發(fā)布時間：2019-12-03所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要: 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路發(fā)揮的作用越來越大，監(jiān)控范圍越來越廣，視頻數(shù)據(jù)量急劇增加，IPSAN 存儲技術(shù)高成本的特點(diǎn)越來越突出，而采用冷存儲技術(shù)有利于降低建設(shè)成本。冷存儲具有低成本、長壽命優(yōu)點(diǎn)，能滿足鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本需求，是未來存儲應(yīng)用的方
摘 要: 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路發(fā)揮的作用越來越大，監(jiān)控范圍越來越廣，視頻數(shù)據(jù)量急劇增加，IPSAN 存儲技術(shù)高成本的特點(diǎn)越來越突出，而采用冷存儲技術(shù)有利于降低建設(shè)成本。冷存儲具有低成本、長壽命優(yōu)點(diǎn)，能滿足鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本需求，是未來存儲應(yīng)用的方向。
關(guān)鍵詞: 視頻; 冷存儲; 低成本; 高可靠; 長壽命
鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控行車安全的有效手段，采用網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化視頻監(jiān)控技術(shù)和 IP 傳輸方式的鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，為鐵路行車、貨運(yùn)、客運(yùn)、公安等有關(guān)部門提供所需的視頻信息。
1 鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲現(xiàn)狀
鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲以 IP 存儲網(wǎng)絡(luò)( IP-SAN) 方式為主，也有個別專業(yè)視頻采用光纖存儲網(wǎng)絡(luò)(FC-SAN)、直連式存儲(DAS)或網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(NAS)等方式。IP-SAN 相對其他幾種方式的優(yōu)勢在于:(1) IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相當(dāng)成熟，IP-SAN 減少了配置、維護(hù)、管理的復(fù)雜度。鐵路總公司現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)管理人員就可以完成日常的管理與維護(hù)工作。(2)由于是基于 IP 網(wǎng)絡(luò)的存儲系統(tǒng)，數(shù)據(jù)的遷移和遠(yuǎn)程鏡像非常容易，只要網(wǎng)絡(luò)帶寬支持，基本沒有距離限制，更好的支持異地容災(zāi)。( 3) 基于 IP 網(wǎng)絡(luò)的存儲系統(tǒng)，以傳統(tǒng)以太網(wǎng)的價(jià)格實(shí)現(xiàn)同等于光纖網(wǎng)絡(luò)的性能，實(shí)現(xiàn)真正的即插即用 Plug & Play，無需客戶端軟硬件升級、零維護(hù)成本、使用人員無需技術(shù)培訓(xùn)，降低企業(yè)的擁有成本與維護(hù)成本，而且升級擴(kuò)容簡單方便。
2 鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲存在問題
視頻監(jiān)控系統(tǒng)在鐵路發(fā)揮的作用越來越大，監(jiān)控范圍越來越廣，清晰度越來越高，存儲時間也由原來 3～ 15 天提升到 15～ 90 天，視頻數(shù)據(jù)量急劇增加。目前這些數(shù)據(jù)采用單一的高性能存儲、IPSAN 方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，其成本將大幅攀升。但是，大多數(shù)空前增加的數(shù)據(jù)卻是“冷數(shù)據(jù)”，即不常訪問的數(shù)據(jù)。存儲這些不常用的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的空間利用率低、能耗高、成本高。
3 冷存儲的應(yīng)用
根據(jù)鐵路視頻特點(diǎn)，3 天內(nèi)占 5%的數(shù)據(jù)是熱數(shù)據(jù)，3 ～ 7 天占 15%的數(shù)據(jù)是溫?cái)?shù)據(jù)，7 天前占 80%的數(shù)據(jù)是冷數(shù)據(jù)。將這些訪問頻率極低的“冷”數(shù)據(jù)存儲在一個高性能 IPSAN 存儲設(shè)備上，其性價(jià)比不高。如果我們能把他們遷移到一個專為冷數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的低成本存儲層中，將能大幅降低功耗，從而延長存儲設(shè)備的壽命，降低系統(tǒng)全壽命周期成本。
應(yīng)用冷存儲系統(tǒng)，隨著時間的推移，冷數(shù)據(jù)訪問頻率非常低，其所在的硬盤平常處于斷電狀態(tài)，訪問這些數(shù)據(jù)時需點(diǎn)亮這些硬盤，訪問時間相對 IPSAN 方式慢一些。右圖中顯示的四個相互關(guān)聯(lián)的預(yù)期存儲壽命、訪問頻率、訪問速度和成本與服務(wù)級別協(xié)議、冷存儲模型隨時間的關(guān)系。冷數(shù)據(jù)使用模型要求與服務(wù)級別協(xié)議、時間關(guān)系圖
冷存儲有較低的訪問頻率和隨時可訪問的特性。雖隨時可訪問，但訪問速度有所降低，服務(wù)級別有所降低。訪問冷數(shù)據(jù)響應(yīng)時間大約在 5-10s，由于訪問的都是歷史數(shù)據(jù)，對實(shí)時性要求不高，對鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用者來說這是在可以接受范圍之內(nèi)，因此采用冷存儲技術(shù)將大大節(jié)省鐵路視頻應(yīng)用成本。冷存儲具有以下幾個優(yōu)點(diǎn):
* 一是低成本。對存儲系統(tǒng)中海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和管理，將冷熱數(shù)據(jù)分離，冷數(shù)據(jù)移至低功耗的硬盤中，通過智能電源管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)硬盤空閑時自動斷電，有數(shù)據(jù)訪問時自動加電，有效降低存儲服務(wù)器整機(jī)運(yùn)行功耗。隨著時間推移，熱數(shù)據(jù)變成冷數(shù)據(jù)，并不斷遷移到冷存儲空間中，使得熱存儲空間得到反復(fù)使用，存儲更有效，極大節(jié)約投資。
* 二是長壽命。大量的冷數(shù)據(jù)移至低功耗的硬盤中，在硬盤空閑時自動斷電，硬盤的壽命得以大大延長。
* 三是高可靠。冷存儲采用糾刪碼數(shù)據(jù)保護(hù)方式，缺省配置 N:M，硬盤損壞數(shù)< =M 時依然可以恢復(fù)數(shù)據(jù)，12:4 方式存儲可靠性是 RAID5 的 4 倍，效率等同于 5 副本。數(shù)據(jù)采用離散化策略，數(shù)據(jù)分散在不同節(jié)點(diǎn)的不同硬盤上，數(shù)據(jù)不會丟失。定期進(jìn)行系統(tǒng)掃描和數(shù)據(jù)重構(gòu)，提高訪問速度。
* 四是高密度。由于大多數(shù)硬盤處于斷電狀態(tài)，只有少量硬盤處于點(diǎn)亮轉(zhuǎn)臺，因此，一臺存儲服務(wù)器能夠管理更多的硬盤，一個標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜 可 實(shí) 現(xiàn) 幾 個 PB 存 儲，大大節(jié)省通信機(jī)房面積。
4 結(jié)論
冷存儲的優(yōu)勢不僅僅停留在節(jié)省成本，還在性能、可訪問性、數(shù)據(jù)完整性、安全性和兼容性等多方面也有不錯的表現(xiàn)。特別是在大數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域?qū)⒋蠓女惒�，開創(chuàng)數(shù)據(jù)存儲新生態(tài)。隨著冷存儲技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，將來在鐵路視頻監(jiān)控系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)存儲方面將發(fā)揮重要的作用。
相關(guān)期刊推薦：《中國鐵路》(月刊)曾用刊名：(鐵路科技動態(tài))自1962年創(chuàng)刊以來，主要反映鐵道部、鐵路局以及相關(guān)部委的高端信息和方向性、指導(dǎo)性的思想和內(nèi)容;政策性報(bào)道：發(fā)布行業(yè)政策和法規(guī)，解讀重要政策和法規(guī)，傳播政策信息;學(xué)術(shù)性報(bào)道：立足鐵路各專業(yè)領(lǐng)域的前瞻性研究和導(dǎo)向性觀點(diǎn)，以及創(chuàng)新性、適用性關(guān)鍵技術(shù);新聞性報(bào)道：報(bào)道鐵路行業(yè)的國內(nèi)外大事新事、重大活動和重要成果。有投稿需求的作者，可以直接與期刊天空在線編輯聯(lián)系。
