1000路高清监控的IP SAN存储方案.docx

一、需求分析要解决100O路监控存储，这已经属于大型监控了，光靠NVR和硬盘是不行的，这里面我们要用到IPSAN存储产品，IPSAN也算是SAN的一种，只是服务器和存储之间通过网络交换机互联，性能不算最好，但不受距离的限制。SAN是超大容量，可以接上百路，但价格很贵，所以我们选择ipSAN,它是以块作为存储的，你可以认为它是含阵列功能的硬盘，其实就是磁盘阵列+硬盘。所以我们选用APT双控IOGbiSCSI磁盘阵列用来处理来自NVR的所有读写请求。二、NVR的选择要合理的设计IoOO路监控的存储，我们首先要用规划的就是NVR的台数。那么我们就使用24台64路NVR,每路NVR放42路监控。那有的朋友可能会问，那为啥64路不用满呢，而只放42路监控？基于两个原因，一是预留，后续如果有监控添加，可以直接添加进去。二是满载64会使NVR监控点多，码流大，压力高，所以我们只用到42路。1000路视频流到24台NVR中，每台NVR上有42路视频流。三、交换机的选择这里面如果使用两台核心交换机的话，则每台交换机要负责500路监控的数据处理，每个摄像机码率最低4M,那肯定是要选择万兆交换机，这里面交换机我们就不做过多介绍。如下图示：这是个简化拓扑图，使用8台IP摄像机模拟工作站，模拟产生1000路视频流到24台NVR中，每台NVR上有42路视频流，APT双控IOGbiSCSI磁盘阵列用来处理来自NVR的所有读写请求。UHyn½“IGb网卡so4MnM<n四、数据存储分析那么，当涉及到IOoO路全高清IP监控时，到底有多少数据需要存储呢？对于1080P高清网络摄像机，每秒可产生约6Mb的30FPS的视频流（H.264编码格式）。每台NVR有42路1080P的实时视频流，1008路高清视频流全部传输到APT双控IOGb磁盘阵列的话，每秒则产生6Gb的惊人数据量。在这个拓扑示意图中我们需要克服一些技术方面的问题，比如，网络的整体带宽需求，NVR存储和回放实时监控的处理能力，存储系统的存储能力及其类型。如何解决整体方案中的稳定性以满足7X24小时的不停工作。一个码率为6M的摄像头一天的存储量为56G左右。那么1008个7天的存储量为：1008个摄像*56G*7=395136G=385T左右。以市场上4T硬盘计算，它在电脑上显示约37OOGB,h.265编码格式，则可以使用96块硬盘，完全够用。五、方案具体规划我们采用IOGb以太网作为存储网络来传输所有视频流，存储阵列采用1台APT双控制器IOGb的IPSAN阵列（3U16盘位），外接5台APTJBOD扩展柜。总共安装96块SATA硬盘。如何利用这96块硬盘以满足24台NVR系统传来的视频流呢？每台NVR分配一个RAlD组，而不是将这96块硬盘组成一个巨大容量的RAID组，因此，这96块硬盘可以每4块硬盘组成一个RAID5,组成24个RAID组。APT双控制器IOGbiSCSI磁盘阵列可同时支持最多128台主机访问，而24台NVR系统还不到它能支持主机数量的一半，说明还有很大的增长空间。另外为了提供更高的数据保护，APT双控IOGb系统配备了双控制器，支持容错、故障切换、故障恢复和负载均衡。/、势该方案可以用于大型公共监控系统中，如机场、港口或大型设施，如平安城市、博物馆、医院、商场和赌场。它具有以下优点：可扩展性：该方案可轻松满足不超过1000路高清IP监控需求，如果需加入更多的IP摄像头，可以通过增加NVR和APTJBOD扩展柜系统以扩大存储规模。管理方便：NVR系统和APT双控IOGb存储阵列都支持远程管理，可以减轻IT管理员的负担这里面补充下，有朋友可能会问，现在市场上面也有少量的128路的NVR,因为NVR是x86架构储存+监控软件，他本身也有磁盘阵列功能。NVR主要用于中小型监控的方案中，但对于大型监控应用来说，NVR他短板大于他的优势，监控点多，码流大，压力高，容量大等问题，都会使它使用起来力不从心，而对于大型公共监控的要考虑其扩展性、易管理性，所以采用IPSNA解决方案。附参考资料:1000路大型监控系统该如何设计与存储1000路监控该如何规划呢？我们主要从硬件配置的角度来探讨，如何实现IoOO路视频监控应用。6号重入电为6。分务d图1 IOoO路综监控敏谕卜部要实现IoOo路监控显示，主要有四个问题：1、用什么摄像机？2、Iooo路监控如何选择交换机？如何组网？3、IoOo路如何合理安排存储？4、IoOO路监控如何显示？我们来逐一分析。一、用什么摄像机如何选择摄像机，IooO路大型监控项目中，可能用到的摄像机不止一种，需要根据环境会选择不同的摄像机，我们来看下各摄像机的用途。我们常用的会根据摄像机的外形进行分类。1、枪式摄像机：吊装、壁装均可，室外安装一般要加配防护罩。一般安装在通道内，厂房或者停车场等室外区域。主要应用于没有灯光或照度低的地下库、仓库、监控城市道路、小区室外环境等。2、球型摄像机：实际上就是“一体化机芯（变焦镜头+摄像机）+护罩+云台+云台协议解码器”,一般使用在室外或者室内面积比较大、范围比较广的场合。3、半球形摄像机：安装方式是吸顶安装。大多用于室内小范围的监控场合,没有灯光或者灯光较暗的半公共区、酒店走廊、医院、小区、电梯、室内大厅等场所。4、红外一体机：红外一体是一种具备红外夜视探照头的监控摄像机。该摄像机已经广泛的应用于日夜及大范围摄像的环境，如：小区，超市，广场，银行,工厂，军营学校等场所。实际项目中，可根据应用场景来选择合适的摄像机。另外，摄像机有不同分辨率，对应码率也不一样，在实际选型的时候也需要注意，具体参照图2。系号名移分蝴率(像森)H.264码亶H.265码率1100万(72OP)1280x7203Mbsl.8Mbs2130万(96OP)1280x9603.5Mb/s2.1Mbs3200万Q080P)1920x10805Mbs3Mbs4300万(3MP)2048x15367Mbs4.2Mb/s5400万(3MP)2560x14408Mbs4.8Mb/56500万(5MP)2592×204810Mbs6Mbs7800万(8MP)3264×216012Mbs72Mbs84K3840x216016Mbs96Mbs图2常见摄像机分辨率、码率关系对照参考表二、如何选择交换机组网？IoOo路的监控项目，其重点就是交换机的选择了，这里我们选用三层网络结构，网络结构为接入层-汇聚层-核心层。相对两层网络架构，三层架构网络组网规模更大，传输距离更远，网络可拓展性更强。拓扑图如下：图3I(MM)路视频传输系统拓扑图那么各层交换机如何选择呢？100o路的大型监控系统，如果交换机分配不合理，时常会出现卡顿或掉线,甚至造成系统瘫痪。所以合理的选择和分配接入层、汇聚层、核心层交换机至关重要。一、IO(X)路监控接入层交换机的选择接入层是前端采集设备与传输系统的接口，交换机需易于使用和安装，同时兼具安全性，确保入口数据的安全。当然在设计上，主张使用性价比高的设备。接入层交换机选型设计注意要点如下：单个摄像机码流一般是按4Mbps计算，峰值是6-8M,选型的时候需要考虑到峰值。传输带宽利用率在60%左右，100M的也就60M左右。综上两点，一个百兆交换机一般可以带8路摄像机，8路以上摄像机需采用千兆上联交换机。根据前端的布局方式集中或者分散，可能会采用8到24不同口数的交换机。根据安装环境的不同，还可能会用到工业级交换机。优特普安防专用接入交换机针对安防应用特点，选用4M大缓存芯片，百+两千兆上联设计，全系列产品具有6KV电源和端口防雷防护设计及宽温设计特点，从而保证了产品质量和监控图像质量。图4安防专用接入交换机SF18P-LM二、汇聚层交换机的选择汇聚层承上启下，压力较大，需要考虑同时处理的监控查看的带宽。条件1、交换机带宽，如果100O路摄像机，汇聚层有8台交换机的话，则每台需要同时处理125只摄像机的4M码流(125*4M=500M),也就意味着汇聚层交换机需要支持同时转发500M以上的交换容量。这样的话一般的千兆交换机可以说是比较充足的。条件2：汇聚层交换机的背板带宽，每台汇聚层交换机至少会接入来自接入层的5台千兆交换机，我们为了保证带宽充足，则交换机背板带宽要求为：(5*1000M*2)/100O=IOGbps的背板带宽。条件3：包转发率：一个100OM的包转发率为1.488MPPSs,汇聚层下接则汇聚层的交换机交换速率为：5*1.488MPPSs=7.44Mpps0根据以上条件得出：当有IO(M)路摄像机接入网络时，汇聚层需要满足背板带宽不少于IOGbps,包转发率大于7.44Mppso我们可以至少需要8口全千兆交换机，且背板带宽不少于IOGbps,包转发率大于7.44Mppso例如：这款24口全千兆交换机比较符合汇聚层要求。鹦UTP7S24GE-16GF8GT¾nIglOOOBASE-XSFPT兆版矛附10/100/1000BASE-TzFy昵口上行制a24阡兆SFRfQ2e1OOOBase-Tt状幽Q网络标准IEEE802.3.IEEE8023u.IEEE802.3ab.IEEE8023z.IEEE8O2.3x.IEEE8021QIEEEso2.1dIEEE8023ad、IEEE8021D、IEEE802.1X交换容量56GbpS银专娜42MppS存储专发贿12MMAC址表16K腌6KV执行标准：IEC610004-5电懒觥放电6KV,空气放电8KV;执行标准：IEC61OOO42IOeF240VACJ50/60HZ<60W工作温-o-5oc交换机容量与包转发率都是比较充足的。图524口全千兆交换机三、核心层交换机的选择核心交换机主要承担数据转发和网络架构设置功能，对交换能力、网路管理功能、稳定性要求也更高。另外，因为存储设备是在核心层上，需要考虑交换机的交换容量以及到核心链路的带宽和高速转发能力。所以要满足以下条件：带宽：100O路监控的带宽至少为IoOo*4MbPS=4000Mbps,核心交换机建议选择高带宽的千兆或万兆交换机，上联端口为万兆，才能使数据通畅。背板带宽：核心交换机至少会有8个来自汇聚层的千兆接口、2个上联的万兆端口，以及4个可能接入其它的千兆端口，所以一共有12个千兆口与2个万兆口，为了保证带宽充足，则交换机背板带宽要求为：(12*1000M*2+2*10000*2)/1000=64Gbps的背板带宽。包转发率：一个千兆口的包转发率为L488Mppss,一个万兆口的包转发率为14.88MPPSs,为了保证能够线速转发，则至少会有12个千兆口与2个万兆口，则核心交换机交换速率为：12*1.488Mppss+2*14.88Mppss=47.56Mppso根据以上条件得出：当有1000路摄像机接入网络时，核心层交换机至少需要满足背板带宽不少于64Gbps,包转发率大于47.56Mppso优特普UTp7748GE-L3万兆上联IPV6堆叠核心交换机，背板带宽高达352G,包转发率达132.Mpps,能很好地满足100o路视频的传输组网要求。图6三层核心交换机4万兆上联，高速转发UTP7748GE-L3提供48个千兆下行端口和2个万兆上行链路以及2个万兆堆叠端口，背板带宽高达352G,最多支持6台设备堆叠，堆叠系统交换容量最高可达2112Gbpso6KV防雷，冗余双电源，安全可靠所有端口和电源支持6KV防雷防护，设备支持双AC冗余电源输入，保证设备的长时间不断电稳定工作。强大业务处理能力，IPV6/4双协议栈完善的IPV6/4双协议栈、IGMPV2/V3组播协议,支持MLDSnoopingJGMPSnooping,满足多终端IPV6物联网设备和IPV4高清视频监控混合接入的交换需求。三、100O路监控的存储：IP-SAN要解决100O路监控存储，光靠NVR和硬盘是不行的，这里面我们要用到IPSAN存储产品，IPSAN也算是SAN的一种，只是服务器和存储之间通过网络交换机互联，性能不算最好，但不受距离的限制。SAN是超大容量，可以接上百路，但价格很贵，所以我们选择ipSAN,它是以块作为存储的，你可以认为它是含阵列功能的硬盘，其实就是磁盘阵列+硬盘。1、数据存储那么，当涉及到1000路全高清IP监控时，到底有多少数据需要存储呢？网络摄像机，每秒可产生约4Mb的30FPS的视频流。每台NVR有42路的实时视频流，1000路高清视频流全部传输到APT双控IoGb磁盘阵列的话，每秒则产生4Gb的惊人数据量。如何解决整体方案中的稳定性以满足7X24小时的不停工作。一个码率为4M的摄像头一天的存储量为48G左右。那么I(X)O个7天的存储量为：1000个摄像*48G*7=395136G=328T左右。以市场上4T硬盘计算，它在电脑上显示约3700GB,h.265编码格式，则可以使用96块硬盘，完全够用。如何利用这96块硬盘以满足24台NVR系统传来的视频流呢？每几块硬盘组成一个RAID组，而不是将这96块硬盘组成一个巨大容量的RAID组。因此，这96块硬盘可以每4块硬盘组成一个RAID5,组成24个RAlD组。我们采用16盘位的网络存储IPSAN磁盘阵列，6台可以解决。而对于大型公共监控的要考虑其扩展性、易管理性，所以采用IPSNA的解决方案。四、监控显示1000路监控如何显示，大型监控一般都会选择使用监控显示墙。中心就要有管理平台，需要配置综合监控一体化平台，解码能力强，功能更强大，上墙预览的数量看需求，不需要全部上完，可以做轮巡。图71000路视频监控显示I(XX)路监控还有一个关键点就是ip地址的分配与设置，这个后面会提到。五、结语总的蔡立，1(X)0路视频监控系统的设计原则是：以系统稳定可靠、拓展性强为前提，要求监控画面不卡顿、图像不中断，安全不泄密。在规划和架构网络系统时，要综合摄像机码流、网络带宽、传输数据量、具体网络环境，以及用户对监控系统的具体要求等因素，合理规划设计，并选择合适的监控设备。现在针对机场的监控共有100O路，如何规划它的存储？一、需求分析要解决1000路监控存储，这已经属于大型监控了，光靠NVR和硬盘是不行的，这里面我们要用到IPSAN存储产品，IPSAN也算是SAN的一种，只是服务器和存储之间通过网络交换机互联,性能不算最好,但不受距离的限制°SAN是超大容量，可以接上百路，但价格很贵，所以我们选择ipSAN,它是以块作为存储的，你可以认为它是含阵列功能的硬盘，其实就是磁盘阵列+硬盘。所以我们选用APT双控IOGbiSCSI磁盘阵列用来处理来自NVR的所有读写请求。二、NVR的选择要合理的设计100O路监控的存储，我们首先要用规划的就是NVR的台数。那么我们就使用24台64路NVR,每路NVR放42路监控。那有的朋友可能会问，那为啥64路不用满呢，而只放42路监控？基于两个原因，一是预留，后续如果有监控添加，可以直接添加进去。二是满载64会使NVR监控点多，码流大，压力高，所以我们只用到42路。1000路视频流到24台NVR中，每台NVR上有42路视频流。三、交换机的选择这里面如果使用两台核心交换机的话，则每台交换机要负责500路监控的数据处理，每个摄像机码率最低4M,那肯定是要选择万兆交换机，这里面交换机我们就不做过多介绍。如下图示：这是个简化拓扑图，使用8台IP摄像机模拟工作站，模拟产生1000路视频流到24台NVR中，每台NVR上有42路视频流，APT双控IOGbiSCSI磁盘阵列用来处理来自NVR的所有读写请求。QMftW M 4 IGb阿卡 SCMlMIlCJMm四、数据存储分析那么，当涉及到100O路全高清IP监控时，到底有多少数据需要存储呢？对于1080P高清网络摄像机，每秒可产生约6Mb的30FPS的视频流（H.264编码格式）。每台NVR有42路1080P的实时视频流，1008路高清视频流全部传输到APT双控IOGb磁盘阵列的话，每秒则产生6Gb的惊人数据量。在这个拓扑示意图中我们需要克服一些技术方面的问题，比如，网络的整体带宽需求，NVR存储和回放实时监控的处理能力，存储系统的存储能力及其类型。如何解决整体方案中的稳定性以满足7X24小时的不停工作。一个码率为6M的摄像头一天的存储量为56G左右。那么1008个7天的存储量为：1008个摄像*56G*7=395136G=385T左右。以市场上4T硬盘计算，它在电脑上显示约3700GB,h.265编码格式，则可以使用96块硬盘，完全够用。五、方案具体规划我们采用IOGb以太网作为存储网络来传输所有视频流，存储阵列采用1台APT双控制器IOGb的IPSAN阵列（3U16盘位），外接5台ApTJBOD扩展柜。总共安装96块SATA硬盘。如何利用这96块硬盘以满足24台NVR系统传来的视频流呢？每台NVR分配一个RAID组，而不是将这96块硬盘组成一个巨大容量的RAID组，因此，这96块硬盘可以每4块硬盘组成一个RA1D5,组成24个RAID组。APT双控制器IOGbiSCSI磁盘阵列可同时支持最多128台主机访问，而24台NVR系统还不到它能支持主机数量的一半，说明还有很大的增长空间。另外为了提供更高的数据保护，APT双控IoGb系统配备了双控制器，支持容错、故障切换、故障恢复和负载均衡。势该方案可以用于大型公共监控系统中，如机场、港口或大型设施，如平安城市、博物馆、医院、商场和赌场。它具有以下优点：可扩展性：该方案可轻松满足不超过1000路高清IP监控需求，如果需加入更多的IP摄像头，可以通过增加NVR和APTJBOD扩展柜系统以扩大存储规模。管理方便：NVR系统和APT双控IOGb存储阵列都支持远程管理，可以减轻IT管理员的负担。这里面补充下，有朋友可能会问，现在市场上面也有少量的128路的NVR,因为NVR是x86架构储存+监控软件，他本身也有磁盘阵列功能。NVR主要用于中小型监控的方案中，但对于大型监控应用来说，NVR他短板大于他的优势，监控点多，码流大，压力高，容量大等问题，都会使它使用起来力不从心，而对于大型公共监控的要考虑其扩展性、易管理性，所以采用IPSNA的解决方案。