О чем речь? Системы хранения информации организуют с использованием жестких дисков и флеш-накопителей и с применением специальных хранилищ, рассчитанных на большой объем данных. Для видеонаблюдения применяется второй вариант.
На что обратить внимание? Объем хранилища – необходимое требование, однако не единственное. Не менее важно обеспечить высокую пропускную способность, производительность и отказоустойчивость.
- Задачи системы хранения информации
- Требования к системе хранения информации для видеонаблюдения
- Объем
- И не только объем
- Видеоаналитика
- Варианты систем хранения информации для видеонаблюдения
- NAS в видеонаблюдении
- DAS для видеонаблюдения
- Часто задаваемые вопросы о системах хранения информации
- Как правильно разместить СХД?
- Какие требования к системе хранения информации должны быть соблюдены?
- Какие меры позволят обеспечить доступность данных?
Задачи системы хранения информации
Системы хранения данных находят применение в различных сферах: файловые хранилища, архивы записей систем видеонаблюдения, массивы данных, виртуализация, создание резервных копий и т. д.
В зависимости от задач, для которых используется система хранения, выбирается определенное оборудование. Если важен объем данных, а требования к скорости невысокие, то подойдут HDD (например, для долговременно хранения файлов и резервных копий). Если важны и скорость, и объем, то лучше подойдут гибридные решения (flash + HDD). Если же критически важное значение имеет скорость чтения и копирования данных, то вариант один – системы all-flash, которые имеют небольшой объем, но зато гарантируют моментальный отклик на запрос.
Для систем видеонаблюдения обычно выбирают HDD-системы сбора и хранения информации, которые имеют умеренную скорость чтения единицы данных. Можно использовать и другие два варианта, однако в гибридных системах flash + HDD кеш быстро заполняется потоковым видео, и в результате все упирается в HDD с ограниченной скоростью. All-flash хранилища и вовсе станут пустой тратой денег, так как стоимость хранения данных окажется неоправданно высокой.
Для систем видеонаблюдения характерны многопоточные последовательные операции ввода и вывода данных:
- Каждая цифровая камера формирует собственный поток данных, которые записываются в архив. При большом числе устройств возникает значительная поточная нагрузка.
- При извлечении и просмотре видео из архива выполняются операции чтения данных одного либо нескольких потоков.
Для снижения нагрузки на хранилище желательно, чтобы операция чтения данных из архива не выполнялась одновременно несколькими операторами с разных с рабочих мест. Для просмотра видео в реальном времени обращение к архиву не требуется, а записи из архива извлекаются единично. 90 % нагрузки в этом случае приходится на запись данных, а нагрузка, вызываемая чтением информации, оказывается незначительной.
Если же необходимо систематически просматривать записанные в архив видео двумя и более операторами одновременно, то образуется несколько конкурирующих потоков на чтение, что значительно повышает нагрузку на хранилище. В этом случае возникает необходимость в сокращении количества видеокамер на массив посредством контроллера либо в использовании более мощного сервера.
Требования к системе хранения информации для видеонаблюдения
Объем
Эффективность любого комплекса с видеонаблюдением в значительной степени зависит от правильного выбора системы хранения и обработки информации. Особенно важен достаточный объем хранилища, который определяется в зависимости от числа видеокамер, разрешения видео, периода хранении информации, использования интеллектуальных функций анализа изображения.
Для того чтобы рассчитать оптимальный объем хранилища, можно воспользоваться одним из специальных калькуляторов, представленных в Интернете. При расчете учитывается качество видео, тип кодирования, число кадров за единицу времени и др.
И не только объем
В ряде случаев к системе видеонаблюдения предъявляются повышенные требования. Так, камеры, установленные в аэропортах, на вокзалах, ведут запись непрерывно в высоком качестве, а период хранении архива должен быть достаточно длительным. В этом случае непременными характеристиками СХД являются отказоустойчивость, способность функционировать 365 дней в году 24 часа в сутки. При этом должны одновременно выполняться операции записи и чтения данных с носителя.
К системам хранения информации, используемым для архивирования данных от камер видеонаблюдения, предъявляются следующие требования:
| Объем | Требования к вместимости хранилища данных зависят от количества и качества видеоинформации, времени хранения записей. Должно быть предусмотрено простое масштабирование и управление огромными массивами данных. |
| Пропускная способность | Современные камеры формируют видеоданные высокого качества и, как следствие, значительного объема. Их передача множеством серверов одновременно предъявляет высокие требования к пропускной способности сети. |
| Мощность | Производительность должна оставаться достаточной даже при выходе из стоя отдельных накопителей. Надо также обеспечить требуемое быстродействие при пиковых нагрузках, это необходимо для надлежащего функционировании средств видеоаналитики. |
| Надежность | Системы хранения данных для критических задач должны обеспечивать отказоустойчивую работу, доступность данных не менее 99,999 %. Также должна иметься возможность «горячей» замены компонентов. |
В системах, предназначенных для хранения информации, должно быть обеспечено беспрепятственное перемещение данных от одного уровня хранения к другому – между дисками, ленточными и облачными хранилищами.
Видеоаналитика
Статистика показывает, что примерно 90 % записей в архиве после их сохранения никогда более не используются. Передовые средства видеоаналитики меняют эту ситуацию. Современное программное обеспечение обрабатывает информацию в реальном времени, позволяя отсеять ненужные данные.
В результате появляется еще одно требование к системам хранения данных: способность наряду с приемом больших объемов информации передавать ее в аналитические системы.
Варианты систем хранения информации для видеонаблюдения
NAS в видеонаблюдении
Изначально NAS разрабатывалась для корпоративных нужд, предполагающих классификацию данных на холодные и горячие. К первой группе относится информация, которая может понадобиться в любой момент, ко второй – все прочие данные, которые можно поместить в резервные копии для долговременного хранения.
Именно о второй группе информации идет речь в контексте NAS. Холодные данные чрезвычайно разнообразны, и к ним может потребоваться доступ для множества пользователей, выходящих в сеть с разных платформ.
NAS дает возможность централизованно хранить информацию и управлять ею как в режиме общего доступа, так и разделять доступ (logical unit number) между серверами и различными приложениями. Чаще всего это делается посредством iSCSI-интерфейса: на сервере формируется виртуальный диск с непосредственным доступом, а администрирование по ЛВС выполняется специальными командами.
Вместе с тем нужды систем видеонаблюдения значительно отличаются от того функционала, который может предоставить NAS. Выше уже говорилось об особенностях управления информацией в комплексах видеонаблюдения: один и тот же тип данных с одинаковым приоритетом, архив формируется только одним приложением, необходим постоянный и надежный доступ ко всему массиву информации.
В основном доступ касается процесса записи, но при этом и чтение данных также может быть важно для охраны объекта. Функционал NAS здесь просто оказывается не востребован. Более того, при удаленности дискового массива от сервера в локальной сети невозможно обеспечить постоянную и надежную запись видеопотока.
Таким образом, NAS не подходит для записи архива, поскольку изначально она создавалась для иных задач – обработки данных в многопользовательских приложениях. Кроме того, применение ЛВС также снижает надежность записи архива.
Читайте также: Тревожная кнопка: виды, принцип работы и использования
DAS для видеонаблюдения
Поскольку для систем видеонаблюдения требуется непосредственный и круглосуточный доступ к колоссальным объемам данных, рациональнее использовать не NAS, а DAS – Direct Attached Storage.
В основе алгоритма DAS лежит непосредственный доступ сервера к дисковому хранилищу. Иными словами, HDD помещаются прямо внутри сервера. Огромные нагрузки и большое число устройств для хранения данных делают предпочтительным создание RAID-массивов, которые обеспечивают надежность системы и ее производительность.
Несмотря на возможные сомнения, установка системы хранения информации внутри сервера оказывается оптимальным решением, обеспечивающим непосредственный доступ к памяти диска. Именно такой вариант наиболее предпочтителен для современных систем видеонаблюдения.
DAS имеет следующие преимущества:
- Постоянный доступ ко всем записанным в хранилище данным.
- Надежная защита от любых перебоев сети.
- Возможность единовременного просмотра архива по всей глубине.
- Доступная стоимость одной единицы хранения данных.
Если система включает в себя несколько серверов, то каждый из них имеет свою локальную систему хранения данных. Это повышает надежность, так как нет единой точки отказа, как у NAS.
Пользователь может просмотреть необходимую запись на любую глубину в любое время. Система DAS позволяет избежать сетевых конфликтов.
Здесь может возникнуть проблема: если используется большое количество дисков, они не могут уместиться на одном сервере. Возможны два способа решения:
- Разделись систему хранения данных на несколько отдельных серверов. Это позволит повысить надежность и обеспечит взаимное резервирование данных.
- Расширить систему хранения данных, добавив к ней полки с дисками JBOD. Всего можно подключить до четырех таких полок без падения скорости доступа к информации. Типовые 19’’ серверные шасси позволяют использовать 120 дисков – более чем достаточно.
Сторонники систем DAS могут возразить, что если сервер DAS окажется неисправен, то можно потерять доступ к СХД. И такой риск на самом деле существует.
Между тем использование NAS тоже не позволяет решить эту проблему, так как при его выходе из строя также оказывается недоступен весь архив записей. До ремонта оборудования прочитать их будет невозможно. Аппаратная составляющая NAS не обеспечивает им никаких преимуществ перед системами хранения информации DAS.
Часто задаваемые вопросы о системах хранения информации
Как правильно разместить СХД?
В идеале система хранения данных должна иметь раздельные сегменты, на один из которых выполняется запись данных, а на втором будет храниться долговременный архив. Для видео должны быть обеспечены все условия для их доступности и сохранности. Этому способствует разработка алгоритма обработки данных на протяжении всего их жизненного цикла.
Какие требования к системе хранения информации должны быть соблюдены?
Необходимо позаботиться о том, чтобы СХД поддерживала простую масштабируемость. Заранее должна просчитываться перспектива развития, чтобы не возникло ситуации, когда при установке дополнительных видеокамер приходится менять устройства хранения. По этой причине ориентация на стоимость владения при подборе устройств уже не выглядит таким неоспоримым фактором.
Читайте также: Как обезопасить дом: охранные и противопожарные меры
Какие меры позволят обеспечить доступность данных?
Чтобы не потерять доступ к информации, рекомендуется дублировать каналы, а именно устанавливать по два сетевых адаптера на сервер и хранилище. При использовании роутера или свитча их количество должно подбираться с запасом.
При проектировании системы видеонаблюдения проблема выбора способа хранения архива оказывается одной их наиболее сложных. В продуманных системах на этот компонент расходуется до 1/5 вложений. С учетом того, что в большинстве случаев практический интерес представляет не запись в реальном времени, а именно архив записей, на которых фиксируются обнаруженные с запозданием события, экономия на сервере и риск потери информации могут сделать бесполезным все видеонаблюдение.
