安防中的录像存储

安防监控系统中,录像存储是一个很重要的部分,视频文件录制保存下来以备事后查询。如何保证录像文件,数据的安全可靠显得尤为重要,而选择合适的录像存储方式是其中的一个重要环节。

常见的录像存储方式

  • SD/TF卡存储
    前端摄像机支持SD/TF卡存储,插入TF卡,录像文件保存在TF卡里,后端通过网页或者客户端(电脑PC,手机APP)回放录像,备份下载等操作。
    有些甚至还支持,把TF卡从摄像机里拔出来插到电脑上,能直接在电脑上播放。虽然方便,但是这种设计视频数据的安全性,隐私没保障,不可取。至少,应该设计成使用专门的TF卡硬盘播放器才能读取TF卡里的视频文件,保证方便便捷的同时也兼顾了隐私和安全。最近百度的李彦宏说国人愿意用隐私换取便利,不知道该做如何评价!
    关于TF卡的质量,读写速度也很重要。现在很多安防企业推出专用的视频监控专用TF卡。在我看来,这种产品的噱头大于实际。我们知道有监控专用硬盘,其好处很多,可以参见这篇文章:视频监控硬盘 。用作视频监控存储介质,我们关注的是读写速度,TF卡按照读写速度划分得已经很细致了,完全没必要再弄出一个视频监控专用TF卡的类别。

TF卡读写速度分类

写入速度速度等级超高速等级视频速度等级
90MB/sV90
60MB/sV60
30MB/sU3V30
10MB/sClass 10U1V10
6MB/sClass 6V6
4MB/sClass 4
2MB/sClass 2

从列表中我们看最差的Class 2也能达到2MB/s的写入速度,至少可以录制1500kbps码流的高清视频了。

  • NVR/DVR存储
    NVR/DVR存储,即使用专门的嵌入式的录像设备,外接硬盘,对接入的摄像机录像。好处是接入的摄像机数量灵活,接入的硬盘数量,容量可选,同时录像的方式也可选。
    一般的NVR/DVR除了录像功能,还可以接显示器输出,实时预览画面,回放录像。能对接入的摄像机进行统一管理,接入Internet以后,还支持手机APP,电脑客户端等远程观看,录像回放等。
  • 电脑+客户端
    网络摄像机,DVR/NVR通过交换机接入局域网以后,可以在局域网电脑上安装对应的客户端,对设备进行管理,当然也包括录像,视频文件保存在电脑硬盘里。我们常用的办公电脑,不适合24小时开机运行,所以这种电脑+客户端的录像方式只适合临时录像,不适合24小时持续录像,稳定性没有保障。
  • 服务器+软件平台
    使用专门服务器+软件平台的方式可以24小时持续录像。服务器稳定可靠,各种性能参数也可灵活选用。同时软件平台的功能也多种多样,接入,存储,流媒体转发,矩阵等等。单就存储来说,我们可以根据接入的设备数量,录像保存时间,灵活选择需要的服务器性能、数量,硬盘数量、容量等。
  • IPSAN(NAS)
    有些特殊行业,比如银行,录像资料需要保存3个月,甚至更长时间,需要大量硬盘空间。此时我们可以选用IPSAN扩展存储空间。狭义的IPSAN只是硬盘柜,需要额外的服务器将IPSAN里的硬盘映射出来才能使用。现在有些IPSAN自带有操作系统,可以直接在上面运行安防软件。甚至有些安防专用的IPSAN,自带有专门的安防管理存储软件,可以直接使用。
    使用IPSAN存储的好处是,硬盘容量空间可以随时增加,扩容,理论上空间可以无限大。硬盘数据可以做阵列,安全性大大增加。

磁盘阵列表

类型最少硬盘数速度容量特点
Raid 02块2倍1/2硬盘故障数据不可恢复
Raid 12块原速N损坏一块硬盘数据能恢复
Raid 53块N-1N-1损坏一块硬盘数据能恢复
Raid 64块N-2N-2损坏二块硬盘数据能恢复
Raid 104块2倍1/2Raid 1+Raid 0
  • FTP存储
    FTP是File Transfer Protocol(文件传输协议)的缩写。顾名思义,就是专门用来传输文件的协议。如果摄像机支持FTP存储,我们可以通过FTP协议将摄像机的图片,视频等上传到FTP存储服务器。当然如果摄像机不支持,我们还可以使用第三方的FTP存储服务功能,比如 我们介绍过的这个 试用CameraFTP提供的摄像机云存储功能
  • iscsi数据块直连
    前端摄像机或者NVR支持iscsi数据块直连的存储方式,前端设备里填入NAS等存储服务器的地址,前端设备的视频直接存储到后端NAS里。
  • 云存储
    云存储的核心是去中心化,稳定性可靠性大大增强。每一台存储设备都可以独立运行。
    狭义的云存储是指将前端摄像机,DVR/NVR联网以后,视频文件直接录制到互联网上的云空间,比如传统的百度云盘,Gooel Drive,Dropbox,或者设备厂商自己搭建提供的云存储服务。
  • 云边结合
    一般意义上的云边结合指摄像机端先本地内置的TF卡存储,然后后端NVR或者管理存储中心二次存储,甚至多次存储。好处是存储录像资料可以互为备份。同时如果监控网络故障,录像资料先保存在前端摄像机的TF卡里,等网络恢复了,TF卡里的录像资料会自动上传恢复到后端管理存储中心。也叫断点续传,或者断网自动补录。
    断网补录,即ANR(Automatic Network Replenishment)。摄像头与后端存储设备,比如录像机,存储服务器之间网络故障时,会自动启用前端TF卡缓存,当网络恢复时,数据将自动迁移到存储设备上,提升存储安全性。断网补录功能需要前后端设备都支持,配合使用。

安防存储架构方式

  • 分布式存储
    当多个站点需要集中管理监控时,可采用分布式存储设计。每个站点在本地管理摄像机录制并存储视频。 中心控制中心可查看和管理每个站点的录像。
  • 集中存储
    所有前端摄像机接入统一的管理控制中心管理,并录制存储视频。多台服务器,分别执行不同的任务,比如存储,流媒体转发,中心管理等。控制中心确定哪类视频存储在
    哪台存储服务器上。由于有专门的存储服务器,所以还可以实现负载平衡。系统设置可在必要时通过增添更多存储服务器扩展系统,并可在不关停整个系统的情况下执行维护工作。
  • 分布式存储和集中式存储结合
    这种存储架构方式除了前面介绍的云边结合以外,还可以是前面两种存储方式的结合,既在本地存储,又在中心集中存储。更好的保证录像数据的安全可靠。

录像方式

  • 定时录像
    按照设定好的时间连续录像,每天每周。当然也可以选择特定的时间段录像。
  • 报警录像
    按照一定的报警规则录像。平时不录像,触发了报警才录像。比如移动侦测,人形侦测,声音侦测等。一般还可以设置触发报警的时间长度以及录像长度。
  • 外接报警器,联动录像
    设备支持外接报警器,可以与报警器联动录像。

视频存储需要考虑的因素

  • 网络带宽
    前端接入摄像机数量很多时,需要考虑整个监控网络的稳定性。尤其是带宽问题显得尤为重要。
    除了从交换机性能这块入手外,还可以注意这些方面,例如划分VLAN,使用流媒体转发等。
  • 硬盘读写速度
    硬盘的读写速度是否满足接入摄像机的录像需求。可以考虑使用Raid来提高硬盘读写速度或者适当降低摄像机的码流,帧率等。
  • 硬盘容量
    需要的硬盘数量,难于满足时,考虑适当降低摄像机的参数或者是否采用报警录像等其他录像方式。

存储的数据

  • 图片/视频
  • 报警视频/图片
  • 结构化数据(人脸,车牌,属性等)
  • 摘要浓缩

参考资料:

  1. 安防存储相关知识
  2. 视频监控行业的边缘存储方案
  3. 云存储在安防中的技术应用
  4. 基于服务器的存储:NAS和SAN,集中存储和分布式存储
  5. 高清网络摄像机如何选择合适存储卡
  6. SD 速度等级 / UHS速度等级 / 视频速度等级
  7. RAID
  8. NAS RAID容量计算
  9. 基于服务器的存储:NAS和SAN,集中存储和分布式存储
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谈笑有鸿儒,
往来无白丁。

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