一種用于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的安全存儲單元及其系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及與視頻監(jiān)控相關(guān)的信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的安全存儲單元及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]九十年代末，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬、計(jì)算機(jī)處理能力和存儲容量的快速提高，以及各種實(shí)用視頻處理技術(shù)的出現(xiàn)，視頻監(jiān)控和存儲步入了全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。通過中心業(yè)務(wù)平臺進(jìn)行集中管理和控制，以DVS/DVR為代表的第一代存儲技術(shù)(前端存儲)得到廣泛部署。由于架構(gòu)合理、擴(kuò)展靈活、層次清晰，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控給用戶帶來全新的安防應(yīng)用體驗(yàn)，從而迅速成為構(gòu)建新一代網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要形式。
[0003]由于近年來IPC尤其是高清IPC的蓬勃發(fā)展，前端存儲已經(jīng)無法滿足用戶日常的業(yè)務(wù)需求。分布式的前端和平臺架構(gòu)、集中化的管理和控制以及靈活便捷的用戶訪問，使得網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲部分也開始走向網(wǎng)絡(luò)化。網(wǎng)絡(luò)化存儲給視頻監(jiān)控帶來了全新的存儲架構(gòu)，一方面，用戶在存儲的部署上更加靈活，訪問管理也更簡單；另一方面，構(gòu)建需要實(shí)現(xiàn)大容量存儲的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也更為便捷。同時(shí)，視頻錄像的管理、檢索、回放得到了有效的統(tǒng)一調(diào)度。第二代存儲技術(shù)，即以NAS和iSCSI為代表的IP存儲成為目前業(yè)界主要的存儲模式。
[0004]NAS和iSCSI是目前業(yè)界IP存儲的兩種主要存儲模式，可根據(jù)需要隨時(shí)擴(kuò)容，可分布在網(wǎng)絡(luò)的任何地方，可以靈活地制定存儲備份策略。
[0005]NAS(網(wǎng)絡(luò)訪問存儲)是專用的數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，包括存儲器件和內(nèi)嵌系統(tǒng)軟件，可提供跨平臺文件共享功能。NAS本身能夠支持多種協(xié)議(如NFS、CIFS、FTP、HTTP等)，而且能夠支持各種操作系統(tǒng)。NAS實(shí)現(xiàn)的是文件級的數(shù)據(jù)共享，因此NAS設(shè)備通常作為文件服務(wù)的設(shè)備，由工作站或服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如TCP/IP)和應(yīng)用程序(如網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS或者通用Internet文件系統(tǒng)CIFS)來進(jìn)行文件訪問。
[0006]iSCSI技術(shù)是IETF —種新的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，它將現(xiàn)有SCSI接口與以太網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，使服務(wù)器可與使用IP網(wǎng)絡(luò)的儲存設(shè)備交換數(shù)據(jù)。iSCSI實(shí)現(xiàn)的是網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備中數(shù)據(jù)塊的共享，使SCSI數(shù)據(jù)包在以太網(wǎng)中傳輸成為可能，擺脫了 SAN昂貴的光纖網(wǎng)絡(luò)，降低了管理復(fù)雜度又降低了成本。iSCSI的這些特點(diǎn)非常契合現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控發(fā)展的現(xiàn)狀和方向，特別是在運(yùn)營級視頻監(jiān)控領(lǐng)域，存儲的規(guī)模大、投入高，iSCSI技術(shù)無疑是一個(gè)比較好的參考。
[0007]然而，在視頻監(jiān)控領(lǐng)域中，存儲系統(tǒng)有其自身的幾個(gè)特點(diǎn):1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般攝像頭數(shù)量多，存儲容量需求巨大，因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲必須支持大容量，且可擴(kuò)展，滿足長時(shí)間大容量視頻圖像存儲的需求；2、數(shù)據(jù)讀寫操作持續(xù)時(shí)間長，這就要求存儲具有超強(qiáng)的長時(shí)間工作能力，保持長時(shí)間的穩(wěn)定性；3、數(shù)據(jù)保存周期短，數(shù)據(jù)循環(huán)覆蓋，一般的監(jiān)控場所數(shù)據(jù)保存一定時(shí)間(如15天?I個(gè)月)以后便可以刪除。
[0008]隨著視頻監(jiān)控行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展，通用IP存儲不能適應(yīng)視頻監(jiān)控的上述存儲特點(diǎn)，因而弊端逐漸顯現(xiàn):
[0009]NAS采用文件共享模式，使用系統(tǒng)的文件系統(tǒng)方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲；長時(shí)間的高速讀寫容易導(dǎo)致碎片，導(dǎo)致讀寫性能隨著時(shí)間的推移持續(xù)下降。同時(shí)海量的文件容易導(dǎo)致效率較低，安全性得不到保障。由于NAS是構(gòu)架在操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)之上的，意外斷電或者文件系統(tǒng)本身的bug導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞。
[0010]iSCSI的空間分配采用專屬化管理，要預(yù)先進(jìn)行分配，很難動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，容易導(dǎo)致空間資源的浪費(fèi)；iscsi模式需要前端設(shè)備或存儲管理服務(wù)器進(jìn)行磁盤空間的管理，容易導(dǎo)致管理的不一致，格式無法統(tǒng)一，從而無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。
[0011]隨著高清監(jiān)控的普及，高帶寬、大容量的碼流對存儲帶來了新的挑戰(zhàn)，采用先進(jìn)的存儲架構(gòu)對非結(jié)構(gòu)化、海量、高并發(fā)、高可靠的高清數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理已顯得非常重要。這也就提出了存儲系統(tǒng)智能化和高速存取方面的需求。
[0012]存儲系統(tǒng)的智能化應(yīng)該使系統(tǒng)在信息的存儲、讀取、共享、保護(hù)各等各方面更方便、更靈活。智能化包括很多方面:后臺自我維護(hù)系統(tǒng)，全面先進(jìn)的自我監(jiān)測、自我診斷和自我修復(fù)。這樣可以在用戶發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障前主動(dòng)識別內(nèi)部的一些錯(cuò)誤進(jìn)行修復(fù)，若不能進(jìn)行修復(fù)就可以通過email、撥號或短信方式通知技術(shù)人員。存儲的智能化不僅僅是其本身的使用上，更大的是體現(xiàn)在和監(jiān)控系統(tǒng)的整合應(yīng)用。
[0013]智能化的存儲方式下，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求能夠?qū)崿F(xiàn)更好的存儲、檢索和回放，必然對存取的響應(yīng)速度提出比較高的要求。而目前一般的存儲都是傳統(tǒng)的文件模式存儲，需要將流數(shù)據(jù)切成一個(gè)個(gè)文件進(jìn)行存儲。由于流媒體服務(wù)器的1操作都需要經(jīng)過文件系統(tǒng)層形成瓶頸，降低了存取速度，從而造成海量的文件信息難以有效檢索，而且也難以實(shí)現(xiàn)歷史圖像信息的秒級監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，滿足網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控所帶來的智能化存儲需要，本發(fā)明提供了一種安全存儲單元，以及基于安全存儲單元構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明所述安全存儲單元，應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)存儲，其特征在于，包括:
[0016]數(shù)據(jù)組織單元，用于接收網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控產(chǎn)生的流數(shù)據(jù)，并且將所述流數(shù)據(jù)劃分為預(yù)定大小以內(nèi)的數(shù)據(jù)塊；
[0017]索引生成單元，用于根據(jù)流數(shù)據(jù)自身具有的時(shí)間信息，為所劃分的數(shù)據(jù)塊生成索引信息；
[0018]物理分配單元，用于為所述數(shù)據(jù)塊順序分配物理存儲空間地址，并且在所述索引信息中建立該索引信息到物理存儲空間地址的映射；
[0019]1單元，用于從所述數(shù)據(jù)組織單元順序接收所述數(shù)據(jù)塊，并且將數(shù)據(jù)塊按照所分配的物理存儲空間地址，直接寫入相應(yīng)的物理存儲空間；并且根據(jù)物理存儲空間地址，從物理存儲空間當(dāng)中讀取數(shù)據(jù)塊并直接輸出；
[0020]尋址單元，在執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取時(shí)，根據(jù)接收到的時(shí)間信息，查詢所述索引信息獲得對應(yīng)的物理存儲空間地址，將物理存儲空間地址提供給1單元。
[0021]優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)組織單元將流數(shù)據(jù)的若干幀連續(xù)的視頻幀歸入一個(gè)幀組，并將該幀組的數(shù)據(jù)從流數(shù)據(jù)中切分出來形成所述數(shù)據(jù)塊。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述索引生成單元將幀組中的特定視頻幀所攜帶的時(shí)間信息作為所述數(shù)據(jù)塊對應(yīng)的時(shí)間，并且利用時(shí)間為數(shù)據(jù)塊生成索引信息。
[0023]優(yōu)選的是，物理分配單元按照所述索引信息表示的時(shí)間順序?yàn)楦鲾?shù)據(jù)塊順序分配連續(xù)的物理存儲空間地址。
[0024]優(yōu)選的是，物理分配單元為索引信息分配物理存儲空間地址，且索引信息與流數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊保存在物理上完全獨(dú)立的存儲空間上。
[0025]優(yōu)選的是，所述安全存儲單元進(jìn)一步包括屬性配置單元，用于根據(jù)用戶或系統(tǒng)指令，對安全存儲單元自身的屬性信息以及針對數(shù)據(jù)塊的屬性配置進(jìn)行修改。
[0026]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述安全存儲單元自身的屬性信息包括讀寫屬性，并且所述數(shù)據(jù)塊的屬性配置包括只讀屬性。
[0027]優(yōu)選的是，所述安全存儲單元進(jìn)一步包括冗余電源、冗余風(fēng)扇以及RAID冗余；并且，安全存儲單元具有電源故障檢測電路，用于在非安全關(guān)閉期間，通過安全存儲單元固件中的例行程序?qū)﹄娫粗袛嘧龀鲰憫?yīng)，確保臨時(shí)緩沖區(qū)中的用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)寫入介質(zhì)。
[0028]本發(fā)明進(jìn)而提供了一種網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括:至少一臺如上文所述的安全存儲設(shè)備，至少一臺視頻監(jiān)控?cái)z像設(shè)備、媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器以及客戶端；所述至少一臺安全存儲設(shè)備與至少一臺視頻監(jiān)控?cái)z像設(shè)備建立固定的映射對應(yīng)，并且所述視頻監(jiān)控?cái)z像設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)鏈接通道直接連接與其映射對應(yīng)的安全存儲設(shè)備；所述客戶端通過網(wǎng)絡(luò)鏈接通道直接連接安全存儲設(shè)備；并且，所述媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接所述至少一臺所述安全存儲設(shè)備、