网络视频监控存储方案<下>

SAN的优势和不足

SAN优势

更好的适应性。分散的数据资源可以相互连接起来组成一个很大的总资源，为多台服务器适用。这些资源之间的距离可达10Km，这使得存储设备的重复使用变得简单有效。事实上，通过SAN架构，我们可以很轻松地从一种应用转到另一种应用。

更好的扩展性。服务器与存储设备不再一对一固定地连接在一起，新的服务器和存储设备可以动态的加入到SAN的设备池中。

更好的性能。通过光纤通道技术，数据的传输速度有了很大幅度的提高。同时，SAN的架构，支持LAN-Free和Server-Free备份，提高备份的效率和减轻服务器的负担，文件迁移都不必通过以太网传输数据，数据传输和应用的性能都有了很大的提高。

更高的可用性。通过SAN，可以利用新的集群技术通过任意一台服务器访问到需要的数据。而且数据可以自动复制到需要的任意地方。用户可以自由选择复制是磁盘/卷一级，还是数据库/文件系统一级。

增强的可管理性。SAN通过更高的可靠性和集中控制使管理变得更简单。

更高的可靠性。SAN的核心设备——磁盘阵列和磁带库，都有更高的可靠性和性能。光纤通道和交换机技术，使得SAN中出现单点失败，也不会影响整个网络的运行。而且，在SAN中，维护或更换设备以及对其进行配置，都不会影响整个网络。

SAN方案应当注意的问题

不能实现文件级共享：SAN只能通过光纤通道交换机或光纤通道集线器的功能和磁盘阵列或集中式存储管理系统所提供的LUN屏蔽功能等功能实现多台主机对存储设备的物理共享。不能让在不同主机上的应用共享同一个存储设备上的数据。对于这样的存储服务，除了要提供不同主机和存储设备之间的数据传输途径之外，也要解决不同应用访问同一个文件的协同问题。过去传统的做法是通过网络文件系统（NFS），NAS脱胎于网络文件服务系统，所以文件共享是NAS的基本特征。现今的做法则是通过SAN的集群文件共享文件系统来解决，目前还不能支持异构操作系统的SAN文件共享。

实施成本较高：构建一个基于光纤通道SAN，不仅仅需要购买光纤通道交换机或光纤通道集线器，还要考虑到为相关的每一台主机配置主机光纤接口卡（FC HBA）的成本，所以比直接利用原有网络基础的基于NAS的网络存储系统的成本高。

NAS的优势及不足

NAS的优势

实施简单容易。因为NAS设备通过标准的网络接口连入标准IP网络，使用标准网络地址, 采用专门用于数据存储的简化的操作系统, 并内置了与网络连接所需要的协议,所以整个系统的安装，设置，扩容和管理都比较简单。

整体拥有成本低。如果不考虑网络改造的成本，采用NAS因为利用现有网络资源，所以软硬件成本比SAN低。同时由于现有的IT人员往往对网络比对光纤通道技术更为熟悉，并且NAS使用、安装、维护较为简单方便，所以使用NAS的整体拥有成本比较低。

文件共享。这是NAS设备最基本的能力，因为NAS支持标准的文件访问协议NFS或CIFS，所以很容易实现文件级共享。

连接能力。NAS基于局域网实现，所以在IP网络上，只要带宽足够，NAS可以使很多台异构主机同时并发地访问多个网络，从而支持多个用户的访问。

NAS的不足

性能取决于网络负载因为TCP/IP协议使用的帧比较小，本身开销较大,占用带宽资源较多,所以NAS最适合于传输段时间内的小数据量的突发性需要快速响应时间的消息传输（比如WEB浏览）的应用，但不适合于大数据量的持续数据传输（如一些对存储性能要求较高的应用）。另外，当TCP/IP网络发生拥塞时，大量的数据包可能在没有任何警告的情形下被DROP掉，所以不得不重发，从而进一步增加了网络上的负载，使网络拥塞更加恶化。基于以上的原因，我们认为对于一些需要持续传输大数据量的应用，使用NAS是不适合的。

扩充能力的问题和扩充成本的问题NAS采用专有的操作系统和文件系统对于I／O处理性能的改善都是在NAS系统内部进行的，但是网络存储系统的扩充能力不仅仅指的是存储设备内部的扩充能力，也要考虑在一个基于NAS的网络存储系统内增加主机的能力和当一个NAS的容量不够时增加新的NAS设备的能力。

由于NAS在数据传输时对带宽资源的占用较大,所以NAS的性能受到网络负载的限制。当有较多的主机访问同一个NAS，可能会影响它的性能表现。在增加主机的数量对性能的负面影响方面,NAS的扩充能力不如SAN。

当一台NAS设备的容量达到极限，用户不得不需要另外购买一个新的NAS设备时，新的NAS设备的成本中包含了NAS的文件服务器、操作系统、文件系统和其它软件的成本，所以从扩容成本而言，新购买一个NAS的成本应该高于购买同档次的磁盘阵列。用户会发现NAS的成本会比单独购买一台基于光纤通道的磁盘阵列高。另外,相应的管理的难度和成本也会增加。

IP SAN

IP SAN中所采用iSCSI通信协议是internet Small Computer System Interface的缩写，实际上是一个互联协议，是SAN结构的一种。通过将SCSI协议封装在IP包中，使得SCSI协议能够在LAN/WAN中进行传输。

IP SAN特点

支持数据库应用所需的基于块的存储。虽然是通过IP传输，但iSCSI 却是基于块的存储，这有别于NAS的基于文件的存储。

基于TCP/IP，iSCSI是被封装在IP包中进行传输的，所以它具有TCP/IP的所有优点，诸如可靠传输，可路由等。

建立和管理基于IP的存储设备。因为主机和客户端之间的连接是建立在广泛使用的、为大家所熟悉的开放标准之上的。

提供高级的IP路由，管理和安全工具。现有的绝大部分网络管理工具都可以用来管理IPSAN。

IP SAN的优势

与FC SAN一样，IP SAN也属于SAN大家庭中的一员，它的优点正是FC SAN目前存在的普遍缺点。

低成本由于通过以太网进行传输，企业可以利用现有的以太网设施来部署iSCSI存储网络，而不需要更改企业的网络体系，所以他的部署成本比较低。由于对以太网的熟悉程度都比较高，所以培训和维护管理的费用也大大降低。

协议本身没有距离限制由于使用TCP/IP进行传输，他不但可以在局域网中进行部署，也可以跨过路由设备在广域网中进行部署，大大扩展了iSCSI存储网络的部署范围。

易于使用。由于iSCSI结构简单，容易理解，协议通用，即使是多个厂家的设备，也可以有机地结合起来共同使用，极大地保护了企业的投资。

易于扩展由于iSCSI存储系统可以直接在现有的网络系统中进行组建，并不需要改变网络体系。对于需要增加存储空间的企业用户来说，只需要增加存储设备就可完全满足，因此iSCSI存储系统的可扩展性高。

IP SAN的不足

IP SAN要求每台服务器上必须配备iSCSI Initiator。iSCSI initiator可分为三种：软件Initiator驱动程序、硬件的TOE HBA卡及iSCSI HBA卡。前面提到随着服务器CPU性能的提升，已经可以直接利用服务器板载千兆网卡结合软件Initiator驱动程序实现IP SAN的应用，但作为一项新技术，IP SAN尚存在一些需要解决的问题：

支援的平台及软硬件仍少：虽然目前Windows、Linux、UNIX、Netware都已陆续推出软硬件的Initiator，但数量及完备性仍不足，尤其是版本特多的Linux，目前只有SuSE及Redhat有解决方案；其中，SuSE只有软件、Redhat只有硬件。此外，HP-UX及Novell Netware只有软件，SUN Solaris则只有硬件，而且一些平台上的设定十分复杂困难。换句话说，目前只有微软Windows平台具备最完备的支持性。但是目前业界及政府机构的数据中心，有相当数量是采用非Windows平台系统，再加上也有不少公司内部系统是属于多种作业平台环境，所以各平台解决方案的提出，仍是iSCSI急待解决的重要课题。

传输带宽问题：目前iSCSI产品的1Gb带宽，尚不及FC的2Gb和最新4Gb，这方面待要等到10Gb以太网络普及之后，才有可能赶上。但就目前企业的网络状况来看，GbE以太网络的普及率还有待加强，所以10Gb何时来临，还是未定之数。

流量控制、链路冗余和负载均衡方面，远没有FC SAN做得好。

SAN的文件共享问题：与FC SAN一样，是需要亟待解决的问题，尤其是在Linux、Unix和异构操作系统环境下。

硬件iSCSI适配卡较贵：如果想要让整体效能有好的表现，那么就必须添置较贵的iSCSI HBA卡或稍贵的TOE HBA卡（TCP Offload Engine），整体成本会因而大幅攀升。据Brocade指出，不论是FC HBA卡或FC交换机的价格都在逐步调降中，同时该公司会推出价格颇为低廉的FC交换机，如此一来，在寻求高效能的前提下，iSCSI的成本优势会相对减少。

令人质疑的安全性：IP网络环境复杂，ISCSI设备能否很好的利用IP网络成熟的安全防范机制，抵御网络黑客和病毒的攻击，有待验证。

监控行业的PVG存储方案应用分析

视频监控对存储需求有如下几个特点：

1、对存储设备的容量扩展能力要求高，存储容量的多少随着画面质量的提高、画面尺寸的增大、视频线路的增加都会成倍地增加容量需求。

2、对存储的性能要求不高，但是需要能够满足长时间的连续数据读写，数据流量大但访问请求数量低，所以要求存储设备具有高可靠性。

3、数据保存周期短，一般的监控场所数据保存一定时间（如1个月）以后便可以删除。

要为视频监控选择合适的存储网络方案和存储设备，首先就要考虑存储网络方案的技术成熟度，能否兼容现有主流的监控设备、操作系统和应用环境，以及方案的总体拥有成本。其次要估算存储容量需求，选择适合存储网络架构的性价比最高、扩展性好、可靠性高的存储设备和数量。

以某监控项目400路视频监控系统为例，7×24小时监控，数据以MEPG4/H.264 D1压缩方式保存1个月便可以覆盖。MEPG4/H.264 D1压缩方式数据量：800MB/小时/路，1路即1路监控图像；1个月=30天=720小时；硬盘实际使用容量（裸容量）为监控图像数据总量的1.2倍；那么总的硬盘裸容量需求为800×720×400×1.2=276.5TB。

假定所有方案中每台视频服务器（Video Server）都只接入67路MEPG4编码压缩监控图像，该项目共需6台，实际上对于SAN的方案，如果视频服务器（Video Server）可支持接入更多路的视频图像，则可以适当减少视频服务器数量，这样可以降低服务器和存储网络的构建成本。