安防视频监控存储市场：现状与未来方向

许钟生

　　2014年的中国安防市场整体增速较快，安防视频监控增长更是达到了26%。安防视频监控的存储市场也跟着水涨船高。视频监控从基本需求看到，到看清，再到看得好，其视频图像清晰度要求不断增加。视频图像分辨率从D1 到1080P 用了5 年（2005 年-2010 年），现在俨然已开始步入4K 时代，在未来，8K 时代也许会来的更快。

　　随着视频图像分辨率的不断提升，对视频图像的存储要求也越来越高。举两个例子来说：

　　1、单台存储设备2M 码率接入存储路数为256~512 路之间，而当图像质量提升到4M 码率时，其接入存储路数只有128~256 路，当图像质量提升到8M 码率时，其接入的存储路数只有64~128 路，可见视频图像质量的提升对单台存储设备的性能也提出了更高的要求；

　　2、1 路D1 图像（1M 码率）存储30 天需要的存储容量约为300GB 左右，1 路1080P图像（4M 码率）存储30 天需要的存储容量约为1.2TB 左右，1 路4K（8M 码率）存储30天则达到了2.4TB 左右，可见随着视频图像清晰度的增加，存储容量的需求也急剧增大。

1080P 图像和 4K 图像对比

　　当然，随着安防视频监控发展的又何止简单的视频图像质量的提升？目前安防视频监控系统正朝着海量、超高清、体育化和融合应用的方向高速发展。这几年，在中国，各行各业的安防视频监控系统建设如火如荼。安防视频监控摄像头的数量急剧增加，一个大学的平安校园建设，摄像机从1000个~3000个不等，一个中等规模城市的平安城市建设，摄像机数量可能超过1万个。1000路的1080P视频图像存储容量就可以达到1个PB（4M码率，24小时不间断存储30天），而1万路的1080P视频存储容量超过了10个PB（4M码率，24小时不间断存储30天），安防视频监控存储已经进入了存储P时代。

　　单台存储设备的性能和扩展性基本可以满足PB 级以内的视频接入和图像存储需求，但是要接入成千上万路高清1080P，甚至是4K 摄像机，存储几十PB、甚至上百PB 的数据，无论是性能还是容量都根本无法应对，其根本原因在于单台存储设备无法实现其性能与容量的线性增长。而采用多台存储设备叠加的方式勉强实现视频接入和图像存储需求时，由于多台存储设备间相互独立，缺乏有效的数据整合与协同处理能力，其实也额外带来了一些问题：

　　存储设备统一管理问题：几十台、上百台的存储设备其管理难度非常之大，必须由存储设备厂商提供专有的存储管理软件来完成设备的集中管理和维护，或者由安防视频监控平台厂商来提供存储集中管理。但是由于不同存储厂商的管理接口和协议各不相同，因此安防视频监控平台厂商在应对第三方存储设备管理时将变得异常困难。

　　存储资源按需分配问题：视频监控图像的存储时间一般在设计初期就会规划好，例如15 天、30 天等（特殊行业需求可能需要保存90 天甚至更长时间）。但是当用户根据实际需要对前端摄像机的存储天数进行调整时，单台存储设备的空间资源无论是扩容还是缩容都变得相当困难，根本没有办法真正做到存储空间的按需分配。

　　存储资源融合问题：安防行业囊括了门禁、报警、对讲、出入口控制、视频监控等诸多领域，其需要存储的信息包括视频图像、图片、文本、告警信息等。在以往的建设过程中，更多的是不同子系统各自建设不同的存储用来保存不同类型的信息，存储资源很难进行有效融合，既形成了信息孤岛也不利于空间的充分利用。

　　设备性能和存储空间无法共享及利用问题：按照简单的多台存储设备叠加方式部署的视频监控系统，可能先期建设的存储设备已经满负荷运载，而后期建设的存储设备因为考虑系统扩展性有一定的性能和存储空间冗余，而这部分性能和存储空间冗余既不能用于共享也不能用于故障切换。

　　应需而生的云存储技术则能够很好的解决上述问题。云存储利用集群化、虚拟化、分布式文件系统等技术对整个系统内的设备资源、带宽资源、存储空间资源等进行统一整合，从而为用户提供大容量、高性能、高可靠的透明存储服务。相对于单台存储设备来说，云存储系统具备如下优势：

　　1）线性扩展的高并发读写性能
单台存储设备的并发读写性能容易受到控制器的CPU、缓存及网络接口的能力限制，读写带宽一般在512MB/S~2GB/S 之间。而云存储系统可以利用集群技术将存储节点间的带宽和多台存储设备的处理能力进行聚合，随着存储节点数量的增加可以实现读写带宽的线性增长，从理论上来说读写带宽可以是无限的。在实际产品演示测试中，整体读写带宽超过200GB/S 的性能目标已经达到。

IP SAN存储管理

　　2）海量存储空间的弹性扩展
　　单台中低端存储设备主要以Scale UP（纵向扩展，存储主机+ 扩展柜）的方式进行扩展，最大存储容量比较有限，一般在300TB~1PB之间，当达到一定的扩展能力后就没办法再扩展。而云存储主要通过集群技术和分布式文件系统技术以Scale Out（横向扩展）的方式进行扩展，理论上来说，云存储的存储空间也可以无限扩展。在实际的产品演示测试中，超过200PB 的统一存储资源池呈现和交付也已经实现。

　　3）统一的设备管理与资源呈现
　　云存储很好的解决了多台存储设备叠加带来的设备管理问题。通过集群技术，几十台、几百台的存储设备都可以被统一管理起来，通过统一的运维和管理界面，向用户呈现整个云存储系统的资源和设备使用情况，例如：整体空间利用率、单设备空间利用率、读写带宽、设备负载情况、设备运行状态等。举个例子来说：由二十台云存储设备构建的一个10PB的云存储系统，用户在使用过程中，根本不用关心前端10000 路摄像机的视频图像究竟是存储在哪一台设备上，只需要选择后端这个10PB 大小的空间统一存储资源池，就可以非常方便的完成10000 路摄像机视频图像的存储部署，极大简化了用户管理与维护的复杂度，有效提高工作效率。

云存储管理

　　4）更有效的设备资源能力和存储空间共享
　　单台存储设备的处理能力和存储空间都无法与其他设备进行有效共享，因为其设备处理能力、存储空间、带宽都无法实现聚合。而云存储系统，无论是设备处理能力、存储空间还是网络带宽都可以灵活的进行统一管理和共享。云存储采用统一的全局命名空间，可以提供多种数据访问接口（SOAP、REST、HDFS、POSIX 等），支持主流的文件与数据传输访问协议（NFS/CIFS、iSCSI、HTTP、FTP 等），可以与各种上层应用程序进行完美配合。

　　5）更高的数据安全性与可靠性
　　传统单台存储设备的数据安全性和可靠性主要依赖于设备自身。设备可靠性可以通过模块化的部件冗余设计实现，例如：双控制器、双电源、双电池、双风扇等；数据安全性可以通过RAID、镜像、快照、复制、CDP 等技术实现。但是当存储设备自身出现故障或数据中心机房断电时，整个数据读写业务都将无法交付。虽然在数据存储领域，可以通过灾备方案设计，例如：同城/ 异地灾备、两地三中心、双活等方案来保证业务的连续性和可用性，但是应对视频监控领域的海量数据存储，采用这些灾备方案明显难以实现（数据量过大，建设成本太高）。

　　云存储除了具备单台存储设备的数据安全性和可靠性之外，通过N+M 纠删码技术、多副本复制技术能够实现跨存储设备间的数据保护。如果某台存储设备故障，其上承载的数据写入业务都会自动转移到云存储系统内的其他存储设备上，对于数据读取业务，则可以通过其他非故障存储设备运算的方式或者访问副本的方式完成。

　　云存储作为一种新兴的存储技术，才刚刚开始为大家所认知并逐步的应用到安防视频监控业务中。视频云存储想要逐渐扩大在整个视频监控领域的市场份额，需要做到以下几点：

　　第一，需要与视频监控业务及其他安防业务紧密贴合，使之更加符合安防视频监控业务的实际应用需求。例如：支持前端设备的端到端直写；提供视频图像资源业务的秒级交付（读/写）；满足百亿级索引的秒级检索与查询需求；支持视频/ 图片/ 结构化信息混合存储；具备多路视频并发下载能力，能够满足体育分析服务器集群的多路并发下载访问；提供标准的大数据访问接口（例如HDFS 等），能够与大数据分析紧密结合，满足大数据分析的使用需求。

　　第二，视频云存储作为新产品，其整个市场销售价格相对传统存储设备叠加来说仍然比较贵，需要进一步调整市场价格，使其更加符合安防视频监控行业海量接入、高性价比的市场需求。

　　第三，视频云存储的数据安全性需要进一步提升，尤其是面向大众消费的民用安防视频监控接入公有云存储，隐私性和保密性应该被严格关注。

　　纵观整个国内安防视频监控市场，众多存储厂商云集，国内外数据存储厂商、安防厂商均在市场中全力角逐，安防厂商基于对业务的理解顺势推出安防专用云存储，数据存储厂商力推通用云存储以期满足用户多样化需求，整个安防存储市场竞争异常激烈。

　　笔者认为：数据存储厂商应该多了解安防视频监控业务，了解业务模型的差异，使通用云存储更符合安防视频监控行业的实际需求；安防厂商则应该在提供多种数据访问接口，满足用户多样化业务需求上多下功夫，相互取长补短，满足用户实际使用需求才是产品获得市场占有率的制胜法宝。另外，主流硬盘厂商也要在安防视频监控存储市场中提供容量更大、稳定性更高、具有超高性价比的产品，促使整个安防云存储的价格更加具有市场竞争力。

　　宇视2004 年就开始了存储产品的研发、制造和生产，有着超过10 年的安防视频存储和数据存储研发经验。深厚的技术积淀和基于对安防视频监控业务的深入了解，确保宇视科技在安防存储市场一直处于技术领先地位。宇视根据用户不同的业务模型和业务需求提供定制化的安防云存储产品，既能够满足大部分用户针对海量高清视频接入的大容量、高性能、高性价比的使用需求，又能够满足少部分用户少量数据、高可靠、确保数据安全性的应用要求。

　　2015年，整个国内安防视频监控市场产品空间预计超过1000亿元，作为安防视频监控系统后端最重要的部件——存储产品的市场空间预计超过200亿元。各行各业安防视频监控系统建设项目络绎不绝，民用安防视频监控市场方兴未艾，摄像机数量不断增长，图像清晰度不断提升，都在促使安防视频监控存储市场空间的急剧上涨，监控存储正站在国内安图：IP SAN存储管理防视频监控建设大潮的浪涛之巅。