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云存储在智慧城市领域中的实践与应用

2015-12-24 11:54
flinay
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  盘点近几年的IT领域热门词汇:大数据、云计算、虚拟化、云存储、云服务等,几乎贯穿到所有信息技术领域的产品推广、解决方案和系统规划中。这意味着未来信息领域发展和建设的大时代——云时代的来临。

  作为云时代海量数据的来源之一,安防视频监控行业随着智慧城市和智能交通的快速发展、移动互联设备的快速激增,产生了海量的非结构化视音频数据,带动了大数据的存储、管理、分析等应用。面向云时代,业界同仁一拥而上、热血沸腾,无论是IT供应商、存储厂商、还是解决方案提供商都不甘落后,雨后春笋般的纷纷提出基于计算、存储、网络等多层次虚拟化的数据中心解决方案,投入大量资源,推出云存储、云计算等系统产品。

  面对安防行业近来的“云”山“物”罩,云存储技术优势有哪些、如何在智慧城市中逐步落地不断实践以及未来还面临哪些问题,我将发表个人观点,意在抛砖引玉、引发业界同仁在产业发展的进一步思考和讨论。

  一、云存储架构及优势

  与传统集中式存储相比,分布式存储系统将数百上千的存储节点组织为统一的存储系统,其横向扩展特性克服了物理机架和模块在性能、容量、容灾能力等方面的限制,可通过增加控制器或是容量节点来实现性能和容量的独立升级,提高IT投入的回报率。同时,在线线性扩展能力为业务的长期高性价比提供保障。解决了传统单一系统,模块化系统需要物理磁盘级别的管理、数据布局和性能调优的弊端。

  分布式储存解决方案正在用户层面快速普及。分布式存储平台不仅能够提升性能而且还可以降低操作成本,使单一系统在单一全局域名下,简单地扩展到若干PB容量范围,成为管理快速增长数据的理想存储平台。

  业内主流的云存储架构可分为存储硬件和存储系统软件两部分,存储硬件包含物理节点以及网络交换设备;存储系统软件包括统一存储池、多协议访问两部分。统一存储池负责硬件存储资源的整合、数据在各硬件节点的冗余分布和负载均衡。多协议访问,为上层应用提供文件、块、对象访问接口。

  图1系统架构图

  与传统存储设备不同,云存储不仅是一个硬件,而是一个由网络设备、存储设备、服务器、软件、接入网络、用户访问接口以及客户端程序等多个部分构成的复杂系统。该系统以存储设备为核心,通过应用层软件对外提供数据存储和业务服务。存储硬件层是云存储系统的基础,由存储设备(满足FC协议、iSCSI协议、NAS协议等)构成。存储软件层是云存储系统的核心,其担负着存储设备间协同工作,数据加密,分发以及容灾备份等工作。存储应用层是系统中根据用户需求来开发的部分,根据不同的业务类型,可以开发出不同的应用服务接口。访问层指授权用户通过应用接口来登录、享受云服务。

  其主要优势在于:

  硬件冗余,数据更安全

  节能环保,效益更显著

  系统升级不会影响存储服务

  海量横向扩展能力

  强大的负载均衡功能

  统一管理、统一向外提供服务,管理效率高

  云存储系统从系统架构、文件结构、高速缓存等方面入手,针对监控应用进行了优化设计。数据传输可采用流方式,底层采用突破传统文件系统限制的流媒体数据结构,大幅提高了系统性能。

  高清监控存储是一种大码流多并发写为主的存储应用,对性能、并发性和稳定性等方面有很高的要求。该存储解决方案采用独特的大缓存顺序化算法,把多路随机并发访问变为顺序访问,解决了硬盘磁头因频繁寻道而导致的性能迅速下降和硬盘寿命缩短的问题。

  针对系统中会产生PB级海量监控数据,存储设备的数量达数十台上百台,因此管理方式的科学高效显得十分重要。云存储可提供基于集群管理技术的多设备集中管理工具,具有设备集中监控、集群管理、系统软硬件运行状态的监控、主动报警,图像化系统检测等功能。

  在海量视频存储检索应用中,检索性能尤为重要。传统文件系统中,文件检索采用的是“目录->子目录->文件->定位”的检索步骤,在海量数据的高清视频监控,目录和文件数量十分可观,这种检索模式的效率就会大打折扣。采用序号文件定位可以有效解决该问题。

  云存储可以提供非常高的系统冗余和安全性。当在线存储系统出现故障后,热备机可以立即接替服务,当故障恢复时,服务和数据回迁;若故障机数据需要调用,可以将故障机的磁盘插入到冷备机中,实现所有数据的立即可用。

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