安防存儲(chǔ)中的新RAID技術(shù)詳細(xì)講解

2、網(wǎng)絡(luò)RAID技術(shù)

傳統(tǒng)RAID受限于硬盤(pán)數(shù)量，在數(shù)據(jù)容量劇增的年代無(wú)法滿(mǎn)足企業(yè)對(duì)資源統(tǒng)一靈活調(diào)配的需求。存儲(chǔ)智能高效的發(fā)展趨勢(shì)要求底層的數(shù)據(jù)分布架構(gòu)必須具有高度靈活性和擴(kuò)展性，隨著硬盤(pán)容量的增大，以硬盤(pán)為單位對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理也顯得越來(lái)越力不從心。一般的磁盤(pán)陣列只能在同一個(gè)物理節(jié)點(diǎn)內(nèi)部做RAID，且一個(gè)硬盤(pán)只能位于一個(gè)RAID組內(nèi)，當(dāng)發(fā)生控制器宕機(jī)或者磁盤(pán)損壞，這時(shí)所有數(shù)據(jù)就都都丟失了，這是傳統(tǒng)的磁盤(pán)陣列RAID可用性方面比較大的劣勢(shì)。

網(wǎng)絡(luò)RAID是一種Scaleout技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊可以在不同的物理節(jié)點(diǎn)之間建立RAID。并且組成RAID的基本單元不再是整個(gè)硬盤(pán)，而是每個(gè)硬盤(pán)Chunk塊，一個(gè)硬盤(pán)可以處于多個(gè)RAID組中。當(dāng)某個(gè)物理節(jié)點(diǎn)宕機(jī)后，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以通過(guò)其他物理節(jié)點(diǎn)恢復(fù)出來(lái);單個(gè)硬盤(pán)故障時(shí)，可以由多個(gè)磁盤(pán)共同參與重構(gòu)，重構(gòu)過(guò)程可在分鐘級(jí)內(nèi)完成。

技術(shù)原理：

1）把各個(gè)物理節(jié)點(diǎn)的所有硬盤(pán)劃分為Chunk塊

2）基于不同物理節(jié)點(diǎn)的硬盤(pán)Chunk塊創(chuàng)建RAID

整個(gè)RAID是基于Chunk來(lái)建立，Chunk來(lái)自不同的物理節(jié)點(diǎn)的磁盤(pán)。整個(gè)RAID組可以由所有物理節(jié)點(diǎn)（一塊或多塊硬盤(pán)）共同構(gòu)建。

第一組RAID：3+1—3個(gè)有效數(shù)據(jù)，1個(gè)校驗(yàn)數(shù)據(jù)

第二組RAID：3+2—3個(gè)有效數(shù)據(jù)，2個(gè)校驗(yàn)數(shù)據(jù)

3）單塊硬盤(pán)故障及處理

一塊硬盤(pán)可以位于多組RAID中，因此當(dāng)單塊硬盤(pán)損壞時(shí)，會(huì)有多組RAID共同進(jìn)行重構(gòu)計(jì)算，極限情況下所有硬盤(pán)同時(shí)參與重構(gòu)計(jì)算，速度比普通RAID時(shí)大幅提高，可達(dá)分鐘甚至秒級(jí)。4）整個(gè)物理節(jié)點(diǎn)故障及處理

假設(shè)第三臺(tái)設(shè)備故障。普通RAID時(shí)，整臺(tái)設(shè)備的數(shù)據(jù)丟失。

在網(wǎng)絡(luò)RAID中，對(duì)各RAID的影響如下圖。每組RAID中只有部分Chunk數(shù)據(jù)丟失，通過(guò)該RAID中的剩余數(shù)據(jù)塊，是可以完全恢復(fù)的。

3+1RAID3+2RAID

網(wǎng)絡(luò)RAID雖然稱(chēng)為RAID，實(shí)際是分布式存儲(chǔ)技術(shù)。

可以解決普通RAID下重構(gòu)時(shí)間長(zhǎng)，多個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)堆砌應(yīng)用時(shí)的管理負(fù)擔(dān)大，無(wú)法滿(mǎn)足熱點(diǎn)需求，節(jié)點(diǎn)故障時(shí)數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題，消除更大的系統(tǒng)可用性風(fēng)險(xiǎn)。

第3頁(yè)：安防數(shù)據(jù)存儲(chǔ)未來(lái)

在網(wǎng)絡(luò)RAID中，不再以整盤(pán)作為管理單位和校驗(yàn)單位，磁盤(pán)分段（Chunk）管理，化整為零，提供精細(xì)化管理、高級(jí)別容錯(cuò)和高性能數(shù)據(jù)恢復(fù)，為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供高可靠性。

在網(wǎng)絡(luò)RAID中，一般磁盤(pán)錯(cuò)誤，可以在秒級(jí)重構(gòu)完成;磁盤(pán)失效時(shí)，大量磁盤(pán)參與重構(gòu)，加速重構(gòu)過(guò)程數(shù)十倍;存儲(chǔ)資源跨節(jié)點(diǎn)分配，管理更簡(jiǎn)單，更重要的是整個(gè)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，可保證數(shù)據(jù)不丟失。高度容錯(cuò)設(shè)計(jì)，無(wú)論是壞盤(pán)還是節(jié)點(diǎn)更換和擴(kuò)容，均能簡(jiǎn)單應(yīng)對(duì)和實(shí)施，從而提升整體存儲(chǔ)方案的持續(xù)可用性。

三、安防數(shù)據(jù)存儲(chǔ)未來(lái)

安防存儲(chǔ)的發(fā)展必定是底層技術(shù)、物理設(shè)備、系統(tǒng)架構(gòu)的協(xié)同發(fā)展，單獨(dú)依賴(lài)任何一點(diǎn)都無(wú)法滿(mǎn)足需求。

對(duì)于通常的大中小型監(jiān)控系統(tǒng)，無(wú)需存儲(chǔ)服務(wù)器的視頻流直寫(xiě)存儲(chǔ)架構(gòu)+面向安防的VRAID技術(shù)可以既可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)部署，有充分保護(hù)用戶(hù)的數(shù)據(jù)安全。同時(shí)隨著GB/T28181標(biāo)準(zhǔn)的推行，采用標(biāo)準(zhǔn)流媒體協(xié)議的視頻流直寫(xiě)存儲(chǔ)方案也將越來(lái)越受市場(chǎng)青睞。對(duì)于特大型監(jiān)控系統(tǒng)（上萬(wàn)路視頻前端），要求達(dá)到PB 級(jí)的存儲(chǔ)容量，靠單設(shè)備堆疊和普通文件系統(tǒng)是無(wú)法提供安全、高效的應(yīng)用保證的，必須有虛擬化、集群化和離散存儲(chǔ)的解決方案。針對(duì)安防應(yīng)用的視頻云存儲(chǔ)技術(shù)采用云計(jì)算理念，底層配合網(wǎng)絡(luò)RAID技術(shù)可以為用戶(hù)提供虛擬化、集群化、一體化的便捷云存儲(chǔ)服務(wù)。

安防云存儲(chǔ)系統(tǒng)特征：1）虛擬化技術(shù)全面整合存儲(chǔ)容量，按需分配且能夠靈活調(diào)整大小。

2）前端通過(guò)視頻流協(xié)議直寫(xiě)云存儲(chǔ)，節(jié)省用戶(hù)投資。

3）視頻流通過(guò)離散算法均衡切片，以集群響應(yīng)方式提供數(shù)據(jù)并發(fā)服務(wù)。

4）底層采用網(wǎng)絡(luò)RAID技術(shù)，多層次保護(hù)用戶(hù)數(shù)據(jù)安全。

5）全系統(tǒng)集群工作模式，保證各設(shè)備間業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)負(fù)載均衡，提高設(shè)備利用率。

6）全域一體化索引技術(shù)，全面提升查詢(xún)速率，達(dá)到秒級(jí)響應(yīng)。

四.總結(jié)

安防云存儲(chǔ)解決了當(dāng)前安防行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始面臨海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的管理和應(yīng)用問(wèn)題，2012年到2013年，海康威視已經(jīng)有多個(gè)平安城市項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用成功，并且通過(guò)用戶(hù)實(shí)際使用取得了非常成功的視頻業(yè)務(wù)應(yīng)用體驗(yàn)。未來(lái)幾年，大中型安防項(xiàng)目建設(shè)中，安防云存儲(chǔ)會(huì)占據(jù)視頻監(jiān)控存儲(chǔ)方案的主力位置，相信，安防云存儲(chǔ)必然很快發(fā)展成為視頻監(jiān)控存儲(chǔ)市場(chǎng)的主流解決方案，也會(huì)是首選的最佳方案。