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华为视频云技术建议书模板.docx

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华为 视频内容管理平台VCM V1R1技术建议书模板 华为视频云技术建议书模板 文档版本 1.0 发布日期 2016-4-10 华为技术有限公司 2025-3-29 华为专有信息,未经许可不得扩散 iii 华为视频云技术建议书模板 V1.0 版权所有 © 华为技术有限公司2016 保留一切权利。 非经本公司书面许可,任何单位和个人不得擅自摘抄、复制本文档内容的部分或全部,并不得以任何形式传播。 商标声明 和其他华为商标均为华为技术有限公司的商标。 本文档提及的其他所有商标或注册商标,由各自的所有人拥有。 注意 您购买的产品、服务或特性等应受华为公司商业合同和条款的约束,本文档中描述的全部或部分产品、服务或特性可能不在您的购买或使用范围之内。除非合同另有约定,华为公司对本文档内容不做任何明示或默示的声明或保证。 由于产品版本升级或其他原因,本文档内容会不定期进行更新。除非另有约定,本文档仅作为使用指导,本文档中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保。 华为技术有限公司 地址: 深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼 邮编:518129 网址: 客户服务邮箱: support@ 客户服务电话: 4008302118 目 录 1 解决方案概述 1 1.1 建设背景 1 1.2 当前问题 1 1.3 建设原则 2 1.4 设计标准 2 2 系统总体设计 4 2.1 业务分析 4 2.2 系统架构 5 3 详细设计方案 6 3.1 视频管理系统设计 6 3.1.1 总体描述 6 3.1.2 IVS视频管理平台架构 6 3.1.3 IVS视频管理平台工作模式 7 3.1.4 系统配置 8 3.2 视频存储系统设计 9 3.2.1 总体描述 10 3.2.2 视频云边缘节点设计 10 3.3 视频分析系统设计 20 3.3.1 总体描述 20 3.3.2 系统架构设计 20 3.3.3 系统功能设计 21 3.3.4 系统配置 25 3.4 统一管理系统设计 27 3.4.1 总体描述 27 3.4.2 系统架构设计 27 3.4.3 系统功能设计 28 3.4.4 系统配置 33 4 视频监控解决方案优势 42 4.1.1 开放基础平台 42 4.1.2 高效视频存储 42 4.1.3 视频智能分析 42 4.1.4 高效历史录像查询 42 4.1.5 安全可靠 43 4.1.6 绿色节能 43 附录 44 系统设计的依据 44 系统引用的标准 44 相关产品介绍 46 4.2 存储 46 4.2.1 OceanStor 2800 V3产品介绍 46 4.2.2 OceanStor 9000产品介绍 48 4.3 FusionServer服务器 52 4.3.1 RH2288 V3机架服务器 52 4.3.2 E9000 53 4.4 IVS视频管理平台 55 4.4.1 IVS视频管理平台系统功能 55 4.4.2 第三方程序接口设计 68 4.4.3 云化集群功能 71 4.4.4 视频质量诊断 72 4.4.5 视频录像备份 72 4.5 FusionSphere云平台 72 4.5.1 业务价值 73 4.5.2 逻辑架构 73 4.5.3 关键特性 74 修订记录 版本 日期 更新事由和内容 作者 华为视频云技术建议书模板 V1.0 1 解决方案概述 1.1 建设背景 【根据需要填写】 公共安全视频监控联网与共享应用,是新形势下维护XX城市安全和社会稳定、预防和打击暴力恐怖犯罪的重要手段,对于提升城市管理水平、创新社会治理体制具有重要意义。近年来,随着XX市公安局视频监控系统一期和二期工程的建设,视频监控技术在打击犯罪、治安防范、社会管理、服务民生等方面都发挥了积极作用。但随着XX市公安局和各公安分局对视频监控应用需求的不断提升,现有视频联网和应用平台已不能满足当前公安实战要求。 根据公安部《关于进一步加强公安机关视频图像信息应用工作的意见》(公通字〔2015〕4号)以及市局科技强警战略部署,为进一步推进科技护城墙和视频监控系统建设,扎实开展基础信息化采集应用工作,XX市公安局决定开展视频监控系统工程建设,进一步落实科技强警战略部署,着力在全市范围内打造立体化社会治安防控体系,实现视频监控系统的“全覆盖、全高清、全联网、全智能”。 1.2 当前问题 【根据需要填写】 ² 非高清监控占比高,图像质量低 全市现有一类点摄像头三万多,其中大多数为标清摄像机,二三类点甚至还存在大量标清及以下的摄像机。这些非高清监控摄像机的视频图像质量很差,不能满足公安实战需求,迫切需要升级改造,尤其是公安部门自建的一类点摄像机。 ² 摄像头位置、朝向难以精确定位 在公安办案过程中,需要调取视频图像时,因为摄像头位置和朝向不精确把握,往往需要民警到现场进行确认是否是某个摄像机、该摄像机的具体朝向等信息,造成了警力资源的浪费,并延误了破案时机。 ² 现有公安网络单一,且带宽不足 目前市公安局所有的系统都运行在公安内网上,没有其它网络可用。现有公安内网的带宽无法应对全市一类点的全高清覆盖和二三类点的全联网接入等要求。 ² 视频资源联网共享不足 全市一类点摄像头已在公安内网中实现全部联网共享,但二三类点摄像头没有在全市范围内实现联网,只有南山分局、罗湖分局等几个分局实现了少量二三类点的接入。全市二三类视频资源联网共享程度很低,对公安实战的辅助作用还很小。 另外,目前的一类点视频在公安内网实现的联网共享,无法满足市政府及其它政府单位的非涉密视频共享需求。 ² 视频智能化应用水平急需提升 已经联网的全市一类点视频应用平台,仍然是一期工程中建设的视综平台,因为该平台建设时间较早,包含的智能视频分析功能很少。近些年,随着智能视频分析技术的不断发展,公安实战中对视频智能化应用的需求越来越强烈,因此,急需提升当前的视频应用平台来满足公安实战需求。 1.3 建设原则 【根据需要修改】 ² 可靠性 在视频监控系统中,可靠性至关重要,系统所采用的技术与产品必须是成熟和高质量的,当外界或内部条件发生突变时,系统能够经受住干扰和冲击,确保系统在运行期间不间断工作。 为保证系统可靠性,要求通过在网络规划方面采用冗余主机、冗余网络连接等手段提高组网的可靠性,通过在主机上使用冗余网卡、冗余硬盘等方式提高单台主机内部的可靠性。同时通过流量控制和性能监控的方式保障应用软件的可靠运行,且在故障恢复后能够自动恢复业务,保证业务的可靠性。 ² 安全性 在物理设备上,各类线缆、设备辐射指标应达到相关的安全要求;网络设计上采用与其他网络相对独立的专用网络,网内的视频、数据等信息对外界是隔离的;应选择高可靠型的操作系统,在应用系统的设计上,适当采用信息加密、权限管理、访问控制等技术,保证信息安全。 ² 先进性 采用先进的技术与设备,不仅仅因为应当采用先进的手段加以“武装”。同时,也是保护投资所必须考虑的。先进性不仅指技术与设备在世界范围内处于领先状况,而且应体现在相关技术上具有前瞻性。 ² 可扩展性 监控系统可通过多台设备堆叠实现存储和管理容量的扩展,堆叠后管理入口要与扩容前保持一致。当旧有系统堆叠到上限后,仍能通过系统互联接口与新增的监控系统实现多级多域联网,实现管理和监控业务的一致性延续。 ² 可维护性 系统运行后,用户管理和设备的维护是可操作的,系统应具有完善的网管功能,可以对视频监控系统平台中部署的各个业务服务器和前端设备实现管理,实现告警、性能、拓扑等信息的集中采集、统计和管理。 ² 开放性 系统设计时,必须考虑提供丰富的二次开发接口,通过应用定制,其他外围系统可通过二次开发包方便的调用平台视频资源。 1.4 设计标准 系统设计时,所采用的技术手段必须遵循业界标准,特别是要提供标准接口,使系统具有较高的灵活性,方便扩展及与其它系统互联;同时,标准性也为今后的升级或引进新技术提供了保障,本项目遵循如下标准: 开放型网络视频接口论坛协议-- ONVIF 以太网标准(包括802.3ab/802.3u/802.3z 等)-- IEEE 802.3 介质存取控制桥标准-- IEEE 802.1d 虚拟网标准-- IEEE 802.1q 优先级-- IEEE 802.1p 数字视频编码标准-- ITU-T H.264(MPEG 4 part 10) TCP传输控制协议-- RFC872 IP互联网络协议TCP、UDP用户数据包协议-- RFC877 超文本传输协议–HTTP/1.1,1999.1-- ISOC/IETF RFC 2068 音频信号的脉冲编码调制(PCM)-- CCITT G.711建议(1988) 实时传输协议(RTP)和实时控制协议(RTCP)-- IETF RFC 1889、IETF RFC 1890 SIP简单会话协议-- SIP 实时流协议-- RFC2326 《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94 《安全防范系统通用图形符号》GA/T 74-2000 《视频安防监控系统技术要求》GA367-2001 2 系统总体设计 2.1 业务分析 结合本项目的建设目标,视频监控系统工程的顶层架构设计如下图所示: 1. 前端设备 包含本期项目新建的一类点高清摄像头、改造的一类点摄像头、二三类接入设备,以及对应的视频存储设备和管理平台等。 2. 视频联网共享平台 分为一级视频联网共享平台和二级视频联网共享平台,以及视频联网共享所需的网络支撑。一级视频联网共享部署在市局,实现与所有二级视频联网共享平台的对接;二级视频联网共享平台部署在各分局,实现全部一类点视频接入和有条件的二三类点视频接入。 3. 视频结构化处理和智能分析平台 实现对联网视频的结构化处理,以及各类智能分析功能。 4. 视频综合研判平台 本项目建设的上层应用系统,主要是面向公安实战应用,结合先进的智能分析算法,在公安外网上实现的智能视频综合研判平台。 5. 标准规范体系 视频监控系统三期工程所制定的全市统一标准,在统一标准体系的指导下,市局和各分局分别展开相应内容的建设。 6. 信息安全体系 对全市视频联网共享的安全管控机制。 7. 统一运维管理 实现对本期项目所有建设内容,从前端设备到上层应用的统一运维管理。 2.2 系统架构 视频云系统逻辑架构见下图: 图表 1视频云逻辑架构 视频云解决方案按照功能可分为4大组成部分: ² 业务应用:主要包括各种视频应用,包括图侦、交警、治安等公安业务; ² 共享、管理与分析:主要是部署在数据中心的视频管理平台,视频共享、视频分析平台等视频处理能力。这些能力构筑在云计算和视频存储资源池上。 ² 采集与传输:包括视频云前端系统,用以采集视频数据,主要是摄像头、卡口、电警等; ² 统一运维管理:对视频系统的基础设施提供告警、性能、拓扑等运维能力,以及对云平台的管理能力; 3 详细设计方案 3.1 视频管理系统设计 3.1.1 总体描述 本项目建设的智能视频监控管理平台具有良好的先进性、互通性、功能性、扩展性。整个平台架构采用开放式,国标规范化设计,系统具备平台互联能力。 平台设计遵循最新的《安全防范视频监控联网系统传输、交换、控制技术要求》(GB/T28181-2011)国标标准要求,并提供良好的集成能力及二次开发接口,供其他上层业务系统的集成对接。 3.1.2 IVS视频管理平台架构 IVS的逻辑架构如下图所示。 IVS视频管理平台逻辑架构 产品模块 部件功能描述 客户端 负责业务展现,提供业务操作和配置界面。 平台互联网关PCG(Platform Connection Gateway) 负责与第三方视频监控平台对接,支持GA/T669平台接入协议以及GB/T28181平台接入协议,并支持根据不同平台的接入协议进行定制。 业务控制单元SCU(Service Control Unit) 负责设备的配置管理和业务控制,包括设备管理、告警管理、录像管理、登录鉴权、告警处理、云镜控制和前端接入等功能。 设备互联网关DCG(Device Connection Gateway) 负责前端设备对接,包括编码器、摄像机、DVR以及安防告警设备等。 l 支持Onvif1.02、Onvif2.0、Onvif2.4以及Onvif Profile S协议前端设备。 l 支持中国移动千里眼协议前端设备、GB/T28181协议前端设备、私有SDK前端设备。 l 支持丛文告警系统、Honeywell告警主机、西门子门禁接入,后续可根据不同厂商设备的接口进行定制。 业务管理单元SMU(Service Management Unit) 负责域内的配置管理和业务控制工作,包括设备管理、用户管理、告警管理、录像策略管理以及信令路由、登录认证、告警处理和多级多域等功能。 集群管理单元 CMU(Cluster Management Unit) 负责集群组网和集群的调度,每个节点通过CMU接入集群,并在集群中充当不同的角色,承担起不同的工作。 运营管理单元OMU(Operation Management Unit) 负责系统的运营管理,包括系统和设备的初始配置、进程守护和性能监控等,支持和网管系统的对接。 媒体转发存储单元MU(Media Unit) 负责媒体流相关业务控制,包括媒体流的建立、转发和停止,录像存储,录像检索、下载和回放控制,联动录像等功能。 视频质量诊断单元 MAU_QD(Media Analysis Unit-Video Quality Diagnosis) 负责系统视频质量诊断功能,完成对视频质量诊断、分析及结果上报。 3.1.3 IVS视频管理平台工作模式 IVS视频管理平台可以工作在视频管理模式(VMU,Video Management Unit)和媒体处理模式(MPU,Media Process Unit)。 工作模式 功能描述 视频管理模式VMU 在视频管理模式下,具体功能如下: · 负责域内的配置管理和业务控制工作,包括设备管理、用户管理、告警管理、录像策略管理以及信令路由、登录认证、告警处理和多域等功能。 · 负责系统的运营管理,包括系统和设备的初始配置、设备升级、进程守护、性能监控等,并支持和网管系统的对接。 媒体处理模式MPU 在媒体处理模式下,具体功能如下: · 负责媒体流的建立、转发和停止。 · 负责录像存储、备份、点播、回放和下载控制。 · 负责媒体的接收、解码和播放。 3.1.4 系统配置 3.1.4.1 IVS视频管理平台性能指标 MPU总数不超过16台时,可形成自堆叠。 MPU总数超过16台时,需部署视频管理单元VMU,实现对MPU的管理。VMU可双机部署。 工作模式 参数 说明 媒体处理模式MPU 视频接入 单台MPU支持最大前端接入路数512路、最大接入带宽1024Mbps。 视频转发 单台MPU支持512路或者1024Mbps媒体分发转发能力。 存储性能 单台MPU支持最大存储接入路数512路、最大接入带宽1024Mbps。 录像回放和下载 单台MPU支持512路或者1Gbps媒体回放+下载能力。 视频管理模式VMU 镜头接入 单台VMU最大支持30000个镜头接入。 MPU接入 单台VMU最多支持128台MPU接入。 视频转发 转发第三方平台视频:支持320路或者640Mbps媒体分发转发能力。 下级域接入 单台VMU支持128台下级VMU+MPU接入。 VMU互联最大支持8级。 第三方平台对接 单台VMU支持128个第三方平台。 第三方平台互联最大支持8级。 3.1.4.2 IVS视频管理平台配置建议 i. 第一步:确定MPU数量 MPU数量 a = Roundup(全量录像存储总路数 ÷MPU录像存储路数性能); MPU数量 b = 录像存储总带宽 ÷MPU录像存储带宽性能,结果向上取整; MPU数量取a,b中的最大值。 ii. 第二步:确定是否需要部署视频管理单元VMU,以及是否双机部署 MPU数量超过16台时,需要单独部署视频管理单元VMU实现对MPU的管理。 单VMU最多支持128台MPU的接入。 VMU可双机部署。 iii. 第三步:硬件配置选型建议 1. IVS服务器(MPU/VMU)推荐配置: 操作系统:SUSE Linux Server Enterprise 11 SP1, 64-bit CPU: 2*Intel E5-2603 V3 主频:不低于3.2GHz 内存:大于等于16G 硬盘:大于等于500G 网口: 4*1000M网口 2. 终端接入单元配置要求如下: CPU:Intel 四核 主频大于等于3.2G(参考型号:I5二代) 内存:大于等于3G 硬盘:大于等于300G 网口:至少1000M网口一个 3. 安装IVS客户端软件的PC客户端硬件推荐配置: 操作系统:Windows 7 (32位/64位) CPU:性能不低于core i5二代 主频:不低于3.2GHz 显存:1.0G(性能不低于GeForce GTX 550 Ti) 内存:大于等于3G 硬盘:大于等于500G 网口:至少1000M网口一个 显示器:至少22英寸;推荐分辨率1680*1050 3.2 视频存储系统设计 【根据需要修改】 视频云专网一般分为集中建设与分散建设,两种建设模式各有特点,需要从技术角度进行分别设计。 分散建设:一般在多个派出所部署视频云边缘节点,主要用于长时间循环覆盖的实时视频存储,同时满足机动性的历史图像调阅。推荐采用华为视频融合存储系统OceanStor 2800 V3,在保留IP SAN接入能力的同时内嵌虚拟化平台,可以直接将原先部署在物理服务器上的视频应用迁移到存储控制器内,降低客户总体TCO。 局部集中:一般在分局与派出所采用局部集中建设模式,在分局推荐采用华为云存储系统OceanStor 9000作为视频云中心节点,在派出所推荐采用华为视频融合存储系统OceanStor 2800 V3作为视频云边缘节点,视频云边缘节点将重要视频数据、告警数据、分析数据快速汇聚到视频云中心节点,实现视频云边缘与中心的两级联动。 全局集中:一般在市局推荐采用全局集中建设模式,推荐在市局采用云存储系统OceanStor 9000作为视频云中心节点,实现视频云存储、视频云分析与统一管理。 3.2.1 总体描述 每套存储系统承载能力固定,在不同的场景下设备数量和类型也会有所差异。我们会根据收集的信息做出准确的数量计算。 在后续的部分我们将按照视频云边缘节点、视频云中心节点分别从系统构架、系统功能、系统性能、系统管理、可靠性、节能降耗等多个方面进行详细的设计和描述。 3.2.2 视频云边缘节点设计 3.2.2.1 基于自主创新设计的产品 视频云边缘节点采用华为OceanStor 2800 V3视频融合存储,是华为公司针对视频监控领域推出的新一代专用高性能虚拟存储设备。存储控制器在保留IP SAN接入能力的同时内嵌虚拟化操作系统平台,能够充分发挥存储控制器的富余计算能力。用户可以直接将原先部署在物理服务器上的视频应用平台迁移到存储控制器内。提供开放式流直存、视频快速汇聚、数据保护等关键特性。易于快速集成ISV业务平台构建大型视频存储系统,显著降低用户TCO。 3.2.2.2 独创控制器内置虚拟化平台 华为视频融合存储OceanStor 2800 V3采用创新性设计,包含存储专用OS模块和虚拟化平台,在虚拟化平台上创建虚拟机,提供给视频监控平台,安装视频管理服务,以实现录像计划录制,视频流编码、录像回放和管理等业务功能,而不需要配置物理的流媒体服务器。流媒体服务按特定格式编码的视频流,通过内部高速通道,直接写入指定的存储磁盘中,而不需传统方式的服务器和存储之间的以太网连接。 流媒体服务平台部署在虚拟机上,若出现某个流媒体服务平台无法快速修复并承载业务,存储系统可快速再分配一个虚拟机,用于流媒体服务平台的重新部署,若原先预制有安装流媒体服务平台的虚拟机模板,业务恢复就像电脑开机一样快捷。 虚拟化可以灵活地分配业务资源,可以基于模板实现快速的业务平台部署,以解决突发的业务压力(如大型会议,活动等)或业务平台运行异常;可以实现业务快速迁移。 通过虚拟化技术,在存储控制器上将原来的存储软件独立成一个单独的域,同时以虚拟机为载体运行第三方应用程序。不仅带来了了良好的隔离性,并且将存储阵列富余的计算能力充分利用起来。OceanStor 2800 V3产品支持流直存的原理如下图所示: 图3-2 华为视频监控存储内置虚拟机架构 1. 应用接收视频监控数据:部署在虚拟机中的第三方应用(视频监控应用)通过GE/10GE IP网络接收IP摄像头的视频数据。网口之间采用专口专用,避免了业务之间的相互干扰。每控制器支持最高达12个GE网口或者8个10GE网口。 2. 视频监控数据写入存储:虚拟机与存储软件域之间通过内部高速内存通道进行数据交换,采用高达DDR3-1600规格的内存条,相比原来服务器与存储阵列之间的物理IP网络交换,内存通道带来了更快的性能,同时还去掉了繁琐的物理线缆连接。 3. 视频监控数据写入磁盘:相比于上一代存储阵列的6Gb/s SAS连接,OceanStor 2800 V3后端全面采用更新一代的12Gb/s SAS互联,使得视频数据写入磁盘时(或视频数据从磁盘读出时)具有更快的性能、更低的时延。 4. 视频监控数据写镜像:为了保证数据可靠性,OceanStor 2800 V3产品采用双控形态,控制器A和B之间的镜像通道采用最新的PCIE3.0技术,双向最大带宽高达8GB/s. 利用虚拟化技术良好的兼容性和隔离性,可根据需要将视频监控的存储服务、转发服务、索引服务等第三方应用部署到存储控制器中,降低客户TCO。 针对大型平安城市项目,前端监控点密集部署,导致日常产生海量视频数据。按照客户业务需求,需在短时间内将视频数据抽取到分析平台中,所以对视频存储的读取能力提出了更高的要求,而目前的趋势也就是依托于更强的存储系统上,搭建更丰富多样的视频分析处理软件,在数据量大、数据类型多、价值密度低的视频图像中,产生有价值的结果。随着使用者对视频数据的愈发重视,希望从视频数据中挖掘出更多的高价值信息,越来越多的使用者开始讨论视频分析技术如何发挥更大的作用。 传统的视频监控系统在面对视频分析的强烈需求时显得力不从心,海量的视频数据无法快速的从存储中提取,严重影响了视频数据分析的效率。华为的视频云融合存储解决方案的技术特点不光是融合带来的更低成本和更灵活的系统架构,通过融合也带来了前所未有的高效能。通过最新的存储操作系统OceanStor OS以及针对视频数据的特点全面优化的OceanStor V3硬件,为视频分析系统加速,大大缩短视频数据的提取时长,供视频分析的应用程序进行进一步的使用。 通过更高效的视频云服务平台,解放了视频数据使用者的梦想,过去因为无法快速读取数据,只能小心翼翼地选择有限的视频数据进行挖掘和分析,而现在通过华为的视频云融合存储,不用再担心时间的问题,再多的数据弹指间即可获得。 3.2.2.3 开放式流直存 华为视频融合存储阵列通过内置在控制器中的虚拟化平台可支持开放式流直存组网,这种开放式流直存组网架构相比传统安防和存储厂商的视频软件直接嵌入方式有非常独特的优势。 传统安防和存储厂商的做法是把录像软件和播放软件直接嵌入到存储设备操作系统中,这种做法是整体上解决服务器存储模式的一种方法:编码器录像直接写入存储,平台和客户端可以直接从存储中点播;降低了客户使用成本,也提高了性能和可靠性。通过流媒体协议写入存储的架构模式,可以使存储有更多的灵活性,可以做更多的工作,比如视频切割,文件压缩,文件加密等等,同时使得视频点播变得更加简单快捷 但是这种服务器操作系统直接嵌入视频平台的方式,无QoS保障、无自动故障恢复、资源抢夺严重,可靠性一般较差,一旦应用软件由于故障导致无法对外提供服务,无论是冗余控制器还是传统的X86平台服务器都无法自动重启视频应用软件,最终导致客户只能采用手工重启服务器或者复位存储阵列控制器的方式使应用软件重新恢复工作,而这个过程将导致前端的视频应用长时间中断,是客户无法容忍的。 而华为OceanStor 2800 V3存储采用独特的虚拟化平台部署视频应用模式,这种部署方式可以充分利用存储阵列控制器的高性能CPU和Cache资源,每个控制器支持最大部署3个虚拟应用,每个独立的虚拟机OS间资源完全隔离,每个虚拟OS都能获得足够的计算资源,不会发生资源抢用现象。而且一旦其中一台虚拟OS中的视频应用出现故障,无需手工重启控制器,虚拟OS可以自动恢复,业务不会长时间中断。 另外由于华为OceanStor 2800 V3的控制器内置虚拟机OS兼容性良好,支持目前业界大多数视频监控和安防厂商的监控应用平台软件,采用这种开放式部署ISV应用的模式,用户可以灵活选择多家应用提供商的产品,不会出现被一家供应商绑架的情况。 3.2.2.4 融合统一 3.2.2.4.1 计算与存储的融合统一 华为视频融合存储阵列的控制器采用最新硬件平台开发,可同时提供1Gbps IP与10Gbps IP组网,并支持多种视频流处理方式,能够适应不同场景的客户需求。该产品控制器内置虚拟机操作系统,可以方便地集成XXX的视频业务平台,通过部署在虚拟机操作系统中的XXX业务平台实现视频流直存。 华为视频融合存储不仅能够快速适应本地视频录像、转发与回放/点播等应用,在内置虚拟机部署XXX的智能视频/图像分析或大数据分析应用等软件后,还可以从海量视频监控数据中,快速挖掘出价值数据,将事后处理转变为事前预警。本方案所采用的存储产品专门对视频监控场景进行优化设计,适应不同视频监控系统的要求。 3.2.2.4.2 平台与系统的融合 不同于传统IT架构中软件安装到硬件之上的独占模式,通过硬件资源的虚拟化,将软件所需的资源以虚拟机服务的形式对外提供,既提高了资源的利用率,降低了资源的冗余,同时保证资源之间的隔离与保护,避免多个软件共享和抢占硬件资源带来的系统故障率的增高。华为视频融合存储解决方案通过资源的共享,大大减少了视频监控系统建设的成本。 3.2.2.4.3 业务与基础架构的融合 采用多个业务共享一个融合云平台的方式,改变了视频数据在使用过程中,多个业务分而治之,各自为战的情况。以视频数据平台为基础,将大量的视频数据集中在稳定可靠,同时具备高处理效能的云服务平台中,再按照使用视频数据的用途,融入不同的业务到云服务平台中,简化视频数据使用过程的迁移,不同业务组合和切换的时间,以及不同业务对于资源的服务等级要求。 3.2.2.5 高性能 3.2.2.5.1 内部硬件架构无瓶颈 华为视频融合存储产品采用新一代PCI-E 3.0总线技术及SAS3.0高速I/O通道技术,可提供最高28GB/s的系统内部交换带宽,为存储系统整体性能的提高奠定了坚实的基础,内部硬件架构不会成为视频监控系统性能的瓶颈。相比于目前传统存储阵列普遍采用的的6Gb/s SAS扩展级联技术,OceanStor 2800 V3后端全面采用更新一代的12Gb/s SAS互联模块,使得视频数据写入磁盘时(或视频数据从磁盘读出时)具有更快的性能、更低的时延。 3.2.2.5.2 优化的视频监控应用感知 华为视频融合存储OceanStor 2800 V3针对视频监控系统高并发不间断写入、按需读出的业务特殊性,在设计中特别考虑针对视频流的写入和读出进行优化,以保证在接入多路摄像头时不发生丢帧现象,保证数据安全。单套存储支持384路高清视频流并发写入,同时支持128路高清视频流回放。 3.2.2.5.3 面向应用的Cache智能预取技术,提高视频数据回放性能 华为视频融合存储提供面向应用的Cache智能预取技术,该技术不仅能够自动识别当前I/O的顺序程度,根据不同的业务模型动态启停Cache预取功能,还可针对不同应用场景自动设定最优预取长度。Cache智能预取技术在大大提高应用服务器读性能的同时也降低了对硬盘的访问频率,延长了硬盘的使用有效期限。 3.2.2.5.4 双控动态负载均衡技术,满足高性能要求同时保证监控系统7*24业务连续性 华为视频融合存储的控制器为Active-Active双控双活模式,可并行处理来自应用服务器的I/O请求,实现存储业务在两个控制器上的负荷分担,从而避免了一个控制器负载过大,而另一个控制器长期处于闲置的情况,在降低了单个控制器的负担的同时更有效地利用系统资源,提高系统的工作效率和性能。 3.2.2.5.5 高密硬盘框支持 华为视频融合存储支持高密硬盘框。高密硬盘框充分利用了框的4U高度,把硬盘从原来的横插模式改为直插(插秧)抽屉式,并且压缩了级联板的尺寸,比常规硬盘框的级联板缩小一半以上,尽量腾出空间给硬盘。通过精细的风道设计、优化的风扇调速策略以及加强的风扇使用,最终解决了高密磁盘的散热问题,同时也满足噪声要求和功耗占用。当前规格单框支持多大75块3.5寸硬盘单元。 高密磁盘框相比较于普通的4U 3.5寸磁盘框,有如下优势: Ø 密框的磁盘密度是常规磁盘框的3倍。 Ø 每单位空间(U)的性能是常规磁盘框的2倍。 Ø 单片磁盘运营成本降低20%。 Ø 每盘耗电量比常规磁盘框降低50%。 3.2.2.6 高可靠 3.2.2.6.1 冗余双活控制器设计 华为视频融合存储OceanStor 2800 V3两个控制器都能直接对外提供服务,且互为冗余,内部通过PCIE 高速通道连接,实现数据的高速镜像,保障数据的高可靠,保证哪怕单控制器异常或更换时,数据不丢,业务不断。 3.2.2.6.2 内置BBU+数据保险箱功能,保证视频数据一致性 为了有效的防止外部电源断电对系统可能造成的影响,华为视频融合存储采用了内置BBU和数据保险箱设计,内置BBU具有体积小、成本低、冗余设计以及可在线热插拔等优点。一旦出现外部电源断电情况,内置BBU模块均可对控制器和保险箱进行同时供电,以确保断电后Cache中的数据能够安全写入硬盘,保证了数据的完整性和可靠性。 3.2.2.6.3 弹性升级方式,保证监控点数平滑增加 华为视频融合存储解决方案可支持弹性的升级方式,提供容量的平滑扩容能力。单套存储最大支持750块4TB容量硬盘,项目初始配置可以根据监控点路数、视频流带宽、保留天数等参数计算出数据总容量和所需设备数量,后期如果需要扩容,比如增加摄像机数量,可以灵活增加存储设备的硬盘扩展柜。OceanStor 2800 V3目前支持两种硬盘扩展柜:4U高度24盘位的普通扩展柜,最大支持30个;4U高度75盘位高密扩展柜,最大支持10个。 3.2.2.6.4 故障自检自愈 华为视频融合存储OceanStor 2800 V3针对硬盘采用了多重故障容错设计,具有硬盘在线诊断、DHA(Disk Health Analyzer,硬盘故障诊断与预警)、坏道后台扫描、坏道修复等多种可靠性保障。磁盘虚拟化RAID2.0+技术会根据热备策略自动在硬盘域中预留一定数量的热备空间,用户无需像传统RAID模式那样进行热备盘配置。当系统自动检测到硬盘上某个区域不可修复的介质错误或整个硬盘发生故障时,系统会自动进行重构,将受影响的数据块(能够基于块的粒度只重构已分配并使用了的空间)快速重构到其他硬盘的热备空间中。重构速度最高1TB/0.5小时(传统RAID重构速度一般为1TB/10小时),实现系统的快速自愈合,大幅降低RAID失效风险,特别适合大容量硬盘介质。 3.2.2.6.5 支持主流规格硬盘,适应监控系统不同需求 华为视频融合存储支持主流规格硬盘,支持大容量硬盘,可根据不同业务进行最优选择。而且作为硬盘生产厂商的核心客户,华为可获得更好和最新的硬盘进行提前认证和技术支持。 3.2.2.6.6 业界独有的RAID2.0+保护技术,确保数据快速恢复 华为RAID2.0+技术采用底层硬盘管理和上层资源管理两层虚拟化管理模式。在系统内部,每个硬盘空间被划分成一个个小粒度的数据块,基于数据块来构建RAID 组,使得数据均匀地分布到存储池的所有硬盘上,同时,以数据块为单元来进行资源管理,大大提高了资源管理的效率。 RAID2.0+技术相比传统RAID的优势如下: Ø 在整个Disk Pool内的所以磁盘间自动负载均衡、降低整体故障率。RAID2.0+技术通过块虚拟化实现了数据在存储池中硬盘上的自动均衡分布,避免了硬盘的冷热不均,从而降低了存储系统整体的故障率。 Ø 快速精简重构,显著降低双盘失效概率。RAID2.0+技术克服了传统RAID 重构的目标盘(热备盘)性能瓶颈,使得重构数据流的写带宽不再成为重构速度的瓶颈,从而大大提升了重构速度,降低了双盘失效的概率,提升了存储系统的可靠性。 Ø 故障自检自愈,保证系统可靠性。RAID2.0+技术会根据热备策略自动在硬盘域中预留一定数量的热备空间,用户无需进行设置,当系统自动检测到硬盘上某个区域不可修复的介质错误或整个硬盘发生故障时,系统会自动进行重构,将受影响的数据块数据快速重构到其他硬盘的热备空间中,实现系统的快速自愈合。 3.2.2.6.7 全面基于硬盘的可靠性技术 Ø 硬盘预重构 通过系统周期性的检测硬盘的健康状态,提前发现即将故障的硬盘,并提前启动数据重构的一种手段。相比于传统RAID的硬盘预拷贝技术,RAID2.0+技术通过重构机制生成需要拷贝的数据,进一步缓解了预拷贝带来的单盘性能压力。预重构技术规避了RAID降级风险,进一步有效降低数据丢失的风险。 Ø 坏道修复 坏道修复技术是在硬盘读数据发生错误时,如果该错误是由于坏道引起的错误,则对坏道进行写修复。 坏道修复技术可以最大限度修复硬盘坏道,将硬盘故障率降低50%以上,延长硬盘的可使用周期,保护视频监控数据的安全。 Ø 后台扫描 后台扫描技术是一种周期性磁盘健康状态检查的方法,通过对磁盘进行定期的坏道扫描,可以及时发现在磁盘运行过程中产生的坏道。后台扫描发现的坏道可以通过坏道修复技术进行修复。 后台扫描技术可以及时发现隐藏的磁盘坏道,避免了在业务交互过程中发生错误并修复带来的性能下降,同时也降低了同一个Pool中由于多块硬盘同时发生坏道引起RAID失效的概率。 Ø 在线诊断 在线诊断技术是在业务不中断情况下对故障硬盘进行修复的一种技术。当Disk Pool中的一块硬盘发生故障或读写发生错误时: 1) 离线故障硬盘不会导致RAID失效的情况下: 通过将该硬盘隔离,并后台对该硬盘进行后台重试,上、下电等手段对该故障盘进行修复。故障盘修复成功后,将盘接入系统,并启动精简重构,可以快速恢复RAID到正常状态。 2) 如果隔离故障硬盘会导致RAID失效的
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