海康威视CVR接NVR直存⽅案
1.1 需求概述
存储分系统的设计需建⽴满⾜承载应⽤系统要求的数据存储能⼒，根据⽤户的⽹络和实际应⽤情况，对视频监控存储系统的建设要满⾜如下需求：?⾼性能 由于有多路摄像头数据并发持续写⼊，考虑以后摄像头的增加，并且同时有多路服务器可能读取数据，所以需要⾼性能处理的存储系统。
海量存储空间
要对海量视频数据进⾏存储，这就要求存储设备必须提供海量的存储空间。
集中式管理与共享
实现数据和存储空间的统⼀管理和共享，使数据的管理、备份⾮常⽅便。
可靠性
数据的安全性是第⼀位的，系统应保障在单点或多点故障的情况下，仍然能够持续运⾏，并能在线的恢复正常。
可扩展性
随着监控范围的扩⼤，摄像头数据量的增加和存储天数延长，存储系统的可扩展性尤为重要，良好的扩展性可以保证业务的连续性。
易⽤性
系统的操作应具有灵活简便，⼈机界⾯友好，易于掌握的特点，操作⼈员能够⽅便物进⾏使⽤及维护，使整个系统的功能得以最⼤实现。
1.2 存储架构设计
如何构建⼀个⾼效、经济、安全的存储架构对于平安城市的成功建设是⾄关重要的，我们采⽤分级存储、属地化管理、⽹络化调⽤等存储管理⽅式来构建平安城市视频图像信息存储系统。
图1.海量存储系统架构⽰意图
1.2.1 实时视频存储
通常NVR⽆法满⾜⼤路数视频监控的统⼀存储管理，在性能和接⼊路数上都不能⽆法满⾜⼤项⽬的实际需求。
实时监控存储应⽤中⽆论采⽤DAS直接存储结构或是SAN的⽹络化存储结构，都需要配置⼤量的视频
存储服务器。数据流通过视频存储服务器写⼊存储设备，点播回放的数据流也是需要通过存储服务器读出。
这样造成的问题有：
1)服务器往往会成为存储系统的瓶颈；
2)服务器增加了整体系统的单点故障；
服务器也增加了成本开销。
本项⽬拟采⽤海康CVR（直存技术），该⽅案有着不可⽐拟的技术优势，在稳定和性价⽐⽅⾯，⼀直领先业内各友商产品，并在2014年度第三⽅IDC排名中，连续4个季度位居榜⾸！
⼀、流媒体直存⽅案
把录像软件和播放软件嵌⼊到存储设备中是整体上解决服务器存储模式不 ⾜的⼀种新⽅法；编码器的视频数据直接写⼊存储，平台和客户端可以直接从存储中点播；降低了客户使⽤成本，也提⾼了性能和可靠性。
流媒体直存存储设备是集编码设备管理、录像管理、存储和转发功能为⼀体的视频专⽤存储设备。即把录像功能和播放功能嵌⼊到存储设备中，实现编码器数据流直接写⼊存储，或通过流媒体转发写⼊存储。平台和客户端可以直接从存储中点播、下载。流媒体直存技术可以提⾼系统性能和可靠性，同时降低客户使⽤成本，并具备⾼性能、⾼可靠、⾼密度、⼤容量、易扩展的特点。
因此，本⽅案设计采⽤先进的流媒体直存技术和视频监控专⽤存储设备，在区县级中⼼机房设⽴存储中⼼，⽤于集中存储管理本区县所有前端监控镜头的实时监控录像。
⼆、流媒体直存存储⽅案优势分析
采⽤流直存技术的存储设备是⼀款集编码设备管理、录像管理、存储和转发功能为⼀体的专⽤化存储设备，具备低成本、⾼性能、⾼稳定、⾼可靠、架构开放等优势特点，具体如下：
1)低成本
省去视频存储服务器（PCNVR）
⽀持低价的监控级硬盘作单盘模式或组建RAID；
⽀持视频抽帧存储，可节省存储空间。
2)⾼性能
⽀持⾼达512路2M码流并发写⼊；
视频流⽆需打包成⽂件，可即时回放查看、快速定位，检索效率⾼；
采⽤专⽤数据管理结构，⽆⽂件系统，规避长期循环覆盖写产⽣的⽂件碎⽚⽽引起的系统性能下降的问题；
对外提供⼤容量录像卷。
3)⾼稳定
规避断⽹断电情况下，出现⽂件不可读或丢失的问题；
由于省去了存储服务器，简化了系统架构，降低了系统单点故障。
4)⾼可靠
设备级保护，⽀持N+1备机冗余，当在线设备故障时，备机⾃动接管
其业务；
断⽹补录（ANR），当前端设备与CVR设备之间的⽹络中断时，录像可⾃动保存在前端，待⽹络恢复后再回传到CVR设备；数据备份，可⽀持前端设备录像备份，录像数据本地备份和异地备份；
录像丢失检测报警，⽀持实时数据的丢帧报警（取流失败持续15秒报警）和历史数据丢失报警（每⼩时定时检测）。
5)架构开放
前端IPC/DVR/DVS/NVR等编码设备以RTSP/SIP（GB/T28181）/ONVIF/PSIA等标准流媒体协议或SDK私有流媒体协议，直
接通过
⽹络写⼊存储设备。
三、关键技术和重点功能
1)流数据管理结构
视频流直写存储采⽤流数据结构进⾏底层数据管理，实现基于裸空间的预分配策略，规避⽂件系统损
坏引起的⽂件不可读或丢失的问题，同时避免因⽂件碎⽚累积造成的覆盖写⼊性能衰减，保证性能稳定。
“合流“技术：⽆论多少个视频流进⼊存储后结合海康Smart Sequence in Cache技术完全汇聚成⼀个写⼊磁盘的顺序数据流，实
现并发随机转化为顺序录像，优化录像性能。为了实现合流技术，CVR
内部维护了⼀个全局虚拟化的映射表完成随机到顺序的数据映射。
“流存”技术：裸空间直接存储视频流，循环写⼊时视频流不断从头到尾覆盖整个存储空间，消除⽂件系统损坏问题带来的隐患，同时完全消
除循环覆盖带来的⽂件碎⽚问题，彻底解决因⽂件碎⽚导致的写⼊性能
下降问题。
2)丰富的部署⽅式和录像⽅式
部署⽅式
⽀持从IPC/DVS/DVR/NVR直接取流录像；
⽀持从流媒体服务器取流录像和在存储中进⾏流媒体转发；
⽀持主⼦码流录像，并可⾃动或⼿动切换。
录像⽅式
报警录像、定时录像、⼿动录像、移动侦测录像、信号量报警录像、视频丢失报警录像等多种录像⽅式。
3)抽帧存储
针对安防应⽤的特性，对过去⼀定时间的数据可进⾏抽帧存储，减少存储容量需求，抽帧后的录像数据仍然可以播放，录像质量不会降低。⽀持按1/2、1/4、1/8的剩余容量⽐例和抽I帧的不同策略抽帧⽅式。
4)N+1模式
系统运⾏时间较长时，难免不出现设备级故障。N+1备机冗余功能保证⼯作机故障时，录像业务不中
断，数据不丢失，提供设备级保护，提升系统可靠性。其⼯作原理如下：指定⼀台存储设备作为监控主机，对⽹域内其他存储设备（⼯作主机）启动监控功能，当发现被监控的⼯作主机出现异常成为故障主机时，此台监控主机主动接管故障主机的⼯作，可以实现取流，存储，下载，回放等功能，同时继续监控故障主机，当发现故障主机恢复正常成为⼯作主机时，则停⽌所有的接管⼯作，并将接管期间的录像数据回迁到⼯作主机中。
5)数据完整性
智能补录（ANR）
前端与数据中⼼⽹络异常时，前端设备启动录像并保存在本地存储设备上（SD卡，硬盘等）；⽹络恢
复后，录像⾃动回传到中⼼CVR存储，保证数据的完整性。同时，CVR设备⽀持回传策略设定，可选择在业务空闲时（例如下班
时间）进⾏回传，解决业务繁忙时录像数据与业务数据的带宽竞争问题。
录像丢失检测报警
针对恶劣的⽹络环境，经常出现⽹络中断导致视频数据丢帧或整段录像丢失的问题，为提升系统的可靠性和安全性，⽅便客户即时发现数据的不完整性，海康威视提出录像丢失检测及报警技术，该技术⽀持实时流检测机制和历史数据定时检测两种机制。实时流即时检测，当录像取流失败持续15秒以上则触发报警机制；历史数据固定每⼩时检测⼀次，当发现在策略调度时间段内或者⼿动录像时间段内存在录像丢失，则报警，同时恢复策略录像。
6)数据可靠性
数据备份
多种数据备份模式：与前端共同实现双重备份、存储本地备份以及存储间的异地备份。
双重备份：带存储功能的前端设备实现本地录像存储，可同时吐流存⼊存储设备，实现数据前端和存储双重备份；
存储本地备份：存储设备从前端设备取流后，将流数据写到录像卷的同时，⾃动将流数据备份到存档卷，不占⽤外部数据带宽，也⽆需平台⼲预。由于存档卷不会被循环覆盖，这增加了重要通道数据的安全性。
存储间异地备份：是指将存储A机器上的录像数据备份到B机器的存档卷中，防⽌A机器因为异常或录像卷循环覆盖⽽造成重要录像数据的丢失，可实现跨局域⽹备份，⽆需平台⼲预。
录像锁定
针对关键视频，需要超过录像周期时也不被循环覆盖。海康威视CVR存储设备可⾃动或按照策略对视频进⾏锁定。锁定⽅式：根据锁定策略，录像的同时实现加锁；⼿动执⾏锁定录像段。锁定周期过后，⾃动解锁，同时⽀持随时⼿动解锁。
VRAID（VideoRAID）技术
同⼀个RAID组内，⽆论多少块硬盘故障，只要还剩余⼀块⽆故障硬盘，其上⾯的视频仍可提供读取服务，最⼤限度的保护⽤户的数据资源，同时⽀持数据写⼊。
1.2.2 重要数据备份存储
重要数据备份存储系统主要⽤来备份核⼼监控点位的视频录像，以及保存报警事件关联视频录像、重
要案（事）件视频等重点关注的内容，要求保存的周期⾄少为3个⽉以上（案事件数据⾄少保存1年以上），⽬的是对重要数据做到备份存储，其主要存储的是视频、图⽚等⾮结构化数据，这些具有数据容量不⼤、数据数量巨⼤、单位信息较⼩等特点，同时具有检索、分析、⽐对等专业应⽤的需求。
基于上述备份视频存储的需求，本⽅案推荐采⽤与服务器结合紧密的iSCSI
⾼速块级存储技术——IP SAN。在中⼼机房部署IP SAN存储设备，实现备份数据的长时间保存。
1.3 存储策略说明
图像信息存储采⽤分级存储策略，⽀持多种存储设备共存。具体存储策略说明如下：1）、前端设备在县局中⼼机房汇聚和接⼊，并采⽤流媒体直存存储设备进⾏图像的⾼性能存储，实时存储视频不少于30天
2）、中⼼机房应采⽤IPSAN存储设备，对重点区域及重要图像进⾏保存。
3）、中⼼机房只对重要图像进⾏保存，采⽤IPSAN⽅式进⾏存储。
4）、中⼼机房可迁移存储关键监控点的视频图像。
5）、常态视频图像信息在保存30天后，如没有继续保存的需要，则被新的视频图像信息⾃动覆盖；如属于与案事件有关或其他重要的视频图像信息，可按⾏政管辖权限上传到上级监控中⼼保存，同时转移到本地监控中⼼专⽤的重要视频图像信息存储空间进⾏长期保存。
1.4 存储容量计算
1.4.1 视频图像存储容量计算
系统⽀持200万像素⾼清、130万像素⾼清图像的实时存储和管理，新建视频监控系统存储容量按照
1920*1080（1080P），4Mbps码流；1280*720(720P)，2Mbps码流。
其存储空间计算公式：单路实时视频的存储容量(GB)＝【视频码流⼤⼩(Mb)×60秒×60分×24⼩时×存储天数/8】/1024；
以⼀路视频图像在7天、15天、30天所需要的占⽤空间为例：
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