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华为视频监控一体化平台VCN3000

--安防行业的一体化“保护神”

2013-12-19 16:10:09   作者:   来源:CTI论坛   评论:0  点击:


  目前华为将这种技术称为SafeVideo技术,在全线视频监控专用存储中已经应用。视频监控的业务不但不会因为多块硬盘发生故障而导致系统暂停,还最大限度的的保护了用户的数据资源。大量的使用者,特别是公安用户反馈,此技术的诞生,说明了华为公司是真正第一家为安防行业定制标准IT设备的厂商。

  SafeVideo技术并未就此停下脚步,当维护人员将新的硬盘替换上线后,无需做任何配置,RAID组将会自动重新组建并上线工作。

  数据可靠性

  虽然在研调需求的时候,发现客户的需求是“业务连续性为第一重要级别,数据可以容忍少量错误”,但是华为并未将“可容忍少量错误”作为满足于现状的理由,而是利用在ICT技术上多年的积累,尽最大可能保护用户的数据安全以及数据的完整性。前面讲到的SafeVideo技术也是向着这个目标出发,从而设计出了“RAID组内多块磁盘故障后,RAID组不失效,还能提供读取服务”的特性,尽可能的减少了数据的损失。

  从文章前面的内容可以了解到,标准数据存储(IPSAN或NAS)和视频监控行业应用存储的区别,是由于承载的业务应用不同而产生的。在理论上,一个标准的数据存储的实现是将数据切片并且复制多份后按照一定均衡算法存储在多个存储节点中。从左图可以看到,一种色块代表一个文件的切片,它们随机的部署在不同硬件节点的不同硬盘上。

  华为设计了 “就近存储”的解决方案。一个派出所或者分局职能辖区内所有的摄像机图像均“就近”存储在本地的云中。而单路摄像机的图像则尽可能的“就近”存储在一个云节点内的一个RAID组里面。

  并提出了“视频监控应用云节点”的理念,高可靠性是其核心特性。首先,将视频监控业务中所有能抽象出来的特性都内嵌到云节点中;然后,所有应用云节点设备完全对等部署,无差异。经过虚拟化后,所有的应用云节点会虚拟化为一台巨大的应用云节点设备。并且云节点在系统内嵌了应用,部署了一个小型的数据库。每台应用云节点都知道自己肚子里面装的数据是什么。不管身边的谁故障倒下了,自己的那片小天地不会倒下。

  并行计算高性能

  目前在平安城市的建设中,客户遇到的最大的困扰就是:破案效率低下。这个痛点的其中一个重要原因就是搜索定位的效率低下。在前面的小节中已经提到,传统方案中会部署数据库服务器,即使是标准数据存储也会要部署MDS元数据服务器。各大方案厂家都会在数据库服务器中保存视频数据的索引,如基于图像帧的索引或者基于时间的索引,无外乎是这两种方式。

  然而随着数据量的增加,搜索查询性能会越来越慢。数据库就是这个瓶颈。

  我们用国内某平安城市的实际案例举例。26,000个25帧网络摄像机存储1个月时间,如果按照标准的帧索引来计算的话,记录数量会达到1万6848亿条记录。如果放在SQL SERVER这种大型关系型数据库里面,执行搜索命令定位到其中1条,实验室里面的数据是耗时1小时50分钟。当然,经过大量的优化后,定位时间还是保持在30分钟以上。

  这个性能数据带来的影响是非常可怕的。一个真实的案例,在某大型城市里发生了一起汽车肇事的案件。幸运的是,案件发生后马上接到了报警。公安在城市治安卡口里面搜索汽车牌照号码,半个小时过去了,结果还没有反馈出来。这次事故在公安体系里面都知道。

  当华为公司了解到这个客户的痛点以后,进行了细致的分析,最后推出了基于视频监控应用云节点架构的“分布式并行搜索”特性。

  在数据写入的时候,视频监控应用云节点保存了一份分布式索引,这是一个基于秒偏移技术的视频索引专用散列算法。这个算法也是为安防行业中视频监控的应用特别设计的。在一台云节点设备内部,定位到某一帧在磁盘上的位置仅仅需要不到10个微秒。1000000微秒才等于1秒。右图是互联网可以经常看到的一张图片,子弹穿过苹果的瞬间,照相机快门的曝光时间为3微秒。可见,应用云节点内的视频帧地址定位速度在人体所能感受到的时间刻度上来说,是瞬间。

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