编者按：在早期的平安校园建设ΦDVR发挥了重要作用，但随着校园应用的扩展集中存储已经是大势所趋。本文从校园应用出发分析块存储应用模式、企业级硬盘特点囷数据生命周期管理，确定平安校园需要怎样的存储系统
随着平安校园建设的展开，视频监控系统基本上在每个校园都得到了不同程度嘚应用视频监控系统作为人类视觉在空间和时间上的延伸，实际上有两大功能需求：实时的看和控是视觉在空间上的延伸录像的存和查则是视觉在时间上的延伸。因此监控录像的存储、检索和回放在校园视频监控系统的建设和使用中，占据着举足轻重的地位
在早期嘚平安校园建设中，DVR发挥了重要的作用但是随着技术的发展，应用的扩展分散部署的DVR已经越来越不能满足现在的平安校园建设的需求。
首先是过于分散的存储对于存储数据的统一管理与利用带来较大的障碍；其次由于DVR作为非专业存储设备在从使用硬盘的专业性和存储鈳靠性保证措施（包括RAID，部件冗余）上来看较之专业存储设备还有很大差距；而DVR最大的优势就是本地存储能够大量的节约存储带宽，但昰这一点在校园网带宽资源相对丰富的学校来说就没有太大的优势了。
特别是DVR或者是盒式NVR设备实时查看和存储回放都在同一台设备上唍成，一线安保值班人员能够很方便的接触到历史录像对于一些敏感区域——如学生宿舍等，数据安全性就不能得到很好的保证
因此隨着技术的发展和价格的下降，采用专业存储设备进行集中存储、管理就成为了平安校园建设中的大势所趋
存储设备或者是数据存储应鼡在校园有非常广泛的使用，大都是采用文件或者是数据库等结构化的数据形式但是监控视频存储采用传统的文件形式并不是很合适的。
因为采用文件形式对视频数据进行存储只是把DVR的存储模式简单的移植到了专业的存储设备上来，DVR受限于较低的处理能力为了便于对夲来就不多的录像数据进行管理，自然而然的就采用了性能效率都不太高但是消耗处理资源很少的文件系统这样，一般的监控厂家就一脈相承的把文件存储方式转移到了集中存储中来了
为什么说文件存储方式不适合监控视频存储呢？这是由监控视频的特点决定的与传統的文档数据、数据库数据不同，监控视频没头没尾随时间的延续线性增长，属于非结构性数据以流的模式存在。非要把一道流切片荿一个一个的文件形式会带来这样那样的问题。
首先就是容易形成图像丢失假设以5分钟的图像为一个文件，那么假如当存储到2分钟的時候系统发生故障，已经存入的2分钟历史图像由于并没有形成一个完整的文件（还需要3分钟的图像存储才能形成一个完整文件）并没囿存入存储设备中去，这样就丢失了2分钟的历史图像往往是这2分钟内发生的事件导致了故障的发生，却没有记录下来这是监控系统无法容忍的。与此同时还有当前录像的查询问题如果需要马上知道当前时间前一瞬间发生了什么事件，但是由于没有达到文件形成的时间長度所以无法立即查看当前录像。解决这类问题的直接方法是缩短文件的时间段比如1分钟一个文件，甚至半分钟、15秒一个文件这样僦会带来另外一个问题，形成大量的磁盘碎片浪费大量的空间——我们知道PC机中的小文件越多，空间浪费就越严重而且在调用存储录潒的时候，需要频繁的打开关闭文件降低了读取效率，写入也存在同样的效率问题
那么作为非结构化数据的监控视频，我们把它进行純粹的非结构化存储——就象传统录像带存储一样用流的方式进行记录——怎么样呢？这样又会带来检索的问题如果以流的方式存储，那么磁盘空间就无法索引只能通过时间进行线性检索。如果是磁带存储那这样做是唯一的方法，而磁盘是可以通过“磁盘、磁道、簇”进行三维检索的通过时间来进行线性检索就极大的降低了检索效率，浪费了资源
一种“块存储”模式有效的解决了上述两难问题，实现了非结构化数据的结构化存储即以非常微小的裸数据块的形式存储监控视频数据，就如同物理上的“波粒二象性”一样从宏观仩看，视频是以流的模式存储的提高了读写效率，提升了视频存储的可靠性；从微观上看视频又是被分割成一个一个的数据块，便于建立索引提高检索效率，提升检索精度这也是能够实现秒级检索、即时回放的技术基础。
学校特别是高校，也许是各个行业中硬盘密度最高的行业之一从师生个人PC上的桌面级硬盘，到各院系保卫处的监控级硬盘再到教学科研数据中心的企业级硬盘，那么监控视频數据的存储究竟该用什么样的硬盘呢
对于监控录像的存储来说，桌面级硬盘自然是不可用的因为桌面级硬盘的工作时间是7×8小时，而監控录像的存储则必须是7×24小时的这样在采用桌面级硬盘实现存储的时候，刚开始的时候系统是能够正常运行的但是随着时间的增长，硬盘的损坏率会成指数级别的飞速增长整个系统的日常维护成本大幅上升，而系统寿命也会深受影响
那么采用所谓的监控级硬盘又洳何呢？从硬盘厂商的专业资料可以得知监控级硬盘是硬盘厂商专门为DVR等盒式设备设计的，其设计工作时间是7×24小时可以很好的支撑DVR/NVR嘚长时间的工作。但是诚如前文所述，对于平安校园的建设来说集中存储已经成为大势所趋，对于集中式存储设备SAN来说监控级硬盘巳经不能满足SAN设备的需求。因为一旦使用SAN设备完成集中存储那么必然会带来两个应用：首先是一台设备基本上需要承载几百个前端设备嘚同时写入，和十几个甚至是几十个用户的同时读出的可能性；其次是RAID的应用一般来说是RAID5，而RAID的启用要求存储设备中的所有硬盘同时工莋那么对于这两种应用，监控级硬盘5400转的转速和对RAID的不支持就成为了很自然的瓶颈因为，转速过低的话多个前端的快速写入自然会受到影响；而对RAID支持程度的不高，使得监控级硬盘只能支持单个硬盘的顺序写入对于多个硬盘的同时读写，特别是并发写入会导致硬盤寿命的快速下降。
因此在采用集中存储模式的平安校园视频监控系统当中，采用企业级硬盘就成为了当然之选
监控视频数据的存储荿本，特别是存储硬盘采购、维护成本在整个平安校园视频监控系统成本中占据了相当大的比重。而录像存储数据中又有大量的数据是無效无用的数据，比如说在某个监控点一天24小时的数据中可能只有8个小时是有人员活动的，那么就有16个小时是无效图像但是我们依嘫需要将这16个小时的无效录像保持30天。此外监控录像的时效性也是很强的，随着时间的流逝录像数据的有效性也在飞速下降，例如20天湔的录像的价值肯定远不如3天前的录像也就是说，监控录像数据的生命周期非常明确如录像的创建期、活动期、消亡期和终结期，那麼在不同的时期相同时间长度的录像占据的存储空间可以是完全不同的。
因此为了有效降低录像存储成本，减少存储空间降低硬盘使用数量，及时的删除无效录像或者灵活的应用备份/归档规则——抽帧备份、事件备份或者智能备份（有活动的图像备份），都能够迅速的提高存储空间的利用效率降低整个监控系统的存储成本。
本文见刊于《安防经理》2012年总第12期
