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加强内部监管与防止盗窃,是非常典型的视频监控应用。萍乡钢铁建设的基于iSCSI协议的IP SAN存储网络,由于低成本、易扩展同样具有典型意义。
萍乡钢铁有限责任公司(下称萍乡钢铁)的保安最近碰到这样一幕,有些让他哭笑不得:有人偷偷摸摸进入钢铁厂意欲盗取钢材,在他的手刚碰到钢材时,他突然发现公司保安已经环伺在他周围。这位偷盗者虽然有被抓的心理准备,但还是有些不明白:“你们怎么这么快就发现我了?”他当然不知道在钢铁厂看似安静、没人看管的背后有一个巨大的数字监控网络,在侦察着公司每个角落的丝毫动静,并全部记录在案。
每天写入TB级数据
在去年8月份建立起监控网络之前,萍乡钢铁曾经发生偷盗事件。“这样的事情每月都会发生。其实不仅我们钢铁厂,几乎所有的钢铁厂都有这样的经历。”萍乡钢铁信息中心负责人谭志坚对记者说,“另外,在对原材料的取样与化验中,有个别职工一直存在着弄虚作假、偷工减料行为,由于缺乏有效监管而得不到有效遏制。”
“在安装了视频监控系统之后,偷盗与作假的情况有了很大改观。”谭志坚表示。目前,萍乡钢铁已经在偷盗常发地与原材料取样化验的关键地方安装了90多个摄像头。
“这90多个摄像头时刻都在产生巨大的视频数据,虽然采用了H.264的压缩方式,但每天产生几百GB数据,有时甚至接近1TB。”谭志坚向记者如此介绍。
如此多的视频采集终端与庞大的数据量是传统硬盘录像机(DVR)系统无法承载的。
DVR设备虽然本身具有存储能力,但容量有限,一般为160GB。“视频信号一般只能在DVR中存放3天。”谭志坚表示,“时间再长的话,历史数据便被覆盖掉了。”
不仅如此,由于DVR使用传统硬盘,耐用性不是很高。而监控多需要7x24的写入操作,硬盘容易损坏,且没有RAID保护机制,监控数据存在安全隐患,会由此失去监控本身的意义。
再者,如果对数据的访问完全依赖DVR的处理速度,在多点同时对视频数据进行点播及回放时,DVR既要处理点播回放,又要处理模数转换,同时还要进行数据存储,便会捉襟见肘,产生性能瓶颈。
另外,DVR架构不具备灵活扩容的能力,一方面是由于其存储容量的限制不能无限延长录像时间;另一方面,对于仅仅单点的扩容也需要购置至少4路的DVR,这会在无形中增加扩容的成本。
DVS+iSCSI+SATA
鉴于此,萍乡钢铁建设了以网络为依托的视频监控系统,并采用了柏科数据公司存储解决方案。
监控系统前端使用嵌入式网络数字硬盘录像机,每台均连接着若干摄像头,后端使用了7台数字网络矩阵硬盘录像机。视频信号采集之后,通过视频分配器时兵分两路:一路传输给视频矩阵,视频矩阵将模拟信号的视频流直接输送到监控中心巨大的监控电视墙内,在这里可以实时监控每个摄像头的画面;另一路视频流进视频服务器(DVS),DVS将模拟视频信号编码压缩成数字信号并形成IP数据包在以太网上进行传输,并直接写入到后端的iSCSI磁盘阵列中。
“在后端存储中,我们内嵌32块750GB的SATA Ⅱ硬盘,总计容量为超过20TB,确保了足够的存储空间。”谭志坚介绍道,“存储系统采用了RAID6技术,可以允许在一个RAID组中同时坏掉两块硬盘而不丢失数据,更好地保障了系统的高可用性。”据了解,监控录像的数据在磁盘阵列中是按照日期、摄像头编号、时间段的秩序进行存储的。
很多情况下,视频监控到的都是没有任何问题的画面,录制下来的数据也就没有任何保存下来的价值,因此,当存储系统在容量写满之后,便自动将原来的数据覆盖掉。平均情况下,一份监控数据保留的平均时间为两个多月。如果录像内容为有效信息,则会把此数据备份保留下来,以备日后查用。
IP SAN更易扩展
“我们的监控中心在15楼,而存储系统放在13楼,但使用的都是同一个网络。”谭志坚向记者介绍,“我们铺设了千兆以太网,存储系统也是建设在此网络之上,使用iSCSI协议。”
柏科解决方案中的RD 260 IS存储产品在接口选择上可以提供iSCSI存储架构连接,并且其存储产品所有功能在出厂前均已预置。iSCSI存储产品在有网络接口的地方就能安装,只须连接网线即可投入使用,启动服务器上相应的协议。工作时iSCSI存储设备可以自由在安装iSCSI协议的服务器间切换。
“采用IP SAN存储网络也是基于成本的考虑。”谭志坚表示。视频监控的数据并非关键的业务数据,铺设价格昂贵的光纤网络完全没有必要。
除了成本的因素外,更为重要的是,IP SAN存储架构还可实现存储容量的高可扩充性。如果系统监控点增多,存储需求会随即增长,若现有容量不足,可以简便地购买更多的iSCSI磁盘阵列联入以太网交换机进行容量扩充。
可以补充的是,采用柏科数据公司的ImageSAN软件构建的SAN系统,萍乡钢铁任意一个服务器节点死机或重启,都不会影响系统对任意数据的调用,而且拥有很高的磁盘利用率。由于存储空间与服务器之间无须考虑对应关系,因此,无论是增加存储容量或服务器数量的调整,萍乡钢铁只需要添加或减少相关的设备即可,既不需要重新分配磁盘空间,也不会影响已有系统的运行。
另外,iSCSI设备可以在现有的网络上直接安装,IP SAN不需要更改企业原有的网络体系,操作简单,维护方便。且由于使用以太网,系统从而突破了光纤网络的距离限制。
萍乡钢铁视频监控网络拓扑图
萍乡钢铁有限责任公司信息中心负责人 谭志坚
“我们即将在20多公里外建设新的钢铁厂,那时监控网络将进一步扩大,将会在新厂增加30~50个摄像头。”谭志坚向记者介绍,目前的系统应用半年多来,运行情况稳定,未来他们计划扩大网络建设。
柏科公司的IP SAN存储解决方案具有高扩展性,存储容量可简便地进行增加,所以增加摄像头并不会对当前系统造成任何冲击。而且更为关键的是,目前存储网络采用的是iSCSI协议,20公里的距离对光纤通道网络会是个问题,而对以太网来说不会产生实质性的影响。
“目前的系统偶尔也会产生一些问题。”谭志坚告诉记者,“由于我们的网络是租用中国电信的线路,有时会出现网络断掉的现象。”网络断线不仅会对监控系统产生影响,对同样运行在以太网上的存储系统当然也会十分不利。这些问题在光纤存储网络中显然是不存在的。
有利也有弊。iSCSI存储网络带给萍乡钢铁很高的性价比,但同时也带来一些意想不到的问题,虽然这个问题并不是系统本身造成的。
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