海康威视视频云存储解决专项方案.docx

海康威视视频云存放处理方案V2.1阅读提醒一、文档类别系统应用设计方案二、适用性简述一、方案关键叙述1、方案对海康威视视频云存放系统进行了介绍，使受众能够对海康威视视频云存放处理方案有整体了解。2、方案具体叙述了视频云存放三种场景，针对不一样应用场景进行具体视频云存放处理方案设计，最终能够依据实际项目需求，形成可落地项目软硬件配置清单。3、方案最终将视频云存放和传统集中存放进行对比，视频云存放和文件云存放对比，使受众加深对海康威视视频云存放处理方案认识。二、方案适用性方案是以推广、应标和项目设计为目标而提供系统处理方案，在使用此方案时需要依据具体项目情况，进行对应内容选择及修改，以符合实际应用。请仔细阅读第二章说明，判定实际项目应该选择云存放应用场景，明确后直接阅读第三章、第四章或第五章。三、方案受众：企业处理方案、售前相关人员和技术人员三、关联可参考文档视频云存放容量计算工具视频云存放配置清单其它云存放相关文档：ftp:/:400产品资料01.股份企业08.视频云存放文档控制序号修订内容修订时间修订人审核人1海康威视视频云存放处理方案V0.8.05.16赵斌王淑文汪渭春王冠2海康威视视频云存放处理方案V1.0.06.08赵斌王淑文汪渭春王冠3海康威视视频云存放处理方案V1.1.09.26汪渭春王冠4海康威视视频云存放处理方案V2.0.09.26王冠廖雄郑重5海康威视视频云存放处理方案V2.1增加图片直存云存放方法描述。.09.26王冠6海康威视视频云存放处理方案V2.2增加验收内容章节.03.06王冠正文目录第 一 章 概述81.1 系统介绍81.2 设计标准81.3 设计目标91.4 术语及缩略语解释101.4.1 术语解释101.4.2 英文/缩略语解释11第 二 章 总体设计152.1 需求说明152.1.1 功效性需求说明152.1.2 非功效性需求说明162.2 技术路线172.3 逻辑架构182.4 系统特点202.4.1 高效灵活空间管理202.4.2 海量数据快速检索212.4.3 连续可靠数据服务222.4.4 高可扩展应用支撑232.4.5 开放透明兼容系统242.5 应用场景24第 三 章 视频类云存放设计263.1 系统软硬件设计263.1.1 软件设计263.1.2 硬件设计343.2 系统物理拓扑353.3 系统功效设计373.3.1 视频存放功效373.3.2 录像管理功效383.3.3 系统管理功效383.3.4 运维管理功效393.4 系统业务步骤393.4.1 视频存放步骤393.4.2 视频检索步骤403.4.3 视频读取步骤413.5 系统项目设计423.5.1 项目信息搜集423.5.2 云存放设计步骤433.5.3 云存放管理服务器设计443.5.4 存放容量计算463.6 系统软硬件总参考清单48第 四 章 图片类云存放设计494.1 系统软硬件设计494.1.1 软件设计494.1.2 硬件设计544.2 系统物理拓扑554.3 系统功效设计574.3.1 图片存放功效574.3.2 系统管理功效584.3.3 运维管理功效584.4 系统业务步骤594.4.1 图片存放步骤594.4.2 图片检索步骤614.4.3 图片下载步骤614.5 系统项目设计624.5.1 项目信息搜集624.5.2 云存放设计步骤634.5.3 云存放管理服务器设计644.5.4 存放容量计算664.6 系统软硬件总参考清单67第 五 章 视频、图片混合云存放设计695.1 系统软硬件设计695.1.1 软件设计695.1.2 硬件设计775.2 系统物理拓扑775.3 系统功效设计795.3.1 视频存放功效795.3.2 录像管理功效795.3.3 图像存放功效795.3.4 系统管理功效805.3.5 运维管理功效805.4 系统业务步骤805.4.1 视频业务步骤805.4.2 图片业务步骤805.5 系统项目设计805.5.1 项目信息搜集805.5.2 云存放设计步骤815.5.3 云存放管理服务器设计825.5.4 云存放存放设备设计845.6 系统软硬件总参考清单86第 六 章 存放技术对比分析886.1.1 存放技术现实状况886.1.2 存放技术对比分析94第 七 章 附件987.1 视频云存放容量计算工具987.2 关键硬件产品介绍987.2.1 存放管理服务器987.2.2 存放主机99表格目录表1 视频监控云存放和传统集中存放对比表94表2 视频监控云存放和文件云存放对比表96图片目录图1. 云存放逻辑架构图18图2. CVM软件架构27图3. CVS软件架构29图4. CVA软件架构31图5. ASS软件架构33图6. 视频云存放物理结构图36图7. 视频云存放系统功效图37图8. 视频存放步骤40图9. 视频检索步骤41图10. 视频读取步骤42图11. 管理节点双机布署方法45图12. 管理节点集群布署方法46图13. CVM软件架构50图14. CVS软件架构52图15. ASS软件架构53图16. 图片类云存放系统物理结构56图17. 视频云存放系统功效57图18. 图片直存步骤60图19. 图片非直存步骤61图20. 图片下载步骤62图21. 管理节点双机布署方法65图22. 管理节点集群布署方法66图23. CVM软件架构70图24. CVS软件架构72图25. CVA软件架构74图26. ASS软件架构76图27. 视频图片混合云存放物理结构图78图28. 视频云存放系统功效图79图29. 管理节点双机布署方法83图30. 管理节点集群布署方法84图31. CVR直连存放图90图32. 视频云存放拓扑图93第 一 章 概述1.1 系统介绍 伴随视频监控系统规模越来越大，和高清视频大规模应用，视频监控系统中需要存放数据和应用复杂程度在不停提升，且视频数据需要长时间连续地保留到存放系统中，并要求随时能够调用，对存放系统可靠性和性能等方面全部提出了新要求。在未来复杂系统中，数据将展现爆炸性海量增加，提供对海量数据快速存放及检索技术，显得尤为关键，存放系统正在成为视频监控技术未来发展决定性原因。面对百PB级海量存放需求，传统SAN或NAS在容量和性能扩展上会存在瓶颈。而云存放能够突破这些性能瓶颈，而且能够实现性能和容量线性扩展，这对于追求高性能、高可用性企业用户来说是一个新选择。云存放是在云计算（cloud computing）概念上延伸和发展出来一个新概念，是指经过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功效，应用存放虚拟化技术将网络中大量多种不一样类型存放设备经过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存放和业务访问功效一个系统。所以云存放能够认为是配置了大容量存放设备一个云计算系统。 依据云存放技术及功效特点，海康威视企业专门针对大容量视频数据存放和管理和满足视频监控领域特殊应用需求，量身设计了一套海康威视视频云存放系统（以下文章中称为海康威视视频云存放）。1.2 设计标准视频云存放系统设计和实施关键遵照“技术优异性、应用高效性、开放兼容性”等方面标准。1) 采取前瞻性存放技术架构采取以云存放为关键IT技术和安防监控行业特点进行结合，进而针对性开发出含有行业属性优异视频、图片专有云存放系统。将云存放关键技术如集群化布署、资源虚拟化整合、分布式流数据存放等技术应用到本套云存放系统中。同时充足考虑安防监控行业发展需要，该套云存放系统需要能够支撑未来大数据处理、智能分析处理等云计算技术需要，实现云存放系统在安防监控领域优异性和前瞻性。2) 专注和应用结合设计方法本套云存放系统是针对安防监控行业内视频数据、图片数据存放而设计，对视频数据具体业务应用进行具体应用分析后，从系统底层流数据结构设计一直到上层应用调度策略设计全部必需站在应用角度考虑存放。云存放系统需要明确自己作为应用支撑这一深层次角色定位，而不能再停留在传统存放和通用文件云存放仅仅是数据存放这一较低层次认识。所以专注于视频和图片应用是本套视频云存放系统关键设计标准。3) 提供开放和兼容系统环境云存放系统开放性和兼容性是需要考虑关键标准，本套云存放系统要成为业内领先专业存放系统，就必需要考虑到和标准应用平台无缝对接和第三方标准存放设备兼容性问题。本套云存放系统需要对应用平台提供统一接口，可在不一样行业中和其应用平台进行良好互动，对用户应用提供优异数据保障。同时对于第三方标准存放设备，云存放系统应该做到良好兼容性，以保护用户前期投入提供一个开放、公平系统环境。1.3 设计目标海康威视视频云存放系统设计关键目标其一是视频和图片数据在存放方面能够很好满足用户需求；其二是为用户应用数据提供高效、稳定、快速服务；其三是系统能够实现便捷、可靠统一管理及运维。1) 数据存放海康威视视频云存放系统实现百PB级海量存放，突破传统SAN或NAS在容量和性能扩展上存在瓶颈，实现性能和容量线性扩展，满足用户对高性能、高可用性需求。视频云存放系统经过集群智能化布署设计，不一样于传统视频存放布署模式，系统性能全方面提升，而且不再存在单机故障及性能瓶颈应用，从而实现高效实用存放系统。2) 应用服务海康威视视频云存放系统是一套贴适用户需求而设计视频云存放系统，其先天基因中就融入了面向应用特质，在不停发展趋势下这种面向应用特质会不停地为用户提供高效、灵活、可靠专业级存放服务。3) 统一管理及运维视频云存放系统含有高效灵活空间管理能力，经过全系统分层集群设计将系统管理资源进行整合，并依据负载均衡算法提供全高效并发处理机制，提升了系统整体性能。视频云存放系统内设备和资源运行情况进行统一监控，以标准SNMP协议和运维服务器进行数据交互，能够很便捷实现系统整体运维。1.4 术语及缩略语解释1.4.1 术语解释云存放：是和云计算同时兴起一个概念。云存放通常包含两个含义：1）云存放是云计算存放部分，即虚拟化、易于扩展存放资源池。用户经过云计算使用存放资源池，但不是全部云计算存放部分全部是能够分离。2）云存放意味着存放能够作为一个服务，经过网络提供给用户，用户能够经过若干种方法来使用存放。云计算：（Cloud Computing）是一个基于互联网计算方法，经过这种方法，共享软硬件资源和信息能够按需提供给计算机和其它设备。双机热备（双机容错）：就是对于关键服务，使用两台服务器，相互备份，共同实施同一服务。当一台服务器出现故障时，能够由另一台服务器负担服务任务，从而在不需要人工干预情况下，自动确保系统能连续提供服务。集群（cluster）技术：是一个较新技术,经过集群技术，能够在付出较低成本情况下取得在性能、可靠性、灵活性方面相对较高收益，其任务调度则是集群系统中关键技术。虚拟化：是指计算元件在虚拟基础上而不是真实基础上运行，是一个多设备虚拟整合、虚拟应用技术；是一个简化了管理，优化资源处理方案。负载均衡：一个分布式计算机处理技术，用来平衡电脑各部件或大型电脑、服务器各主机资源使用率。I帧：表示关键帧，能够了解为这一帧画面完整保留；解码时只需要本帧数据就能够完成。H.264：是MPEG-4 标准所定义最新，同时也是技术含量最高、代表最新技术水平视频编码格式之一，H.264最具价值部分无疑是更高数据压缩比。720P：是美国电影电视工程师协会（SMPTE）制订高等级高清数字电视格式标准，有效显示格式为1280720，P是Progressive,逐行意思。1080P：是美国电影电视工程师协会（SMPTE）制订高等级高清数字电视格式标准，有效显示格式为19201080，P是Progressive,逐行意思。1.4.2 英文/缩略语解释AAFP： Apple企业开发文件协议API（Application Programming Interface），称为应用编程接口，就是软件系统不一样组成部分衔接约定。软件规模日益庞大，常常会需要把复杂系统划分成小组成部分，编程接口设计十分关键。ASSN（Asynchronous Storage Service Node）第三方存放服务节点ASS（Asynchronous Storage Service）异构存放软件CCIFS（Common Internet File System）通用Internet文件系统在windows主机之间进行网络文件共享，是经过使用微软企业自己CIFS服务实现。CVMN（Cloud Video Manage Node）视频云存放管理节点CVSN（Cloud Video Storage Node）视频云存放节点CVM（Cloud Video Manage） 视频云存放管理软件CVN（Cloud Video Net-Snmp）视频云存放运维软件CVS（Cloud Video Storage）视频云存放软件CVA（Cloud Video Access）视频云存放接入软件FFC协议（Fibre Channel）提升硬盘协议传输带宽，侧重于数据快速、高效、可靠传输，FC光纤通道拥有自己协议层。FC SAN网络介质为光纤通道，把服务器和存放设备连接起来存放技术。FTP（FileTransferProtocol）文件传输协议，使得主机间能够共享文件。GGUI（Graphical User Interface图形用户接口）是指采取图形方法显示计算机操作用户界面。HHot-Spare，当一个正在使用磁盘发生故障后，一个空闲、加电并待机磁盘将立即替换此故障盘，此方法就是热备。HTTP （Hypertext transfer protocol超文本传输协议）是一个具体要求了浏览器和万维网服务器之间相互通信规则。IIO（Input/Output） 输入/输出。IP（Internet Protocol网络之间互连协议）汉字简称为“网协”，就是为计算机网络相互连接进行通信而设计协议。IPC（IP Camera）网络摄像机名称缩写。IP SAN：是在传统IP以太网上架构一个SAN存放网络把服务器和存放设备连接起来存放技术。IP SAN其实在FC SAN基础上再深入，它把SCSI协议完全封装在IP协议之中即iSCSI协议。iSCSI是一个由IBM企业研究开发，是一个供硬件设备使用能够在IP协议上层运行SCSI指令集。JJPEG（ Joint Photographic Experts Group联合图像教授小组）图像压缩标准。MMibs网络中全部可能被管理对象集合数据结构。NNAS（Network Storage Technologies）基于标准网络协议实现数据传输。NFS（Network File System）即网络文件系统.网络文件系统许可一个系统在网络上和她人共享目录和文件。PPB数据单位，1PB = 1,024 TB = 1,048,576 GBRRaid（Redundant Arrays of Independent Disks），汉字为独立冗余磁盘阵列。RTSP（RealTimeStreamingProtocol）实时流传输协议，是TCP/IP协议体系中一个应用层协议。SSAN（Storage Area Network）集中式管理高速存放网络，由多供给商存放系统、存放管理软件、应用程序服务器和网络硬件组成。SAS是新一代SCSI技术，和现在流行SerialATA（SATA）硬盘相同，全部是采取串行技术以取得更高传输速度，并经过缩短连结线改善内部空间等。SNMP （Simple Network Management Protocol）简单网络管理协议，它是一个标准用于管理IP网络上结点协议。SSD（SolidStateDrives）固态硬盘简称固盘，简单说就是用固态电子存放芯片阵列而制成硬盘。TTrap广义trap即snmp trap，指被管理设备（代理）上报陷阱报文，表明设备发生故障或变更主动通知。TB数据单位，1TB = 1,024 GB = 1,048,576 MBTCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议，是一个面向连接、可靠、基于字节流运输层（Transport laye）通信协议。UUDP（User Data Protocol）用户数据报协议是和TCP相对应协议，它是面向非连接协议，它不和对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去。URL（UniformResourceLocator）称为网页地址，是因特网上标准资源地址。WWEB广泛译作网络、互联网等技术领域。Web Service是一个服务导向架构技术,经过标准Web协议提供服务,目标是确保不一样平台应用服务能够互操作。第 二 章 总体设计海康威视视频云存放系统是由海康威视自主研发一套针对安防监控行业应用专业级云存放系统。采取软硬件一体化设计，结合优异集群化技术、虚拟化技术、离散存放技术等，经过流式文件系统对存放资源进行虚拟化和应用化整合，为用户提供高性能、高稳定、高扩展性数据存放服务。2.1 需求说明2.1.1 功效性需求说明1) 视频功效 要求视频存放系统含有7二十四小时大码流视频录像、快速检索、回放和管理功效，同时，对于视频回放，须有对应优化，比如I帧序列回放等。 检索要求支持对录像根据多个方法检索，如根据类型、标签、时间段等方法。 回放要求根据类型、时间、I帧、正序、倒序、倍数等方法进行回放。 管理要求支持删除、锁定、标注、循环覆盖（时间、空间）等方法进行管理。2) 图片功效 要求视频存放系统支持图片高速写入、并发下载、图片压缩、锁定、删除等功效。 下载要求支持按时间段和URL方法获取图片。 图片压缩要求能支持根据图片尺寸、大小进行压缩。 提供图片直存和非直存两种处理方案，丰富图片存放多选性。3) 运维管理功效要求支持对系统运行状态、存放使用情况进行监控，和对软硬件异常状态报警，便于用户处理。4) 系统管理功效 要求统一服务接口，系统提供统一服务接口便于和应用平台进行对接。 要求提供统一管理界面，经过管理界面能进行存放设备和资源配置。2.1.2 非功效性需求说明1) 可靠性需求采取视频云存放技术，将网络中大量多种不一样类型存放设备经过应用软件整合起来协同工作，共同对外提供视频数据存放和业务访问。确保单个节点失效时，系统能够经过自动负载将业务调整到其它设备上以满足用户业务连续性；而且需要能够提供数据迁移备份，在设备故障无法快速修复时仍然能够支持数据正常读取来满足业务应用需要。 2) 稳定性需求伴随容量和存放设备增加，怎样确保海量数据存放安全性和可靠性是传统视频存放面临巨大挑战，要求存放系统含有7二十四小时不间断写入能力。在系统运行过程中，运行压力连续或加大系统能够经过集群技术、虚拟化技术动态自动调整业务压力，将业务响应压力进行分散来降低单点压力过大。3) 扩展性需求云存放系统建设在不一样阶段可能会有不一样容量要求。伴随项目标不停扩大、应用不停加强，容量将会不停扩大。那么云存放系统需要能够提供动态扩展功效，要求对在线系统增加、降低设备时业务不中止。设备一旦融入云存放系统后立即可用作为整体存放资源一部分进行调用，在扩展存放设备时要求能够支持对接标准第三方存放设备。另外对于系统扩展性，在动态调整具体监控区域存放资源时要求能够做到良好灵活性，即不仅能够增加存放资源配给，也能够降低存放资源配给工作，充足表现出良好扩展性。4) 可用性需求云存放系统需要提升良好可用性，将复杂应用、繁琐操作步骤简单化。对用户而言只需要使用唯一IP地址就能够访问和管理云存放系统。用户在唯一界面上就能够正确并安全地进行配置、布署、监控整套云存放系统，能够为用户对设备状态、资源、报警、升级、扩展，维护方面提供便捷。5) 性能需求要求系统提供线性递增性能属性，容量越大性能越强；同时提供并发响应机制，加紧数据业务处理能力。2.2 技术路线海康威视视频云存放系统基于云架构进行开发，采取面向用户业务应用设计思绪，融合集群应用、负载均衡、虚拟化、云结构化、离散存放等技术，可将网络中大量多种不一样类型存放设备经过专业应用软件集合起来协同工作，共同对外提供高性能、高可靠、不间断数据存放和业务访问服务。在视频云存放系统设计中，采取关键技术以下：1) 采取存放全域虚拟化技术对含有海量存放需求用户提供透明存放构架，可连续扩容避免瓶颈限制，能够更有效进行资源管理，灵活增减空间，达成最大程度上合理利用空间效果。2) 采取集群技术，处理单/多节点失效问题，并利用负载均衡技术充足利用各存放节点性能，提升系统可靠性和安全性。3) 采取离散存放技术，保障了用户高效读写同时确保了业务连续性。4) 采取统一完善接口，降低对接成本、平台维护成本和用户管理复杂度。5) 采取开放集成构架，使其可兼容业界各类iSCSI/FC存放设备，保护用户现有存放投资资源。6) 采取数据备份和容灾技术，确保云存放中数据不丢失，确证云存放服务安全稳定。7) 采取视频、图片全直存技术方案，确保项目整体成本控制，优化存放系统步骤。2.3 逻辑架构云存放系统采取分层结构设计，整个系统从逻辑上分为五层，分别为设备层、存放层、管理层、接口层、应用层。图1. 云存放逻辑架构图1) 设备层设备层是云存放最基础、最底层部分，该层由标准物理设备组成，支持标准IP-SAN、FC-SAN存放设备。在系统组成中，存放设备能够是SAN架构下FC光纤通道存放设备或iSCSI协议下IP存放设备。2) 存放层在存放层上布署云存放流数据系统，经过调用云存放流数据系统，实现存放传输协议和标准存放设备之间逻辑卷或磁盘阵列映射，实现数据（视频、图片、隶属流）和设备层存放设备之间通信连接，完成数据高效写入、读取和调用等服务。3) 管理层在管理层，融合了索引管理、计划管理、调度管理、资源管理、集群管理、设备管理等多个关键管理功效。能够实现存放设备逻辑虚拟化管理、多链路冗余管理、录像计划主动下发，和硬件设备状态监控和故障维护等；实现整个存放系统虚拟化统一管理，实现上层服务（视频录像、回放、查询、智能分析数据请求等）响应。4) 接口层应用接口层是云存放最灵活多变部分，接口层面向用户应用提供完善和统一访问接口，接口类型可分为Web Service接口、API接口、Mibs接口，能够依据实际业务类型，开发不一样应用服务接口，提供不一样应用服务。实现和行业专属平台、运维平台对接；实现和智能分析处理系统之间对接；实现视频数据存放、检索、回放、浏览转发等操作；实现关键视频数据远程容灾；实现设备和服务监控和运维等。5) 应用层从逻辑上划分，除了应用层外，剩下四层全部属于通常云存放范围，不过在海康威视视频云存放系统中，为了和视频监控系统建设和应用愈加紧密结合，愈加符适用户业务需求，将应用层纳入了整个系统架构中，从根本上提升海康威视视频云存放系统针对性。可将行业视频监管平台、运维平台、智能分析平台等经过对应接口和云存放系统对接，实现和云存放系统之间数据和信令交互。行业视频监控平台可和云存放系统进行配置录像计划、配置存放策略、检索视频资源、关键录像备份存放等指令交互，辅助流数据、视频数据、图片数据存取。运维平台采取标准SNMP协议实现并提供Mibs 接口，对云存放系统和服务进行监控管理，立即将产生告警传输给用户。将智能分析平台可和云存放系统进行对接，实现基础数据读取，和经过存放二次分析后片段信息，文本信息写入和检索。2.4 系统特点海康威视视频云存放系统经过全集群化设计、全域虚拟化设计、分布式文件系统设计、面向应用算法、功效设计为用户提供了更为海量存放空间、更为庞大前端路数支持、更为高效处理能力、更为透明系统环境。对于面向视频、图片等监控行业无疑是一套很优异云存放系统。2.4.1 高效灵活空间管理海康威视视频云存放系统含有高效灵活空间管理能力。为了突破传统存放在存放容量和系统性能上矛盾，在管理大容量空间时经过全系统分层集群设计将系统管理资源进行整合，并依据负载均衡算法提供全高效并发处理机制，大大地提升了系统整体性能。1) 存放资源虚拟化对存放空间管理方面海康威视视频云存放系统将全域各存放节点资源进行虚拟化后，向用户展现出一个连续、超大数据资源池，将其称之为存放资源池。存放资源池整合过程完全透明，由系统算法自行完成，将用户从繁琐空间管理和配置中解脱出来，提升了管理效率。2) 存放资源在线扩展当存放资源无法满足用户容量需求，需要进行存放资源扩展时，海康威视视频云存放系统能为用户提供十分便易操作。用户只需要在集群内添加新增存放设备IP地址，系统会自动分辨新增设备，对新增设备进行虚拟化整合，这么新增设备容量就能融入集群，并作为集群内全部存放资源一部分为用户所用；同时，在整个存放资源扩展过程中，视频云存放系统录像业务正常运行，保障用户不会因为系统扩容而中止正在进行正常业务，从而实现存放资源在线扩展。云存放系统架构确保了存放资源在线扩容同时，能够满足容量和处理性能线性增加，从而提供了无限制容量增加能力。3) 虚拟空间灵活使用用户对存放资源池使用完全能够做到随心所欲，能够根据监控系统需要和监控区域容量大小将存放资源池存放资源进行分配，分配后存放资源称为录像池。录像池划分采取灵活策略方法，对于已经分配好并在线运行录像池策略仍然能够进行调整。调整方法很灵活，不仅能够做到将录像池进行扩大，同时也能很灵活支持将录像池进行缩小，而这点在传统存放中则很困难。2.4.2 海量数据快速检索海康威视视频云存放系统管理着百PB级存放容量空间，不过仍然能够含有高效、正确、快速数据检索能力。1) 一体化索引设计海康威视视频云存放系统索引管理遵照着高效、简练、一体化设计思绪。全部和用户业务相关索引信息统一由海康威视视频云存放系统视频云存放管理节点或集群进行管理。视频云存放管理集群在对索引一体化设计上将海量数据索引查找、筛选进行了全方面优化，大大提升了查找速度。在规模不停扩大时性能几乎相同，均能做到毫秒级耗时。2) 深化应用设计海康威视视频云存放系统本着视频云存放系统特有性，在视频、图片一些专有信息上也进行了独特设计。能够支持快速对I帧定位并直接读取I帧信息，避免了传统存放在I帧数据获取时反复读取视频数据再分析展现过程。该项设计使得海康威视视频云存放系统在数据存放索引设计和用户应用更紧密地进行了融合，使得海康威视视频云存放系统能够为用户提供更为高效海量数据快速检索能力。2.4.3 连续可靠数据服务海康威视视频云存放系统为用户能够提供7X二十四小时不间断高效可连续数据服务，充足保护数据安全和可靠性。1) 集群化管理节点设计海康威视视频云存放系统在管理层面经过布署集群化视频云存放管理节点向用户提供系统级存放性能和可靠性。经过视频云存放管理集群将管理压力、业务压力、调度压力、检索压力等同时分担在不一样视频云存放管理节点上，不仅能够使系统整体性能提升，还能够使得单台节点压力下降。经过这种方法单台视频云存放管理节点系统消耗更小，也就使得使用寿命更长，可能出现故障概率降低。即使视频云存放管理集群中部分（一台或多台）节点出现故障，也不会影响到视频云存放系统服务，因为在视频云存放管理集群中其它节点会主动接过故障节点工作，继续为视频云存放系统提供管理服务。2) 连续并发业务存取在数据存放层面一样因为视频云存放节点也采取集群化布署，全部存放资源是采取虚拟化方法由系统统一进行管理。在数据存放时海康威视视频云存放系统采取离散存放算法，能够为用户提供系统级分散存放服务。支持将同一IPC提供数据流根据分片方法分布式存放在不一样视频云存放节点上。这么即使单台或多台存放节点出现故障该IPC录像数据仍然可用。在存放节点内运行管理和业务软件也可用对数据进行合理分配，同时高效 Raid技术在设备层面也能确保数据高安全和可靠性。3) 高可靠录像功效海康威视视频云存放系统在存放节点上内置视频云接入软件，所提供录像服务和流媒体服务也是由视频云存放管理节点统一进行调度，每套视频云接入软件负责一部分前端录像工作。当这台节点宕机时视频云存放管理集群会依据目前资源情况根据负载均衡策略将这部分录像任务重新进行分配，确保业务不中止。2.4.4 高可扩展应用支撑海康威视视频云存放系统是一套为视频、图片等监控行业而设计视频云存放系统。其先天基因中就融入了面向应用特质，在不停发展趋势下这种面向应用特质会不停地为用户提供高效、灵活、可靠、专业级存放服务。1) 数据应用性能支撑因为视频数据含有连续时间长、数据量大等特点，在存放和读取上对存放设设备压力会尤其严重。传统存放在碰到视频流数据时候往往会出现存放/读取慢、前端支持路数底瓶颈。而海康威视视频云存放系统就能够很好处理这些问题。2) 流数据存放结构设计海康威视视频云存放系统集群化、分布式设计使得系统性能有很大提升，能够并发服务以满足视频数据高速读取需求。海康威视视频云存放系统流数据结构系统也是专门为视频、图片数据而设计，能够合理将整段数据进行划分。这么设计优点是满足视频数据连续写入。对于划分粒度，经过海康威视多年视频监控行业服务经验，同时配合对大数据服务扩展需要，和考虑到后期数据读取和应用频率而进行专业调整。在具体存放空间分配上海康威视视频云存放也是自有知识产权设计，摒弃传统存放分配方法而为视频、图片数据而尤其设计。3) 高扩展性应用设计视频录像应用方面海康威视视频云存放也进行了充足考虑。如支持对I帧快速定位、对录像标注、修改、对存放周期采取时间和存放容量双轴线覆盖策略等。海康威视视频云存放这些专业化设计使得用户在应用过程中不再需要平台分析服务器采取反复读取完整录像后再进行分析而得出结论方法。这么大大优化了应用服务质量，使得监控系统服务也愈加专业、有效。同时为有云计算需求用户提供了优质数据基础。2.4.5 开放透明兼容系统海康威视视频云存放系统设计理念就是经过云概念将全部不一样类型应用、业务接口全部封闭在云内，为上层业务和用户提供统一、透明、可调用系统级存放资源。1) 统一开发平台接口云存放系统在软件接口设计上采取API模式对内部全部处理模块进行筛选，将对业务有决定性模块根据接口模式进行统一封装，提供给上层业务进行调用，这么云存放系统内部实现对上层业务就不再关键，上层业务只用调用云存放系统提供统一接口即可，大大优化了上层业务代码结构、简化了操作步骤，也将应用效率和性能进行了大幅提升。2) 标准第三方设备接入海康威视视频云存放系统采取是标准设备兼容模式，支持标准IP SAN、FC SAN存放设备接入。海康威视视频云存放系统经过布署第三方存放服务节点方法，将用户环境中现有或需要使用标准第三方存放设备统一进行管理。第三方存放设备接入到海康威视视频云存放系统后，由视频云存放管理集群统一进行管理，第三方存放设备资源也纳入到虚拟池内进行管理。用户在使用上并不会感受到差异，真正实现透明、统一、兼容视频云存放系统。2.5 应用场景海康威视视频云存放处理方案作为安防监控行业整体方案中存放技术部分，在确定使用云存放方案前需先明确存放业务类型。目前云存放业务应用场景分为三种类型：纯视频云存放场景、纯图片云存放场景、视频和图片混合类云存放场景。视频云存放场景和图片云存放场景关键区分在于：视频云存放中视频数据流采取直写方法存放到存放磁盘阵列上。在此场景中云存放存放节点替换了流媒体服务器功效，将流媒体转发和存放结合，简化了系统结构。所以云存放不需要布署流媒体服务器，能够节省项目标整体成本。同时大幅提升存放系统效率和可靠性。图片云存放方案中高清抓拍相机图片数据流需要经过平台接入服务器转发到存放磁盘阵列。以云存放替换传统存放方法，能够最大程度发挥存放设备整体性能，大幅提升存放效率和可靠性。对于图片中本企业图片直存云存放方案则可省去接入服务器，效率更为优良。混合云存放场景支持一套云存放能同时满足视频和图片数据存放要求。并综合视频和图片在云存放系统中存放优势，将复杂业务存放场景简单化，向用户提供一体化存放处理方案。所以本方案针对业务应用场景进行了分类：纯视频类数据云存放设计请参考第三章；纯图片类数据云存放设计请参考第四章；项目既包含视频存放又包含图片存放情况请参考第五章。第 三 章 视频类云存放设计海康威视视频云存放系统应用于纯视频存放时，关键是负担整个系统内视频数据写入/读取工作。云存放系统首先采取了基于云架构分布式集群设计和虚拟化设计，在系统内部实现了多设备协同工作、性能和资源虚拟整合，最大程度利用了硬件资源和存放空间。其次，经过将云存放存放功效、管理功效进行打包，经过开放透明应用接口和简单易用管理界面，和上层应用平台整合后，为整个安防监控系统提供了高效、可靠数据存放服务。3.1 系统软硬件设计3.1.1 软件设计海康威视视频云存放系统关键由四大部件组成：云存放管理软件（CVM），云存放软件（CVS），云存放接入软件（CVA）和云存放异构软件（ASS）。下面分别介绍四大软件内部结构及功效。3.1.1.1 视频云存放管理软件CVM视频云存放管理软件：CVM（Cloud Video Manage）整套软件，关键功效包含视频云存放系统内资源管理、存放节点管理、集群管理、策略调度、运维监控等。软件包含六大功效模块，分别为：索引管理模块、调度管理模块、集群管理模块、计划管理模块、资源管理模块、辅助管理模块，整体软件架构以下图所表示：图2. CVM软件架构1、 索引管理模块索引管理模块集群化管理集群中全部管理节点，能并发响应用户检索、插入、修改和删除操作情况，提供一体化、高并发、快响应索引服务。同时，索引管理模块提供视频索引、标注索引服务，支持以通道号、时间段、录像类型和锁定