云存儲在智慧城市領域中的實踐與應用

成都弱電公司訊：

盤點近幾年的IT領域熱門詞匯：大數(shù)據(jù)、云計算、虛擬化、云存儲、云服務等，幾乎貫穿到所有信息技術領域的產(chǎn)品推廣、解決方案和系統(tǒng)規(guī)劃中。這意味著未來信息領域發(fā)展和建設的大時代——云時代的來臨。

作為云時代海量數(shù)據(jù)的來源之一，安防成都視頻監(jiān)控行業(yè)隨著智慧城市和智能交通的快速發(fā)展、移動互聯(lián)設備的快速激增，產(chǎn)生了海量的非結構化視音頻數(shù)據(jù)，帶動了大數(shù)據(jù)的存儲、經(jīng)管、分析等應用。面向云時代，業(yè)界同仁一擁而上、熱血沸騰，無論是IT供應商、存儲廠商、還是解決方案提供商都不甘落后，雨后春筍般的紛紛提出基于計算、存儲、網(wǎng)絡等多層次虛擬化的數(shù)據(jù)中心解決方案，投入大量資源，推出云存儲、云計算等系統(tǒng)產(chǎn)品。

面對安防行業(yè)近來的“云”山“物”罩，云存儲技術優(yōu)勢有哪些、如何在智慧城市中逐步落地不斷實踐以及未來還面臨哪些問題，我將發(fā)表個人觀點，意在拋磚引玉、引發(fā)業(yè)界同仁在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進一步思考和討論。

一.云存儲架構及優(yōu)勢

與傳統(tǒng)集中式存儲相比，分布式存儲系統(tǒng)將數(shù)百上千的存儲節(jié)點組織為統(tǒng)一的存儲系統(tǒng)，其橫向擴展特性克服了物理機架和模塊在性能、容量、容災能力等方面的限制，可通過增加控制器或是容量節(jié)點來實現(xiàn)性能和容量的獨立升級，提高IT投入的回報率。同時，在線線性擴展能力為業(yè)務的長期高性價比提供保障。解決了傳統(tǒng)單一系統(tǒng)，模塊化系統(tǒng)需要物理磁盤級別的經(jīng)管、數(shù)據(jù)布局和性能調(diào)優(yōu)的弊端。

分布式儲存解決方案正在用戶層面快速普及。分布式存儲平臺不僅能夠提升性能而且還可以降低操作成本，使單一系統(tǒng)在單一全局域名下，簡樸地擴展到若干PB容量范圍，成為經(jīng)管快速增長數(shù)據(jù)的理想存儲平臺。

業(yè)內(nèi)主流的云存儲架構可分為存儲硬件和存儲系統(tǒng)軟件兩部分，存儲硬件包含物理節(jié)點以及網(wǎng)絡交換設備；存儲系統(tǒng)軟件包括統(tǒng)一存儲池、多協(xié)議訪問兩部分。統(tǒng)一存儲池負責硬件存儲資源的整合、數(shù)據(jù)在各硬件節(jié)點的冗余分布和負載均衡。多協(xié)議訪問，為上層應用提供文件、塊、對象訪問接口。

與傳統(tǒng)存儲設備分歧，云存儲不僅是一個硬件，而是一個由網(wǎng)絡設備、存儲設備、服務器、軟件、接入網(wǎng)絡、用戶訪問接口以及客戶端程序等多個部分構成的復雜系統(tǒng)。該系統(tǒng)以存儲設備為核心，通過應用層軟件對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務服務。存儲硬件層是云存儲系統(tǒng)的基礎，由存儲設備（滿足FC協(xié)議、iSCSI協(xié)議、NAS協(xié)議等）構成。存儲軟件層是云存儲系統(tǒng)的核心，其擔負著存儲設備間協(xié)同工作，數(shù)據(jù)加密，分發(fā)以及容災備份等工作。存儲應用層是系統(tǒng)中根據(jù)用戶需求來開發(fā)的部分，根據(jù)分歧的業(yè)務類型，可以開發(fā)出分歧的應用服務接口。訪問層指授權用戶通過應用接口來登錄、享受云服務。

其主要優(yōu)勢在于：

`硬件冗余，數(shù)據(jù)更平安

`節(jié)能環(huán)保，效益更顯著

`系統(tǒng)升級不會影響存儲服務

`海量橫向擴展能力

`強大的負載均衡功能

`統(tǒng)一經(jīng)管、統(tǒng)一向外提供服務，經(jīng)管效率高

云存儲系統(tǒng)從系統(tǒng)架構、文件結構、高速緩存等方面入手，針對監(jiān)控應用進行了優(yōu)化設計。數(shù)據(jù)傳輸可采用流方式，底層采用突破傳統(tǒng)文件系統(tǒng)限制的流媒體數(shù)據(jù)結構，大幅提高了系統(tǒng)性能。

高清監(jiān)控存儲是一種大碼流多并發(fā)寫為主的存儲應用，對性能、并發(fā)性和穩(wěn)定性等方面有很高的要求。該存儲解決方案采用獨特的大緩存順序化算法，把多路隨機并發(fā)訪問變?yōu)轫樞蛟L問，解決了硬盤磁頭因頻繁尋道而導致的性能迅速下降和硬盤壽命縮短的問題。

針對系統(tǒng)中會產(chǎn)生PB級海量監(jiān)控數(shù)據(jù)，存儲設備的數(shù)量達數(shù)十臺上百臺，因此經(jīng)管方式的科學高效顯得十分重要。云存儲可提供基于集群經(jīng)管技術的多設備集中經(jīng)管工具，具有設備集中監(jiān)控、集群經(jīng)管、系統(tǒng)軟硬件運轉狀態(tài)的監(jiān)控、主動報警，圖像化系統(tǒng)檢測等功能。

在海量視頻存儲檢索應用中，檢索性能尤為重要。傳統(tǒng)文件系統(tǒng)中，文件檢索采用的是“目錄->子目錄->文件->定位”的檢索步驟，在海量數(shù)據(jù)的高清成都視頻監(jiān)控，目錄和文件數(shù)量十分可觀，這種檢索模式的效率就會大打折扣。采用序號文件定位可以有效解決該問題。

云存儲可以提供非常高的系統(tǒng)冗余和平安性。當在線存儲系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，熱備機可以立即接替服務，當故障恢復時，服務和數(shù)據(jù)回遷；若故障機數(shù)據(jù)需要調(diào)用，可以將故障機的磁盤插入到冷備機中，實現(xiàn)所有數(shù)據(jù)的立即可用。

對于高清監(jiān)控系統(tǒng)，隨著監(jiān)控前端的增加和存儲時間的延長，擴展能力十分重要。市場中已有友商可提供單純針對容量的擴展柜擴展模式和性能容量同步線性擴展的堆疊擴展模式。