RAID技術(shù)：面向安防應(yīng)用的新技術(shù)

RAID技術(shù)已經(jīng)很熟悉，屬于磁盤陣列的基礎(chǔ)技術(shù)，經(jīng)過不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有了從RAID 0 到RAID7八種基本的RAID級別和類似RAID 10、RAID 50的二維RAID。不同的RAID級別可以為用戶提供相應(yīng)的RAID性能和數(shù)據(jù)安全性。但任何一種RAID技術(shù)都有故障盤容忍限度，即壞盤數(shù)量達(dá)到一定數(shù)量后整個(gè)RAID組失效，其中的數(shù)據(jù)全部丟失。例如，傳統(tǒng)RAID5中，一塊硬盤損壞時(shí)，RAID通過冗余機(jī)制可以保證數(shù)據(jù)不丟失，但當(dāng)硬盤損壞2塊以上，很不幸RAID5已經(jīng)不能幫你恢復(fù)硬盤數(shù)據(jù)，一般來說只好和你的所有數(shù)據(jù)說bye bye了！

這里介紹的VR AID技術(shù)是一種面向安防應(yīng)用的新RAID技術(shù)（海康威視針對視頻應(yīng)用推出的全新技術(shù)）。VRAID技術(shù)可以有效的解決傳統(tǒng)RAID中多（2或以上）塊硬盤損壞后，整個(gè)RAID組中數(shù)據(jù)完全丟失的問題。即VRAID中壞2塊盤以上（理想情況下只要有1塊可用盤即可），剩余好盤中的數(shù)據(jù)仍然可讀，同時(shí)新數(shù)據(jù)可持續(xù)寫入。

技術(shù)原理：VRAID的實(shí)現(xiàn)是立足于存儲(chǔ)設(shè)備底層不同于傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的流媒體數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)和RAID優(yōu)化技術(shù)來。當(dāng)VRAID中多塊盤損壞時(shí)，在流媒體數(shù)據(jù)管理結(jié)構(gòu)下，好盤上各個(gè)條帶中的視頻數(shù)據(jù)仍可獨(dú)立播放;播放到壞盤條帶時(shí)，直接自動(dòng)跳過并且自然播放下一個(gè)可用條帶上的數(shù)據(jù)，保證錄像畫面播放流暢。同時(shí)新數(shù)據(jù)傳輸過來時(shí)，仍然可寫。

2、網(wǎng)絡(luò)RAID技術(shù)

傳統(tǒng)RAID受限于硬盤數(shù)量，在數(shù)據(jù)容量劇增的年代無法滿足企業(yè)對資源統(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，隨著硬盤容量的增大，以硬盤為單位對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理也顯得越來越力不從心。一般的磁盤陣列只能在同一個(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)的磁盤陣列RAID可用性方面比較大的劣勢。

網(wǎng)絡(luò)RAID是一種Scale out技術(shù)，通過網(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，而是每個(gè)硬盤Chunk塊，一個(gè)硬盤可以處于多個(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)可以通過其他物理節(jié)點(diǎn)恢復(fù)出來;單個(gè)硬盤故障時(shí)，可以由多個(gè)磁盤共同參與重構(gòu)，重構(gòu)過程可在分鐘級內(nèi)完成。

技術(shù)原理：

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

RAID技術(shù)：面向安防應(yīng)用的新技術(shù)

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

整個(gè)RAID是基于Chunk來建立，Chunk來自不同的物理節(jié)點(diǎn)的磁盤。整個(gè)RAID組可以由所有物理節(jié)點(diǎn)（一塊或多塊硬盤）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）單塊硬盤故障及處理

一塊硬盤可以位于多組RAID中，因此當(dāng)單塊硬盤損壞時(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。

4）整個(gè)物理節(jié)點(diǎn)故障及處理

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

RAID技術(shù)：面向安防應(yīng)用的新技術(shù)

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

RAID技術(shù)：面向安防應(yīng)用的新技術(shù)

3+1RAID 3+2RAID

網(wǎng)絡(luò)RAID雖然稱為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，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，無法滿足熱點(diǎn)需求，節(jié)點(diǎn)故障時(shí)數(shù)據(jù)丟失等問題，消除更大的系統(tǒng)可用性風(fēng)險(xiǎn)。

在網(wǎng)絡(luò)RAID中，一般磁盤錯(cuò)誤，可以在秒級重構(gòu)完成;磁盤失效時(shí)，大量磁盤參與重構(gòu)，加速重構(gòu)過程數(shù)十倍;存儲(chǔ)資源跨節(jié)點(diǎn)分配，管理更簡單，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)，無論是壞盤還是節(jié)點(diǎn)更換和擴(kuò)容，均能簡單應(yīng)對和實(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

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)依賴任何一點(diǎn)都無法滿足需求。

對于通常的大中小型監(jiān)控系統(tǒng)，無需存儲(chǔ)服務(wù)器的視頻流直寫存儲(chǔ)架構(gòu)+面向安防的VRAID技術(shù)可以既可以簡化系統(tǒng)部署，有充分保護(hù)用戶的數(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)議的視頻流直寫存儲(chǔ)方案也將越來越受市場青睞。

RAID技術(shù)：面向安防應(yīng)用的新技術(shù)

對于特大型監(jiān)控系統(tǒng)（上萬路視頻前端），要求達(dá)到PB級的存儲(chǔ)容量，靠單設(shè)備堆疊和普通文件系統(tǒng)是無法提供安全、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)可以為用戶提供虛擬化、集群化、一體化的便捷云存儲(chǔ)服務(wù)。

RAID技術(shù)：面向安防應(yīng)用的新技術(shù)

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）前端通過視頻流協(xié)議直寫云存儲(chǔ)，節(jié)省用戶投資。

3）視頻流通過離散算法均衡切片，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)，全面提升查詢速率，達(dá)到秒級響應(yīng)。

安防云存儲(chǔ)解決了當(dāng)前安防行業(yè)已經(jīng)開始面臨海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的管理和應(yīng)用問題，2012年到2013年，?？低曇呀?jīng)有多個(gè)平安城市項(xiàng)目實(shí)際應(yīng)用成功，并且通過用戶實(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)市場的主流解決方案，也會(huì)是首選的最佳方案。

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