【中國數(shù)字視聽網(wǎng)訊】1. 引言

隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展和信息化建設的深入,視頻監(jiān)控產業(yè)開始進入網(wǎng)絡化時代,市場對存儲產品網(wǎng)絡化功能要求逐漸提升，同時視頻監(jiān)控技術的不斷更新?lián)Q代也對存儲方案提出了更高的要求。

以“NVR+IP Camera+監(jiān)控平臺”為核心的解決方案越來越多地被客戶所接受，一方面由于目前的主要應用是突出高清的內容，例如720P已能做到只占用2Mbps碼流的帶寬，不比D1的碼流大多少，對于存儲沒有太大的壓力，但清晰度提高了很多，能夠看清一些更為細部的特征，這些對于案件偵破等都有很好的幫助。另一方面相比于集中存儲，分布式存儲數(shù)據(jù)都存儲在單臺的NVR上，避免了一旦存儲服務器出問題，整個數(shù)據(jù)可能全部丟失的情況，且只有中心需要查看預覽和回放數(shù)據(jù)時，才需要連接NVR，對網(wǎng)絡帶寬和交換機交換能力的要求相對較低，整個項目的成本也較低。從長期的發(fā)展趨勢來看，NVR分布式存儲比IPSAN集中存儲更有優(yōu)勢。

NVR的發(fā)展和前端設備、后端監(jiān)控平臺都有很大關系。對于前端設備，要求NVR能夠兼容接入更多廠家的IP Camera; ONVIF標準的誕生和廣泛應用為解決IP Camera和NVR互聯(lián)互通提供了很好的解決方案。

對于監(jiān)控平臺，又要求NVR具有很好的接入性能;且NVR屬于網(wǎng)絡部署，對前端點位沒有地理位置的限制，因此不會存在DVR遇到的在一定范圍內只會部署有限數(shù)量的前端問題，這種需求使得NVR需要更大盤位和更強接入能力的產品。

2. 概述

NVR的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個階段：

第一個階段：最初的NVR是以PCBased來開發(fā)的(基于電腦主板開發(fā))，產生的主要原因是IPC誕生的比較早，而專業(yè)的NVR卻遲遲沒有面市。于是有些廠家就采用了PC機或工控機作為硬件，通過開發(fā)軟件實現(xiàn)IPC的接入，也有一些廠家采用解碼卡的方式。這種形式的NVR多見于2009年之前的產品，2009年之后隨著專業(yè)NVR興起，非專業(yè)NVR越來越少。

第二個階段：嵌入式NVR：主要特點是采用的是嵌入式硬件和軟件，因此穩(wěn)定性非常好，功耗也很低。缺點是接入能力相對較弱。

第三個階段：最近幾年出現(xiàn)了針對社區(qū)和平安城市級的智能一體化大容量NVR，其主要采用的是以高端服務器硬件結構為基礎，以傳統(tǒng)的NVR軟件操作界面為前提，結合以往的磁盤陣列中的數(shù)據(jù)保護和維護技術為內涵的具有強大數(shù)據(jù)處理功能的大型NVR系統(tǒng)設備。最主要的特點是可以大路數(shù)存儲壓縮處理高清視頻流，一般可以接入幾十甚至上百路前端，并有著極強的數(shù)字視頻流的轉發(fā)、檢索、備份、維護和保護功能及智能化功能。

相比于傳統(tǒng)嵌入式NVR，智能一體化大容量NVR在接入能力、擴容方式以及數(shù)據(jù)安全保護級別等方面都有很大的提升，是綜合運用多項最新存儲技術、智能技術的產物，憑借其強大的功能以及獨特的設計理念，非常適合用來組建簡單靈活、穩(wěn)定性高的高清視頻存儲系統(tǒng)。

3. 智能一體化大容量NVR應用方案亮點

1.強大的接入能力

NVR的接入能力一方面包括對前端不同品牌攝像機的兼容性，另一方面也包括攝像機的接入路數(shù)。

假設有一個前端兩百個點位的中小型項目，傳統(tǒng)NVR的解決方案由于接入性能的限制，需要配置多臺NVR，成本較高且部署不方便，對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性也有一定影響。

圖1 傳統(tǒng)的NVR存儲解決方案示意圖

而智能一體化大容量NVR不僅擁有強大的接入能力，而且集成了IPSAN的存儲能力，服務器的轉發(fā)能力和解碼器的解碼能力于一身，單臺即可完成一個中小型高清監(jiān)控方案的部署，也可與DVR或NVR組成大型穩(wěn)定的純硬件平臺解決方案。在品牌兼容性方面，通過ONVIF、28181以及SDK等方式，可與業(yè)界主流廠商的IPC產品實現(xiàn)穩(wěn)定對接。獨特的模塊化插拔結構便于排查和定位問題，大大減少了后續(xù)的維護成本。

以大華的新一代NVR旗艦產品NVR724-256為例：它支持256路通道，不僅能實現(xiàn)720P和1080P等不限分辨率的碼流接入，而且支持500W、800W等像素高清IPC接入。高達768Mbps的接入碼流，實時并發(fā)的512Mbps同步轉發(fā)性能。適用大部分需要視頻集中監(jiān)控的業(yè)務應用場景，滿足海量高清時代的部署和應用要求。

圖2 以智能一體化大容量NVR為核心的多業(yè)務融合方案示意圖

2. 多層數(shù)據(jù)保護方案

存儲數(shù)據(jù)的穩(wěn)定對于安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)是最重要的。“平安城市”、“銀行大聯(lián)網(wǎng)”等項目的視頻數(shù)據(jù)已經(jīng)達到PB級，面對這些越來越龐大的系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸與存儲，傳統(tǒng)的NVR已經(jīng)無法勝任，特別是在大規(guī)模部署時，經(jīng)常會因為服務中斷而導致系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失。因此系統(tǒng)設計時應盡量減少故障點，并能保證在單點或多點故障的情況下，系統(tǒng)能夠持續(xù)運行，在線恢復正常。

相比于傳統(tǒng)NVR采用的N+1備份，智能一體化大容量NVR由于性能的提升，可以支持安全級別更高的數(shù)據(jù)保護機制，并融入了云管理概念，避免了N臺設備主用，一臺備用，應付不了N臺主用設備里多臺同時宕機的缺點。

目前許多智能一體化大容量NVR已可支持由多臺NVR設備組成的N+M多節(jié)點集群和互備機制：

N臺NVR承載正常的視頻監(jiān)控功能，接入前端的IPC視頻流，部署M臺NVR設備作為正常工作的NVR的備份。

圖3　N+M冗余熱備原理圖

如上圖所示，由一臺備用NVR設備承擔N+M策略管理服務器，自動檢測和同步NVR設備狀態(tài)，當某臺NVR設備出現(xiàn)故障后，策略管理服務器通過算法運算選舉優(yōu)先級高的備用NVR替換故障NVR，通過NVR策略管理服務器的快速切換機制同步配置和錄像數(shù)據(jù)，完成備份設備的無縫切換，從而實現(xiàn)整個監(jiān)控系統(tǒng)的不間斷工作。

當故障NVR恢復正常工作，接入到原來的系統(tǒng)中后，替換的備用NVR恢復備用狀態(tài)，同時回傳錄像，從而保證整個錄像的完整性。

基于N+M的存儲方案可實現(xiàn)多層數(shù)據(jù)保護，確保整個視頻監(jiān)控過程的數(shù)據(jù)不丟失，避免因設備故障而導致的視頻監(jiān)控中斷，實現(xiàn)24小時不間斷運行。

圖4 多層數(shù)據(jù)保護方案示意圖

首先可在前端IPC配置SD卡，實現(xiàn)斷點續(xù)傳。當前端與NVR網(wǎng)絡連接中斷時，視頻數(shù)據(jù)先緩存到本地的SD卡上，網(wǎng)絡恢復正常后續(xù)傳到NVR上。

后端配置智能一體化大容量NVR通過多碼流、存儲備份、N+M等機制保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行及錄像的連續(xù)性。

另外，NVR的關鍵視頻數(shù)據(jù)根據(jù)事件、通道、時間等備份至軟硬件管理平臺或指向IPSAN，使操作和監(jiān)控更加人性化。