Сетевое хранилище для видеонаблюдения

NAS или DAS для видеонаблюдения?

IT-технологии окружают нас повсюду. Они делают нашу жизнь удобнее, наш бизнес успешнее, повышают эффективность, и часто экономят значительные средства. Все больше появляется специалистов, которые возводят в абсолют все, что предлагает рынок IT и не задумываются о том, а на сколько же та или иная технология применима к конкретной ситуации, и получает ли от этого выигрыш его компания или производимый продукт, который основывается на этих IT-решениях.

Часто можно наблюдать, что простейшие функции реализуются с использованием сложнейших программно аппаратных комплексов. В своей практике работы с партнерами над крупными проектами систем видеонаблюдения мы слышим от молодых и энергичных специалистов: «Здесь мы поднимем виртуальный кластер, здесь будем все скидывать по iSCSI на NAS, здесь подключимся к облаку и будем мониторить серверы» и т.п.

В сегодняшней статье мы хотим еще раз поднять тему построения системы хранения данных (СХД) и рассмотреть ее в призме крупных проектов видеонаблюдения, где у проектировщиков возникает большой соблазн поставить централизованное хранилище на основе Network Attach Storage (NAS). На столько целесообразно использовать NAS для систем видеонаблюдения, и с чем приходится сталкиваться при эксплуатации подобных решений со стороны заказчика — об этом в нашей статье.

Важное замечание

Информация в статье относится преимущественно к построению СХД в средних и крупных системах видеонаблюдения.

Начальные условия. Специфика видеонаблюдения

Для того, чтобы рассуждать о возможных решениях и сравнивать варианты, нужно определиться с задачей, которую предстоит решить. Для записи архива в системах видеонаблюдения можно выделить ряд ключевых особенностей процесса записи, и ряд требований к подсистеме хранения данных с этим связанных:

одно приложение
в системе видеонаблюдения с видеоархивом работает одно приложение — программное обеспечение для системы видеонаблюдения

один тип данных
записываемые данные одного типа. Доступ к данным так же осуществляется из одного приложения — вне этого приложения данные абсолютно бесполезны

постоянная высокая нагрузка
для видеонаблюдения характерен постоянный и часто значительный поток данных, которые нужно гарантированно записать

приоритет на запись
в большинстве систем видеонаблюдения СХД работает в основном в режиме записи. Просмотр осуществляется выборочно и нерегулярно. Запас полосы пропускания СХД и стабильность доступа имеют принципиальное значение

обработка в режиме реального времени
IP-камеры постоянно передают информацию о происходящем, и все действия по записи архива должны осуществляться в режиме реального времени. В случае коллизий и снижения производительности СХД высокий риск потерять данные, восстановить которые будет невозможно

отсутствие back-up
в случае возникновения происшествия, необходим оперативный доступ к видеозаписям. Какой из записанных фрагментов и за какой период времени понадобится оператору видеонаблюдения — мы заранее не знаем. В связи с этим мы не можем перенести данные куда-то в долговременное хранилище, или сжать. Вторая причина — количество данных очень большое и их перемещение нерационально. К тому же, это дополнительная нагрузка на дисковую подсистему и информационные сети.

Из этого списка мы понимаем, что специфика систем видеонаблюдения значительно отличается от стандартных задач в корпоративных приложениях. С другой стороны, вы можете возразить: «Но ведь IT-решения изначально создаются как универсальные, и их можно использовать для различных задач.». И будете правы! Одним из таких решений является хранение данных на сетевых хранилищах — Network Attach Storage (NAS). Изучая спецификацию для NAS, можно заключить, что с помощью этого устройства доступно гораздо больше, нежели какая-то там запись видеоархива.

Применение NAS в видеонаблюдении

Целевое использование NAS — это мощные корпоративные сети и приложения, где есть «горячие» и «холодные» данные. «Горячие» — которые часто востребованы и доступ к которым должен осуществляться быстро. «Холодные» — это различного рода бэкапы и другие большие данные, доступ к которым не критичен — не удалось записать бэкап сейчас, можно записать потом. И основное предназначение NAS — это хранение именно таких «холодных» данных. Данные крайне разнообразны и доступ к данным может быть многопользовательским и из различных приложений.

С использованием NAS доступно единое централизованное хранение данных с единым администрированием, на котором обеспечивается либо совместный доступ, либо наоборот выделяются области доступа для конкретного сервера или даже приложения, т.н. луны. Распространен интерфейс iSCSI (создается виртуальный диск на сервере с прямым доступом и командами управления записью по ЛВС).

Технологии космические! Почему бы их не использовать для видеонаблюдения?

Все описанное для NAS значительно отличается от того, что нужно для видеонаблюдения. Мы ранее сформулировали специфику работы с данными в видеонаблюдении: одно приложение, пишет один тип данных, у которых равный приоритет. Доступ к данным должен быть постоянным и гарантированным. Это актуально в первую очередь для процесса записи, но и доступ для просмотра для некоторых задач обеспечения безопасности может быть очень важен. Преимущества NAS в системах видеонаблюдения просто-напросто не востребованы. Более того: отдаление дискового массива от сервера по локальной сети не позволяет гарантировать непрерывную и надежную запись.

Использование NAS (Network Attach Storage) для записи архива сродни тому, что стрелять из пушки по воробьям. NAS создан для работы в корпоративных приложениях с многопользовательским доступом, а работа по ЛВС делает решения с применением NAS для видеонаблюдении еще и менее надежными.

Для видеонаблюдения нужен постоянный прямой доступ к подсистеме записи с большим объемом и производительностью, и здесь логичным решением будет применение DAS технологий (Direct Attached Storage).

Применение DAS для видеонаблюдения

Direct Attached Storage (DAS) подразумевает прямой доступ к дискам со стороны сервера. За этой аббревиатурой и понятием скрывается простое размещение дисков внутри сервера. Когда HDD много и нагрузка высокая имеет смысл объединить диски в RAID. Тем самым мы можем одновременно увеличить и производительность СХД и отказоустойчивость. О том, как устроена запись архива в разном ПО видеонаблюдения мы рассказывали в статье и видеоролике.

Может показаться, что размещение СХД внутри сервера — это какой-то моветон. Однако для задач характерных для системы видеонаблюдения вариант прямого доступа к дисковому пространству является самым надежным и оптимальным.

Преимущества DAS для видеонаблюдения:

  • DAS для видеонаблюдения обеспечивает постоянный гарантированный доступ ко всему пространству записанных данных
  • записи архива не помешают никакие сетевые коллизии
  • для оператора просмотр архива будет мгновенным во всей глубине видеоархива
  • ниже стоимость в расчете на 1Tb архива

Если серверов в системе видеонаблюдения несколько, то в каждом сервере размещается свое локальное СХД. Таким образом мы исключаем единую точку отказа, как если бы мы имели дело с одним большим NAS на всю систему видеонаблюдения.

DAS (Direct Attached Storage) для видеонаблюдения обеспечивает постоянный гарантированный доступ ко всему пространству записанных данных. Записи архива не помешают никакие сетевые коллизии. Для оператора просмотр архива будет мгновенным во всей глубине видеоархива.

Вы можете спросить — а если в один сервер не помещается необходимое количество дисков? Здесь два варианта:

Разделить СХД на два и более серверов
Как мы уже сказали ранее, в этом случае вы так же увеличиваете отказоустойчивость системы видеонаблюдения. Серверы могут обеспечивать взаимное резервирование функций работы с IP-камерами о чем мы рассказывали в статье и видеоролике.

Расширить СХД сервера добавлением полок с дисками JBOD
К одному серверу можно подключить до 4-х полок JBOD без снижения скорости доступа к массивам. Если учитывать, что стандартные 19″ шасси для сервера и JBOD позволяют подключать до 24-х дисков, то всего к одному серверу можно подключить до 120 дисков. Внушительное дисковое пространство не правда ли?

Сторонники NAS на все это могут возразить — так если сервер с DAS выйдет из строя, то мы потеряем доступ к СХД. И будут правы! Но если писать архив на NAS, то при выходе из строя сервера весь записанный массив превращается в миллионы никому непонятных файлов. Пока сервер не починят или заменят, массив на NAS настолько же бесполезен, что и архив внутри отказавшего сервера, несмотря на то, что доступ у нас к этим всем файлам сохраняется. Да и кто сказал, что аппаратная начинка у NAS надежнее специализированной серверной платформы!

Важное замечание

Применение NAS для видеонаблюдения зачастую является даже не выбором проектировщика, а условием со стороны заказчика. У заказчика есть корпоративное хранилище — так почему бы его не использовать и для записи видеоданных? В итоге, в процессе записи данных в системе видеонаблюдения появляются компоненты, которые находятся в ведении совершенно разных структур и департаментов — IT и безопасности. В случае проблем с записью, разобраться что явилось этому причиной крайне затруднительно — то ли сервер видеонаблюдения не передавал, то ли сети не справились с огромным потоком, то ли NAS был недоступен. Как найти крайнего? И стоило ли это простое желание все центролизовывать и идти на поводу у IT-шников?

Читать еще:  Как подключиться к видеорегистратору по сети?

Подробно задачу резервирования, использование NAS для видеонаблюдения и JBOD мы рассматривали в нашем видеоролике:

Заключение

Тема хранения данных в системах видеонаблюдения является одной из ключевых при построении системы видеонаблюдения. Видеоархив позволяет эффективно проводить расследования и собирать доказательную базу в случае возникновения ЧП. Стоимость СХД может достигать до 20% и более от стоимости всего проекта. Поэтому ошибка в выборе решения может сделать дорогостоящую систему бесполезной и ненадежной.

Обратить внимание

Наша компания бесплатно осуществляет услуги консалтинга по проектированию, а также проводит аудит спецификаций проекта, который избавит вас от рисков совершить ошибку, при выборе проектного решения. Прислать запрос можно на email: info@videomax-server.ru, либо связаться с нами по бесплатному телефону 8 800 302-55-46.

Специалистами компании Видеомакс за 13 лет накоплен уникальный опыт создания отказоустойчивых решений для записи архива в системах видеонаблюдения, и мы с удовольствием делимся с вами этой информацией. Дополнительные материалы по теме построения СХД для видеонаблюдения в статьях и видеороликах на YouTube. Не забудьте зарегистрироваться на сайте для получения уведомлений о новых полезных материалах о построении систем видеонаблюдения.

Взгляд компании Видеомакс на специфику применения IT-технологий в видеонаблюдении в выступлении генерального директора Александра Юнисова на конференции PROIPvideo2017:

Какое выбрать хранилище для видеонаблюдения?

Для Вашего объема записи покупать сетевое хранилище не очень актуально. Если вы продолжите использовать запись на скорости 8 к/с, то приблизительный объем записи от одной камеры должен составить 0,167 МБ/с. Это значит, что два месяца записи укладываются в
3600*0,167*24*60*20=17 280 000 МБ, что влезает в массив не менее 17 ТБ.
Если не использовать RAID, то вас устраивает 3 диска по 6 ТБ. С шестью дисками вы влезаете в RAID1, что очень сильно в избытке, четыре диска будет оптимальным решением, можно использовать RAID5 или не использовать ничего.
Таким образом, для Вас наиболее целесообразно прикупить NVR (сетевой видеорегистратор), поддерживающий 24..32 камеры и 4 жестких диска. Например DS-7732NI-K4, NVR5432-4KS2. Или хорошей идеей будет использовать ПО для видеонаблюдения ISS SecurOS Lite, соответствующим образом доработав или заменив Ваш компьютер под его требования (все ПО и информация о нем бесплатно скачивается с сайта поставщика, в первой же выдаче поисковика) Для четырех дисков необязательно использовать дискретный RAID-контроллер, лучше приобрести качественную материнскую плату с хорошим контроллером Intel, например любая Gigabyte семейства Ultra Durable. Intel Rapid Storage следует, однако, отключить.
Сетевое хранилище для малых систем это не лучшая практика, так как недорогие хранилища (сравнимые по цене с регистратором являются практически бытовыми) грешны отказами и низкой скоростью доступа. Высокоскоростные хранилища от крупных разработчиков омерзительно дороги для прожорливых систем видеонаблюдения.
По поводу использования RAID есть так же своя особенность — Ваши диски прослужат дольше без него. Но если Вы записываете действительно что то важное, лучшей практикой будет использовать RAID6 или 1, так как без него максимальной будет вероятность выхода из строя последнего использованного диска, а значит потеря записей последних дней, и этим кто нибудь да сможет воспользоваться.

Если вы по каким то причинам захотите использовать 24 к/с, то объем записи составит ок. 50 ТБ, но и в этом случае лучше использовать компьютер, но с корзиной, и может быть дискретным RAID-контроллером, или NVR поддерживающий 8 дисков. NVR в этой ситуации сильно выигрывает в бесперебойности.

Здравствуйте. Огромное спасибо за такой ОТВЕТ!

Сейчас у меня 16 камер все это крутиться на:
Материнка — из самых дешевых
CPU — i3-3240
ОЗУ — 2г (хватает, но расширю до 4)
Жесткий диск — 2 * 2тб = 3,8тб
ОС — Win7
Программа — ivideon (бесплатная)
Запаси хватает на 35 дней!! (но не все камеры 720p)

Хочется максимально дешего! Видеорегистратор это хорошо но дорого (Может когда нибудь . )
Тогда получается мне надо докупить еще пару жестких и материнку, в которую поместиться 5 жестких (1 для ОС)? Жесткие объединить в рейд 0? Отказоустойчивость не сильно нужна, ничего критического не храним!

Используем Synology для сервера IP-видеонаблюдения

Одной из причин популярности NAS-ов во всем мире стала их многофункциональность: одно устройство может не только содержать на себе десятки гигабайт информации, выполнять функции локального почтового сервера и web-хостера, а так же выполнять еще дюжину важных функций, среди которых — сервер видеонаблюдения. Сегодня мы подробно рассмотрим функционал NAS-ов Synology в области видеонаблюдения, и этот материал будет полезен как тем, кто уже купил Synology домой или на фирму, или кто ещё только подбирает оборудование для обновления офиса.

Считается, что Великобритания — лидер по количеству камер видеонаблюдения на душу населения, но для нашей страны, живущей в постоянном ожидании очередного апокалипсиса, видеонаблюдение и охрана стали неотъемлемой частью бытия. В Москве вы не сделаете и шагу по городу, чтобы не попасть в область зрения какой-то камеры, и не пройдёте ни в один офисный или бизнес-центр, не предъявив документы на охране. Так что камера на входе — это такой же обязательный аттрибут офиса, как и компьютер. Даже без секретарши можно обойтись, но без камер — ни за что!

Низкая стоимость позволяет легко устанавливать камеры видеонаблюдения в подъездах, на стенах дачных домов, да даже в квартире, чтобы находясь в отпуске, контролировать, все ли в порядке дома. Ну и плюс ко всему, видеонаблюдение — это новый тренд для «техногиков», которые уже применили самые последние достижения технологий в своих квартирах.

Почему стоит рассматривать именно IP-камеры?

Если вы посмотрите на цены камер видеонаблюдения, то обнаружите, что простенькую китайскую камерку можно купить за 1000 рублей. Возможно, даже с ИК подсветкой для съемки в темноте. Но мы будем говорить о цифровых IP-камерах, потому что именно в этом направлении сегодня развивается индустрия систем наблюдения. В отличии от аналоговых камер, транслирующих высокочастотный сигнал, IP-камеры передают готовый медиа поток. Что это означает на деле? Про удобство монтажа меньшим количеством кабелей, передачи данных на большие расстояния мы уже говорили — это итак понятно.

Но что еще более приятно — параметры камеры теперь не привязываются к параметрам сервера или регистратора. И если вы захотите использовать HD-камеру, вам не нужно будет тратить целое состояние на HD-регистратор. Возможно, вам потребуется какая-то особенная функция на одной или двух камерах, и вам не придется платить за регистратор более высокого уровня. Ведь вы же не сомневаетесь, что производители систем видеонаблюдения сдерут с вас три шкуры и за количество портов для плат, и за разрешения, и за сетевые функции и за каждую галочку в списке поддерживаемых функций. Плюс к этому, при большом числе камер, видеорегистраторы уже начинают занимать слишком много места в офисе, потреблять электричество и шуметь. И в случае, если надо воспользоваться видеозаписью, вдвойне обидо, что на кадрах съемки не видно ни лиц, ни номеров автомобилей. Для видеодомофона в подъезде или проходной на заводе, аналоговые камеры — вне конкуренции, но для более серьезных задач переходим на «цифру».

С IP-камерами все куда проще: вы можете выбирать более качественные камеры с высоким разрешением для тех помещений, где надо видеть лица людей, простенькие камеры для помещений, где важно просто знать о присутствии посторонних. Не можете тянуть кабели — используйте Wi-Fi или PowerLine для отдельных камер. Вне зависимости от числа IP-камер, для передачи данных на регистратор понадобится 1 или 2 кабеля витой пары, а сам регистратор — это компактный сервер, данные на котором надежно защищены RAID-массивом, к которому возможен простой удаленный доступ, в том числе и с iPhone, который работает бесшумно и при этом имеет вменяемую стоимость.

Да, и не забудьте, что все поддерживаемые камеры могут передавать не только видео, но и звук. А если для аналогового сервера видеорегистрации хорошим параметром считается скорость записи в 200 кадров в секунду при разрешении 704×288, то для NAS-а те же 200 кадров в секунду достигаются при PAL или NTSC разрешении (720×576 или 720×480). Но при скорости 150-160 мегабайт в секунду, понимаешь, что эти параметры легко могут быть увеличены.

Согласитесь, NAS — это ведь не менее важная часть инфраструктуры, чем видеонаблюдение — часть системы безопасности. Так почему бы не объединить их в одно устройство, сэкономив на установке и обслуживании?

Почему именно Synology?

На сегодняшний день Synology — один из лидеров в производстве универсальных NAS-ов для дома и малого бизнеса. Постоянно совершенствуясь в борьбе со своим главным конкурентом, компанией QNAP, продукция Synology стала эталоном, на который стоит ровняться. И если вы решили использовать IP-видеокамеры и подключить их к серверу для централизованного хранения записей и событий, то скорее всего вы будете выбирать между NAS-ами QNAP и Synology. И здесь важно осознать ключевое отличие двух идеологий. Компания QNAP имеет в модельном ряду как NAS-ы серии TS или SS, так и отдельно серверы видеонаблюдения серии VS и NVR. Внешне это одно и то же, но на программном уровне различия огромны. Ну например, 6-дисковый сервер видеонаблюдения QNAP VS-6016 Pro поддерживает подключение до 42 IP-камер напрямую и работу со 128 камерами в каскадном подключении через другие серверы QNAP. Но в вопросах файлового шаринга, принт-сервера, подключения по iSCSI и организации библиотеки iTunes он — полный ноль. А такая же 6-дисковая модель NAS-а TS-659 Pro умеет все это, но поддерживает подключение лишь 4-х камер. Вы поняли, что вам нужна пятая камера? Извольте в магазин за новым устройством.

Читать еще:  Как подключить камеру видеонаблюдения к телевизору напрямую?

У Synology совершенно другой подход: компания не имеет специальных серверов для видеонаблюдения, а любой из NAS-ов компании вы можете задействовать в качестве сервера IP-камер. Бесплатно покупателю полагается лицензия лишь на подключение одной IP-камеры, а если хотите больше — извольте докупить лицензию. На текущий момент серверы Synology поддерживают до 40 камер. Например, 5-дисковая модель DS1511+ для малого бизнеса поддерживает лишь до 20 камер. Вы можете приобрести лицензию на 4 камеры (220$) или на 1 камеру(60$). Лицензия представляет собой электронный код, так что для получения её вам нужен лишь доступ в интернет, а ехать к продавцу в офис не обязательно. Хотя, если вы покупаете лицензии в подарок (а почему бы и нет?), то можете приобрести их в красивом пакетике с кодом, красиво и можно в руках подержать.

Вариант, предлагаемый QNAP, удобнее для крупных заказчиков: торговых центров, казино, стадионов, словом тех, у кого денег хватит и на сервер видеонаблюдения, и на NAS, и ещё на пару «мерседесов». А решение от Synology позволяет более гибко масштабировать свою сеть, оплачивая лишь то, что вы планируете использовать. Хотите поставить 5 камер? Нет проблем, купите лицензию. И продолжайте использовать ваш NAS для бэкапов, хранения базы 1C, хранения файлового архива и так далее. Ну а максимальное количество поддерживаемых каналов — до 20 в моделях для малого бизнеса или до 40 — для средних организаций, конечно, более чем достаточно для офиса на 200 человек со складом и автостоянкой, если только вы не хотите засунуть камеру каждому сотруднику под нос 🙂

Возможности Synology для видеонаблюдения

Современные IP-камеры достаточно умные, чтобы работать самостоятельно, посылать уведомления и складывать видеозаписи на сетевой диск. Но как ни печально, чем умнее техника, тем сложнее ей управлять. Даже IP-камеры разного класса от одного производителя имеют различные интерфейсы управления, а уж о продуктах разных вендоров и говорить не приходится. Поэтому сервер должен прежде всего унифицировать управление всеми камерами в сети. NAS-ы Synology могут одновременно работать с камерами разных производителей, и управлять ими буквально из одного окна. На момент написания статьи компания заявляла о поддержке более 780 моделей IP-камер от 37 различных производителей, и этот список — не полный!

Очень важно понимать, что при использовании IP-камер, каждая из них устанавливает свой апплет для браузера. И как правило, эти апплеты совместимы с браузером Internet Explorer и Mozilla Firefox. Если у вас в системе несколько камер от разных производителей — будьте готовы установить все эти апплеты на свой многострадальный браузер. Надо ли говорить, что Internet Explorer не выдерживает такого поворота событий и частенько подвисает, тормозит и поглюкивает. В интерфейсе видеорегистратора, такого как Synology, пользователь не задумывается о том, через какой браузер работать с сервером — MSIE, FireFox, Chrome, Safari — результат всегда одинаковый, так как все механизмы используют AJAX, а если где и потребуется установить апплет, то он будет одним-единственным на все камеры.

Нам для тестирования хватило и пары камер: офисная модель Trendnet IP-540 с минимум функций и профессиональная Axis P5534-E с PTZ функцией, разрешением 1280×720, 18-кратным оптическим увеличением и запредельной стоимостью около 120 тысяч рублей (!).

Прежде всего, мы проводим стандартные настройки для файловых хранилищ Synology. Наша 5-дисковая модель DS1510+ позволяет организовать 15-терабайтное хранилище, а если вам покажется мало, то можете расширить его до 45 Тб (на 15 дисках) с помощью модулей расширения DX510. Для защиты данных мы выбираем массив RAID 5, хотя вы можете выбрать и RAID 6, а если используете диски разного объёма, то гибридный массив SHR от Synology, чтобы эффективно распределить каждый гигабайт пространства. Естественно, такая защита данных — обычное дело для хорошего NAS-а, но редкость для обычного аналогового или цифрового видеорегистратора.

Когда массив создан, общие папки распределены и настроены уровни доступа разных пользователей к ресурсам, можно кликнуть мышкой на ссылку Surveilance Station и, посмотрев на интерфейс, закрыть окно браузера и перейти к настройке камер.

Система хранения данных для видеонаблюдения начального уровня (до 200 камер)

Особенности хранения данных для видеонаблюдения

В контексте хранения данных для видеонаблюдения характерны многопоточные последовательные операции ввода/вывода. Каждая IP-камера создаёт свой последовательный поток данных для записи в хранилище видеоархива. В результате формируется существенная многопоточная нагрузка на запись.

При просмотре видео из архива осуществляются последовательные операции чтения, состоящие из одного или нескольких потоков. С точки зрения нагрузки на хранилище оптимально, когда проект не предполагает постоянного просмотра видео из архива множеством операторов с нескольких рабочих мест. Мониторинг в реальном времени не требует чтения данных, а просмотр из архива происходит по одной видеозаписи — изредка или даже постоянно. В таком случае основная нагрузка — 90% и более — будет приходиться на запись, и СХД не будет подвергаться ощутимой нагрузке на чтение.

В противном случае, когда требуется постоянный параллельный просмотр множества видеозаписей с разных камер из архива (например, казино, стадион, торговый центр), мы получим множество конкурентных потоков на чтение, и нагрузка на СХД резко возрастет. Следовательно, на то же количество камер придется ставить более производительную систему хранения или сокращать количество камер на массив (контроллер).

В случае СХД для видеонаблюдения начального уровня (до 200 камер) проблема обновления или масштабирования действующей инфраструктуры возникает не так часто, тем не менее для компактных CCTV-систем характерны те же требования и сценарии, что и для разветвленных конфигураций. В следующем разделе приведем примерные требования к хранению данных, полученных из 200 параллельных потоков высокого разрешения, и соответствующие решения, представленные технологией RAIDIX.

Требования к системе хранения

Оценим требования к вычислительным ресурсам и к подсистеме хранения, которые предъявляются в крупных проектах по видеонаблюдению. Предположим, что видеосерверы выполняют прием, обработку и запись видеопотоков в архив, а также другие необходимые функции VMS — без применения видеоаналитики, которая в разы увеличивает требования к вычислительным ресурсам. Отображение картинки с IP-камер для мониторинга в реальном времени и воспроизведение видео из архива должно осуществляться с выделенных УРМ (удаленных рабочих мест), что позволит снять с видеосерверов значительную часть вычислительной нагрузки (до 50%). УРМ видеонаблюдения представляют собой мощные ПК уровня графических станций со специальным клиентским ПО для подключения к VMS и возможностью вывода множества картинок на большие экраны.

За основу возьмем поток с одной IP-камеры по протоколам ONVIF (открытый стандарт взаимодействия IP-камер и VMS), с разрешением Full-HD (1920×1080), базовым кодеком H.264 и частотой 25 кадров в секунду, при условии высокой активности в кадре. Согласно онлайн-калькулятору ITV|AxxonSoft, одного из лидеров рынка VMS, такой видеопоток генерирует трафик 6,86 Мбит/с.

Вычислительные ресурсы, необходимые для обработки 200 видеопотоков, с запасом могут быть обеспечены 4х-ядерным процессором Intel Xeon E3-1225 V3 и ОЗУ 8–16ГБ. В плане мощности для задач начального уровня подойдет доступный сервер 1U.

Для хранения видеоархива глубиной 1 месяц (стандартное требование) на 200 потоков при условии круглосуточной записи потребуется хранилище с полезной ёмкостью порядка 423,93 ТБ. Такой объем хранилища достигается за счет использования большого количества дисков высокой ёмкости (4-6-8-10 ТБ).

Предлагаемая архитектура

Для организации хранилища такого объема при условии использования RAID-7.3 или RAID N+M понадобится около 60 HDD по 10ТБ:

  • 1 группа RAID-N+M из 55 дисков: 50 дисков — полезный объём, 5 дисков — контрольные суммы; 5 — дисков hotspare;
  • 2 отдельные дисковые группы RAID-7.3 по 28 дисков; 24 диска — полезный объём, 3 диска — контрольные суммы, 4 диска глобальный hotspare;
  • 3 отдельные дисковые группы RAID-6 по 18 дисков. 16 дисков — полезный объём, 2 диска контрольные суммы; 6 дисков глобальный hotspare.

Такое количество дисков можно разместить только в специальной стоечной серверной платформе 4U либо использовать внешнюю дисковую полку в комплекте с 1U-сервером, на котором будет выполняться обработка потоков.

Читать еще:  Как на компьютере посмотреть запись видеорегистратора?

Решение для хранения данных

В основе СХД для видеонаблюдения — программно-определяемая (Software-Defined Storage) технология RAIDIX, которая позволяет строить надежные, производительные и отказоустойчивые хранилища данных. Использование стандартных аппаратных ресурсов x86-64 и шасси высокой плотности позволяет СХД на базе RAIDIX достичь минимальной на рынке стоимости владения (ТСО), а также стоимости 1ГБ и IOps. Cтандартное оборудование позволяет гибко подобрать оптимальную конфигурацию для построения высокоскоростной отказоустойчивой СХД для нужд видеонаблюдения. «Рэйдикс» предлагает гибкие решения, соответствующие конкретному количеству камер и нагрузкам, — без необходимости использования дорогостоящих систем, функционал и емкость которых превосходят реальные нужды заказчика.

Так, в конфигурации до 200 камер могут использоваться любые х64-серверы и следующие компоненты:

  • 1—2 процессора Intel Xeon подходящей модели и необходимый объем ОЗУ;
  • один или несколько SAS HBA-адаптеров для подключения внутренней и/или внешних дисковых корзин;
  • один или несколько интерфейсов для синхронизации кэша в двухконтроллерной конфигурации; есть несколько вариантов: SAS, InfiniBand, Ethernet;
  • интерфейсы для подключения к сети SAN и/или NAS: Ethernet, InfiniBand, FC (для систем видеонаблюдения начального уровня адекватным решением также является Direct Attached Storage (DAS) — дисковые полки, подключаемые к серверам напрямую).
  • SAS/SATA диски (HDD) большого (3,5”) или малого (2,5”) форм-фактора; любая подходящая модель от любого производителя – без ограничений;
  • серверная платформа, подходящая для установки перечисленного выше оборудования.

СХД на базе RAIDIX решает следующие типовые задачи видеонаблюдения:

Обработка и хранение ненормированного потока данных с камер различных производителей с разрешением от VGA до Full HD/2K/4K/8К

Производительность решения RAIDIX оптимизирована под задачи хранения больших объемов видеоданных. Пиковая производительность может достигать 40ГБ/с для стандартной стойки в 42U. Система также настроена на максимально эффективное использование стандартного оборудования путем распараллеливания всех операций ввода-вывода. Высокая производительность СХД RAIDIX достигается в том числе при использовании конфигураций RAID6, RAID 7.3 и RAID N+M на операциях чтения и записи и поддерживается в режиме отказа накопителей и при реконструкции массивов.

Кроме того, система предоставляет возможность использования многогигабайтных объемов кэш-памяти для одновременной обработки десятков «тяжелых» потоков данных с задержками, не превышающими несколько миллисекунд.

Обеспечение целостности данных

Частичная потеря информации при сохранении видеоданных может привести к потере всего записываемого видеопотока. Использование уникальных алгоритмов расчетов RAID, в частности, RAID 6 с двойной четностью и RAID 7.3 с тройной четностью, позволяет добиться рекордной скорости и надежности хранения данных. Массив остается работоспособным при выходе из строя до 3-х дисков в группе без потери производительности.

Обеспечение отказоустойчивости при записи

СХД обеспечивает полную отказоустойчивость при выходе из строя дисков или дисковой полки, наличии скрытых ошибок на секторах диска, отказе контроллеров СХД или их компонентов и под воздействием человеческого фактора. Решения RAIDIX не имеют единой точки отказа и обеспечивают уровень доступности не ниже 99,999%.

Возможность использования различных интерфейсов и протоколов передачи данных

RAIDIX поддерживает подключение по всем распространенным интерфейсам для блочного и файлового доступа: SAN (Fibre Channel, iSCSI, SAS, InfiniBand) и NAS (NFS, AFP, SMB и др.).

Видеонаблюдение на NAS архитектуре

В этой статье рассмотрим NAS архитектуру построения систем видеонаблюдения. В каких случаях это целесообразно и какую экономическую выгоду может получить заказчик.

В начале разберемся, что скрывается под абревиатурой NAS, хотя большинство из наших читателей и так прекрасно это понимают.

NAS от английского слова Network Attached Storage — сетевая система хранения данных или сетевое хранилище. То есть в самом простом варианте NAS представляют собой внешние жёсткие диски, которые подключаются к сети и позволяют пользователю или группе пользователей работать с общими файлами локальной или распределенной сети находящимися на NAS диске.

В качестве NAS хранилища так же может выступать обычный компьютер с жесткими дисками на борту. В результате этого получается дешевая и мощная альтернатива раздельным решениям. Сервер NAS поддерживает резервирования, синхронизацию файлов и папок, а так же вы сможете собрать на нем RAID массив.

Архитектура NAS максимально оптимизирована под свою основную задачу: предоставить быстрый доступ пользователя сети к данным расположенным на NAS сервере

После того как мы разобрались с NAS, вернемся к системе видеонаблюдения и разберемся как NAS поможет нам при установке новой системы видеонаблюдения.

Все большую долю в установке систем видеонаблюдения занимает именно IP видеонаблюдение. Преимущество перед аналоговыми системами видеонаблюдения уже обсуждались нами в других статьях. Ключевыми для установки системы IP видеонаблюдение являются:

  • Устройства регистрации: IP видеокамеры
  • Каналы передачи данных: в случае IP видеонаблюдения — это существующая локальная сеть фирмы или отдельно выделенная сеть безопасности предприятия.
  • Устройство вывода данных: мониторы, видеостена, удаленно подключенные к системе пользователи
  • Устройства принимающие данные: IP видеорегистраторы, видеосервера.

Остановимся на основном узле системы IP видеонаблюдения: IP видеорегистратор или видеосервер и рассмотрим несколько вариантов монтажа системы IP видеонаблюдения используя NAS хранилище.

Бюджетный вариант монтажа IP системы видеонаблюдения

Не секрет, что при установке новой системы IP видеонаблюдения заказчик сталкивается с дилеммой: какое оборудование и программное обеспечение для видеосервера лучше выбрать. Это может быть как IP видеорегистратор, готовый видеосервер с предустановленным программным обеспечением одного из производителей, так и собираемый вручную сервер отвечающий поставленным задачам и отдельно выбранное программное обеспечение Macroscop, Trassir, ITV, VideoNet, Secure OS и т.д. Как правило это оборудование и программное обеспечение стоит не малых денег.

Но так же, на рынке производителями систем безопасности в области IP видеонаблюдения создаются свои программные пакеты для собственных IP видеокамер и регистраторов, которые поставляются с оборудованием абсолютно бесплатно. Например Rvi, Hikvision, SpyMax и другие производители поставляют бесплатно программное обеспечение: системы централизованного управления (Central Management System CMS), которые позволяют строить масштабируемые, распределенные системы видеонаблюдения.

Таким образом при установке подобной системы IP видеонаблюдения из сметы сразу убирается одна из самых дорогостоящих позиций: IP видеорегистратор или сервер с программным обеспечением. Вместо выше указанного оборудования может быть использован обычный компьютер (NAS сервер) с установленным на него или удаленно бесплатным пакетом программного обеспечения, к которой привязываются и настраиваются IP видеокамеры, регистраторы и другие элементы системы видеонаблюдения. Конечно мы не утверждаем что это панацея, так как профессиональный сервер должен подбираться под конкретно поставленную задачу: производительность, глубина архива, способность интеграции со сторонним оборудованием систем безопасности, аналитика, но для монтажа небольших систем IP видеонаблюдения вполне жизнеспособное решение.

Удаленные NAS хранилища данных в системах видеонаблюдения

Установленная по всем правилам профессиональная система IP видеонаблюдения на базе собранного сервера с предустановленным ПО одного из разработчиков Macroscop, Trassir, ITV, VideoNet, Secure OS и т.д. , так же может быть дополнена NAS хранилищем данных. Как утверждалось выше это может быть выносной NAS диск, обычный компьютер или отдельный сервер фирмы с RAID массивом и функционирующими сторонними приложениями. При этом на центральном сервере видеонаблюдения может быть настроена запись видео потока, лога событий и ошибок на удаленный сетевой NAS сервер или жесткий диск. Таким образом мы повышаем отказоустойчивость и резервирование системы безопасности объекта в целом.

Дополнительные возможности сетевых хранилищ

Гибкое наращивание глубины архива системы видеонаблюдения

Сетевые хранилища позволяют поэтапно увеличивать объем дискового пространства, которое увеличивает глубину архива системы видеонаблюдения. Реализовать это можно благодаря монтажу дополнительных сетевых дисков или удаленных сетевых хранилищ.

Как самый простой пример вы можете установит в вашей локальной сети внешний NAS диск и настроить на сервере видеонаблюдения запись на этот диск по переполнению основных жестких дисков или дублированию записи.

Цифровая подпись

Весь архив в сетевом хранилище может обладать цифровой подписью, что позволяет исключить фальсификацию видеоматериала и его изменение.

Ограничение доступа

Ограничение доступа к сетевому архиву на основе разграничении имени пользователя и пароля позволяет повысить безопасность системы в целом.

Отказоустойчивость

Сетевые хранилища позволяют строить не только удобные, производительные и легко наращиваемые системы видеонаблюдения, но и создавать отказоустойчивые решения. Дисковые массивы на базе NAS позволяют восстановить ранее записанные данные в случае выхода из строя одного или нескольких жестких дисков (обычно это достигается установкой и настройкой RAID массива или дублированием записи данных в отдельное сетевое хранилище системы видеонаблюдения при потере связи с основным архивом системы видеонаблюдения).

Экономия заказчика

Как было написано в статье выше, при установке системы видеонаблюдения заказчик может отказаться от дорогих решений: IP видеорегистратора, сервера видеонаблюдения, платного пакета ПО сторонних разработчиков и воспользоваться бесплатным программным обеспечением CMS поставляемым бесплатно или за отдельную сумму, собрав на базе NAS хранилища достойную IP систему видеонаблюдения.

Кроме того обычно выносные NAS хранилища и сервера имеют USB порты, что позволяет подключать к ним принтеры, МФУ, сканеры, факсы и другого периферийного оборудования

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector