上iSCSI-SATA盘阵同样也包括低端和高端两类设备,低端iSCSI-SATA盘阵不可扩展,提供2-4个1Gb iSCSI主机通道(可实现链路聚合),实际带宽80MB-150MB,目前有12-16个不同盘位的阵列规格。极少数采用高可靠的Cable-less模块化设计;多数采用的有线缆连接的工控服务器设计,单点故障多,可靠性低。

    高端的iSCSI-SATA盘阵基本上都是采用双冗余控制器,热插拔模块化设计,并且可扩展存储容量甚至系统带宽性能。目前市场上主流的高端的iSCSI-SATA盘阵主要有:UIT公司的BS3000,Intransa公司的IP5000和华为3COM公司的IX5000,以及NetAPP公司的NAS/iSCSI二合一产品,这些iSCSI阵列在产品性能,可用性,易用性、可扩展性以及数据管理和数据复制功能等方面都各有特点。高端的iSCSI-SATA盘阵性因为销量较小,目前价格还居高不下,明显高于中端FC-SATA盘阵,容量越大,越是明显。但数据管理功能上要比FC-SATA盘阵丰富的多。

    在直连服务器(DAS)的应用模式中,iSCSI-SATA盘阵与SCSI-SATA或FC-SATA盘阵相比,不具备明显的性价比优势。它的优势主要体现在多服务器共享存储的存储局域网(SAN)的应用,使用千兆以太网卡将多台服务器连接到iSCSI存储设备上的IP SAN存储网络的大好机会使得iSCSI变得简单和经济. 今天的高速CPU可以在标准网卡以线速运行iSCSI, 并只占用有很少的CPU占用。 板载千兆以太网卡已成为服务器标准件, 因而成本已包含在内, 管理员已不需要再安装复杂的iSCSI HBA卡。将标准的网卡和低成本的以太网交换机结合在一起提供了一个引人注目的比FC显著节约成本的解决方案。 虽然FC还保持着性能方面的优势。然而, 节约不仅仅体现在硬件设备方面, 采用iSCSI, IT部门可以继续采用现有的IP网络专家, 而无需经过专业培训的人员。这种熟悉的网络架构消除了一个FC SAN复杂性的一个关键问题-维护和管理。

    3. 系统容量、带宽分析

    进行视频监控的存储系统设计时,首先要对系统中摄像头数量、采集视频的格式和码率、视频服务器的数量等参数进行统计和分析,计算出系统中存储的总带宽压力和存储容量要求,设计存储系统的网络架构,然后再根据可选用的存储设备型号及价格成本,最终选定存储设备的型号。

    存储系统带宽分析

    按照标准每路视频都必须采用 D1 格式和定码流方式。D1格式流量:2Mb/s。实际占用带宽为:

    1路*2Mb/s/8 =0.25MB/s

    100路*2Mb/s/8 =25MB/s

    400路*2Mb/s/8 =100MB/s

    1000路*2Mb/s/8 =250MB/s

    由于每台PC服务器通过千兆以太接口所能提供的带宽一般在40-60Mb/s左右,因此单服务器的DAS和NAS网络架构适用于数量在200路以下的视频监控系统,双服务器的DAS和NAS网络架构适用于数量在400路以下的视频监控系统。当摄像头数量超过400或总带宽压力越过100MB/s时,建议采用IP-SAN或FC-SAN网络架构。

    存储系统容量分析

    按照标准每路视频都必须采用 D1 格式和定码流方式。D1格式流量:2Mb/s。单路视频每天存储容量为:

    1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小时 =21GB

    单路视频每月存储容量为:

    1路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小时*30天=648GB

    100路视频每月存储容量为:

    100路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小时*30天=64800GB=62TB

    400路视频每月存储容量为:

    400路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小时*30天=253125GB=247TB

    1000路视频每月存储容量为:

    1000路*(2Mb/s*3600s)/8bit*24小时*30天=648000GB=620TB

    SCSI接口的盘阵、一体化“NAS存储”和iSCSI存储一般具有8-24盘位,且容量不可扩展,可用容量一般在10TB以下。光纤存储或“分体式NAS”一般具有较大容量扩展,可用容量一般可达100TB,甚至400TB以上,因此存储容量需求在10TB以下时,建议SCSI-SATA盘、一体化“NAS存储”和中小型ISCSI存储,当时在10TB以上时,建议采用具有可扩展功能的ISCSI存储、光纤存储或“分体式NAS”。

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