磁盤陣列技術(shù)在視頻監(jiān)控應(yīng)用

在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控應(yīng)用中，比如：小區(qū)、樓宇、園區(qū)監(jiān)控等，對數(shù)據(jù)可靠性要求并不高，其監(jiān)控數(shù)據(jù)的有效利用率一直保持在很低的比例上，一旦不幸運(yùn)遇到硬盤故障，損失一塊硬盤的數(shù)據(jù)對這些應(yīng)用來講都是可以承受的，大量的嵌入式錄像設(shè)備廠商正是看重這一點(diǎn)，推出使用單盤模式的廉價NVR，免去支持硬盤數(shù)據(jù)冗余帶來的成本提升;由于不做RAID，可以配置同樣廉價的監(jiān)控級硬盤，大大降低錄像產(chǎn)品與方案的整體成本，低成本優(yōu)勢大大提升嵌入式NVR的出貨量。

眾所周知，RAID技術(shù)可以消除硬盤故障帶來的數(shù)據(jù)丟失和業(yè)務(wù)中斷，但是它也對硬盤本身提出要求，一般要求是企業(yè)級硬盤，這種硬盤的固件對處于RAID工作環(huán)境下的各種狀態(tài)進(jìn)行調(diào)優(yōu)，例如：可以對RAID下多塊硬盤一起工作時產(chǎn)生的共振進(jìn)行很好的磁頭偏移補(bǔ)償、可以固化一個硬盤錯誤處理的最大響應(yīng)時間，以免錯誤修復(fù)時間過長，被RAID誤以為硬盤不響應(yīng)而踢掉、支持較好的并發(fā)讀寫性能等;這些調(diào)優(yōu)都極大的增強(qiáng)了企業(yè)級硬盤在RAID環(huán)境的可用性。

如果是低成本的監(jiān)控級硬盤，由于硬盤固件本身的限制，不能很好的在RAID環(huán)境中工作;例如：沒有針對共振的磁盤校正，RAID環(huán)境下數(shù)據(jù)讀寫出錯機(jī)率大增，而監(jiān)控級硬盤并沒有固化錯誤處理的最大響應(yīng)時間，硬盤忙時一個錯誤處理可長達(dá)2~5分鐘，而一般RAID允許的硬盤響應(yīng)時間為30秒左右，造成RAID掉盤現(xiàn)象增加，甚至連RAID初始化都完成不了;在RAID5工作和重構(gòu)過程中，在寫數(shù)據(jù)之前需要讀出大量數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)計算，但是監(jiān)控級硬盤的讀性能表現(xiàn)顯然沒有它的寫性能表現(xiàn)好，大量的讀IO隊(duì)列經(jīng)常堵塞，而造成多塊硬盤的響應(yīng)時間嚴(yán)重增加，可能導(dǎo)致批量掉盤。

對于視頻監(jiān)控應(yīng)用來說，只有付得起企業(yè)級硬盤高成本的高端用戶才可以享受得起傳統(tǒng)RAID技術(shù)帶來的數(shù)據(jù)可靠性好處，傳統(tǒng)RAID技術(shù)與監(jiān)控級硬盤的糟糕兼容表現(xiàn)已經(jīng)成為向大量視頻監(jiān)控中低端用戶普及的阻力。

磁碟陣列優(yōu)勢明顯

可提高傳輸速率。RAID通過在多個磁碟上同時存儲和讀取數(shù)據(jù)來大幅提高存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量(Throughput)。在RAID中，可以讓很多磁碟驅(qū)動器同時傳輸數(shù)據(jù)，而這些磁碟驅(qū)動器在邏輯上又是一個磁碟驅(qū)動器，所以使用RAID可以達(dá)到單個磁碟驅(qū)動器幾倍、幾十倍甚至上百倍的速率。這也是RAID最初想要解決的問題。因?yàn)楫?dāng)時CPU的速度增長很快，而磁碟驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸速率無法大幅提高，所以需要有一種方案解決二者之間的矛盾。因此就有了RAID。

通過數(shù)據(jù)校驗(yàn)提供容錯功能。普通磁碟驅(qū)動器無法提供容錯功能，如果不包括寫在磁碟上的CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))碼的話。RAID容錯是建立在每個磁碟驅(qū)動器的硬體容錯功能之上的，所以它提供更高的安全性。在很多RAID模式中都有較為完備的相互校驗(yàn)/恢復(fù)的措施，甚至是直接相互的鏡像備份，從而大大提高了RAID系統(tǒng)的容錯度，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定冗余性。

磁碟陣列關(guān)鍵部位

◇ 陣列控制器(或者存儲處理器)

陣列控制器采用專門處理數(shù)據(jù)存儲和系統(tǒng)管理的單片機(jī)、工控機(jī)、服務(wù)器，前端提供對服務(wù)器的連接，后端連接磁盤及磁盤擴(kuò)展柜，采用優(yōu)化的通用或?qū)Ｓ貌僮飨到y(tǒng)，以及獨(dú)有的控制軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)和整個陣列的管理(有些磁盤陣列系統(tǒng)采用專門的管理終端)。控制器所帶緩存可暫存外部服務(wù)器向盤陣讀寫的數(shù)據(jù),或者暫存控制器向后端磁盤讀寫的數(shù)據(jù)，能大大提高訪問的效率。盤陣根據(jù)控制器數(shù)量可分為無控制器、單控制器、雙控制器和多控制器幾種，它們各自有不同的市場定位。

◇ 磁盤及磁盤擴(kuò)展柜

磁盤是盤陣存儲數(shù)據(jù)的物理介質(zhì)，它裝在磁盤柜或磁盤擴(kuò)展柜中，目前用于盤陣的主要硬盤類型如表1所示。作為盤陣中風(fēng)扇之外的第二個持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的部件，硬盤是盤陣中的易損物，為了減少或防止磁盤故障導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，一般都會采用RAID技術(shù)來容錯。磁盤擴(kuò)展柜用于安裝磁盤，擴(kuò)