VCN3000一体化监控平台设计特点

文档名称文档密级2020-1-10华为保密信息,未经授权禁止扩散第1页,共7页1.1一体化监控平台设计特点1.1.1关键部件冗余设计视频云存储节点，采用双GE主机接口，冗余电源、散热风扇；甚至可以采用双系统盘并进行Raid1保护。在冗余部件故障的情况下，可以迅速更换，丝毫不影响系统的正常运行，从而，有效保证业务的连续性。1.1.2磁盘碎片避免设计磁盘碎片的分类简单说，分为外部碎片和内部碎片。内部碎片是由于存储数据块的大小无法占满簇空间而生成的，会对磁盘空间造成浪费。如果仅仅简单通过减小簇的大小来降低磁盘空间的损失，将增加整个磁盘簇的数量，就会增加文件查询时间。外部碎片是因为存储数据块被分散保存到整个磁盘的不同地方，而不是连续地保存在磁盘连续的簇中。这种数据碎片不会在系统中引起任何问题，但文件碎片过多会使系统在读文件的时候来回寻找，引起系统性能下降，甚至缩短硬盘寿命。基于如上技术分析，所以，只要我们能够保证视频文件的顺序存储，并且处理好磁盘最小存储单位划分的合理性即可实现在保证磁盘检索性能的基础上避免磁盘碎片的生成。视频云存储节点的系统软件的最底层模块BSM就是通过专利的视频流动态块控制技术、视频块连续写入技术和合理空间回收技术相结合，对视频数据存储进行优化，从而，既保证了数据的连续性，又避免了磁盘空洞，从根本上杜绝磁盘碎片的产生，保障读、写、查询、删除业务的高速、高效。既延长了磁盘寿命，又为秒级索引和回放提供了底层技术支撑。文档名称文档密级2020-1-10华为保密信息,未经授权禁止扩散第2页,共7页1.1.3磁盘坏道自动修复设计在监控业界SATA盘故障率比较高，达到年故障率3%左右。而视频监控业务压力大，7*24小时运行，此业务场景下SATA盘点故障率更加高，将达到5%左右。鉴于SATA磁盘较高的故障率，启动磁盘坏道修复功能。避免因为磁盘出现数据块的损坏而导致的整个Raid组降级导致的性能急速下降，影响业务的正常运行。通过坏道的自动修复功能，利用内部逻辑计算快速修复数据块或者磁盘坏道，在保证数据安全性的同时，保证业务的连续性。视频监控业务场景下硬盘的故障主要是由于针对硬盘的反复不停的写而造成的硬盘坏道。在硬盘发生坏道的时候，通常情况下系统对Raid组降级，利用热备盘替掉有坏道的盘。在磁盘组降级处理的过程中，读写性能严重下降，致使整个系统效率明显降低。其实，通常情况下此坏盘其余空间都是好的，而且硬盘还有一定的保留扇区(5%)可以修复此故障。此场景下利用Raid校验功能，将坏块对应位置的数据计算出来，并利用硬盘的写修复机制，用保留扇区中的硬盘介质来顶替坏道，实现硬盘的修复，避免了微量坏道导致的Raid降级引起的系统性能下降，同时也延长了硬盘的使用寿命。从可靠性角度考虑，存储不会无限制修复，达到用尽保留扇区的阈值后会自动通过拷贝式重构，将此盘替换。1.1.4流媒体优化的RAID技术传统Raid技术为结构化数据安全设计，旨在充分保证数据的正确性和完整性的基础上保证业务的连续性，而视频监控系统的视频流媒体为非结构化数据，具备一定的错误容忍性，对业务的连续性要求相对更高。因此，传统Raid技术在视频监控的应用场景下无法提供完美的系统服务。系统基于流媒体的连续数据、循环写入、顺序读写等非结构化数据的特点，采用优化的流媒体Raid存储技术对传统存储读写优化，基于流媒体接入的数量和码流以及Raid组的磁盘数量，根据磁盘吞吐性能自动调整条带深度、IO块大小和文档名称文档密级2020-1-10华为保密信息,未经授权禁止扩散第3页,共7页并发数量，实现流媒体数据读写性能随Raid组磁盘数量线性增长，极大的增强了整机的读写性能，成功规避了单纯的传统Raid部署难以规避的条带深度与读写性能之间的矛盾，将系统读写性能大幅度提升。1.1.5SafeVideo系统基于流媒体的连续性、实时性、时序性以及播放软件具备容错机制的特点，采用优化的流媒体Raid5存储技术对传统存储容错性优化，提出LUN永不失效的概念。即在RAID5配置下当两块及以上磁盘失效时，仅将LUN的写功能挂起，但依旧保留读取功能，对媒体流数据进行读取和优化，在保证数据可用性的基础上最大限度保证数据的完整性和监控业务的连续性，从而规避传统RAID5的磁盘故障导致LUN失效带来的全部的数据丢失风险；系统基于监控业务全天候不中止的运行特点，为了保证系统的整体性能最优，采用动态热备磁盘技术在Raid救援的过程中对待新插入的数据磁盘，最大限度规避回拷动作带来的风险和性能恶化。在机制上保证数据安全性的基础上充分保证系统的整体性能。1.1.6关键元数据保护设计平台支持将系统盘关键数据备份到数据盘中，并产生多份拷贝；在系统盘损坏时通过插入新的系统盘实现系统盘数据的恢复；支持系统重装后软件自动从数据盘中找出最新且完好的数据恢复系统盘数据库、配置文件、及录像索引文件，恢复到故障前状态，极大地保障了元数据安全。1.1.7节能环保设计根据政府倡导的节能、环保的要求，我们对系统进行针对相应的技术和产品文档名称文档密级2020-1-10华为保密信息,未经授权禁止扩散第4页,共7页细节介绍。环保手段视频云存储节点全部采用绿色环保器件，符合RoHS技术要求并取得认证。视频云存储节点通过内部温控机制智能调整风扇转速，有效减低噪声，减少粉尘的吸附。视频云存储节点采用4U/36盘位设计，磁盘密度更高，机房空间更节省。节能技术视频云存储节点全部采用低功耗器件，高转换效率电源，每盘位能耗较其它厂商更低。视频云存储节点采用磁盘缓上电技术降低电源最大功能，降低电源系统自能耗，有效降低能耗。视频云存储节点采用4U/36盘位高密度设计和空气动力学优秀散热技术相结合，令机房热量分布更集中，制冷系统降温效果更换，变相降低制冷能耗。视频云存储节点支持磁盘、磁盘组、整机休眠和唤醒技术，特别是整机休眠技术在存储产品业内尚属首例。通过休眠技术降低系统待机能耗。视频云存储节点均采用休眠技术设计，可以提供基于磁盘、磁盘组的休眠功能。还可以提供基于整机的休眠的功能。系统休眠3/4磁盘，能耗将降低20％，整机休眠，能耗降低95％。1华为解决方案优势华为智能视频监控解决方案旨在全面提升客户的视频监控业务体验，为客户构建高清晰、高可靠、高性能、高开放性、易维护、易管理、易部署的智能视频监控系统文档名称文档密级2020-1-10华为保密信息,未经授权禁止扩散第5页,共7页。1.1集成一体化系统核心显著降低系统运维成本华为VCN3000一体化监控平台集视频监控平台系统、管理系统、存储系统、接入系统、显示系统为一体，将传统解决方案的监控系统核心诸多平台软、硬件所实现的功能在一个盒子内解决，具有高度的集成性。系统的软件、硬件完全自主研发，并且采用从硬件结构设计、数据存储技术、前端互联协议到系统安全机制的多种专利技术，为用户提供真正的集成化的系统服务。采用华为VCN3000一体化监控平台为核心的行业视频监控解决方案，在整网系统中，网络视频存储处于一个承上启下的中心地位。网络视频存储系统不仅完成对前端视频设备的接入，同时，完成视频的中心存储，客户端接入，流媒体转发（包括向客户端和电视墙的转发）。1.2弹性灵活网络构架保护用户投资华为VCN3000一体化监控平台采用模块化设计，可以通过扩展模拟接口卡的方式实现模拟接入或者为前端模拟摄像机配置编码器的方式实现数字接入的方式进行系统更新或者扩充，平滑升级用户监控系统到纯数字模式，有效进行资源重用，保护用户投资。智能网络视频监控解决方案可以根据用户投资，提供分期建设的建议，通过增加智能华为VCN3000一体化监控平台、扩充智能网络视频存储存储容量、增加前端设备授权、增加客文档名称文档密级2020-1-10华为保密信息,未经授权禁止扩散第6页,共7页户端授权的方式实现系统的平滑扩容，有效保护用户的投资。智能网络视频监控解决方案采用开放式结构，可以选择集中式或者分布式的方式进行部署，通过管理服务器的协调实现分布式部署集中式管理，也可以通过系统设置实现分级部署和分级管理。灵活的组网方式使系统更富有弹性。附：一体化平台与传统服务器+IPSAN成本对比：空间传统监控构架云监控构架监控模型1080P高清前端，500路6M码流存储30天管理服务器（2U）111流媒体服务器（2U）2存储服务器（2U）8存储阵列（4U）17总高度（U）9044结论节约机房空间50%能耗传统监控构架云监控构架监控模型1080P高清前端，500路6M码流存储30天管理服务器（300W）111媒体服务器(300W）2存储服务器（300W）8存储阵列（600W）17总功率（KW）13.56.6文档名称文档密级2020-1-10华为保密信息,未经授权禁止扩散第7页,共7页结论节约功耗6.9KW，按PUE=3计算，每年可节约电费18万（按每度1元计算）硬件投资传统监控构架云监控构架（4U/36监控模型1080P高清前端，500路6M码流存储30天管理服务器111流媒体服务器2存储服务器8存储阵列17设备数量2811结论节约服务器11套部署时间传统监控构架云监控构架监控模型1080P高清前端，500路6M码流存储30天管理服务器（3H）111流媒体服务器（3H）2存储服务器（3H）8存储阵列（3H）17总时间（H）8416.5结论部署时间节约80%