從標(biāo)題乍看之下，可能會讓很多安防工程同業(yè)產(chǎn)生迷惑：到底是要談存儲網(wǎng)絡(luò)環(huán)境還是要談存儲設(shè)備？事實(shí)上，為了此次分享，筆者也一度傷透腦筋。因?yàn)榫途W(wǎng)絡(luò)監(jiān)控經(jīng)驗(yàn)而言，坦白說筆者單純就網(wǎng)絡(luò)大型存儲設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建構(gòu)工作都稱不上是專業(yè)，只是對存儲設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控上的設(shè)置與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件上有些實(shí)務(wù)接觸。于此，謹(jǐn)藉由本期來談?wù)勪浵裨O(shè)備在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控上的種種工程特性與應(yīng)用。
網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備的種類與應(yīng)用特性
在步入主題之前，我們有必要厘清一下現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控存儲設(shè)備的種類及它們在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控上的應(yīng)用特性。目前，存儲設(shè)備根據(jù)組織方式及所在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不同而得出不同的解決方案，并大致可分為數(shù)字錄像機(jī)(DVR)、直接附加的存儲裝置(DAS)與網(wǎng)絡(luò)附加存儲裝置(NAS)三種。
數(shù)字錄像機(jī)(DVR)
單機(jī)式數(shù)字錄像機(jī)DVR是運(yùn)作高質(zhì)量數(shù)字元的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中最簡單、最經(jīng)濟(jì)的方式。它不僅身型苗條，搭配也十分輕巧，只需加入攝影機(jī)即可正常運(yùn)作。
DVR最適合不需要也沒有資源來管理較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控解決方案。由于DVR系統(tǒng)通常操作使用方便，現(xiàn)場的操作人員隨時隨刻都可以輕松檢視錄像存儲的視頻，以及進(jìn)行例行維護(hù)和數(shù)據(jù)管理工作。另外，它也是在網(wǎng)絡(luò)安裝上節(jié)點(diǎn)限制內(nèi)容最低的設(shè)備。
直連式存儲裝置(DAS)
如同名稱所示，DAS是把存儲裝置直接鏈接至DVR或NDVR。它既可以內(nèi)部附接(磁盤驅(qū)動器裝載在DVR內(nèi)部)，也能透過多種RAID外接式數(shù)組存儲互連透過SCSI、USB或eSATA適配卡進(jìn)行外部連接。雖然成本較高，加上RAID磁盤陣列時笨重又大，但是外接式DAS所能提供的存儲容量和擴(kuò)充能力DVR只有仰視的份。同時，外接式DAS機(jī)殼還方便提供更高于DVR內(nèi)建式硬盤槽的磁盤驅(qū)動器槽位數(shù)。如果需要更多磁盤驅(qū)動器，外接式DAS機(jī)殼可以用串鏈方式提高可用的存儲容量。需要說明的是，這種存儲方式的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置節(jié)點(diǎn)也是可以讓使用者透過網(wǎng)絡(luò)TCP/IP架構(gòu)進(jìn)行視頻錄像存取。
網(wǎng)絡(luò)連接存儲裝置(NAS)
NAS外形酷似一臺迷你型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其一般協(xié)助檔案透過TCP/IP在Ethernet網(wǎng)絡(luò)加以存儲，并運(yùn)用常用的NFS或CIFS檔案層級通訊協(xié)議。NAS部署和維護(hù)采用常用的IP和Ethernet通訊協(xié)議，只需少數(shù)IT人員就可管理NAS。與外接式DAS的機(jī)箱一樣，NAS中包含多個磁盤驅(qū)動器槽，讓使用者選擇最能在效能、容量和故障容忍度之間維持平衡的RAID光驅(qū)組態(tài)。即便需要再多的容量，NAS也能通過新增外接式存儲裝置模塊實(shí)現(xiàn)?？陀^來說，這種設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的布置尤顯零活。
在溫習(xí)了解了以上目前三種主流的網(wǎng)絡(luò)存儲方式及架構(gòu)后，在工程施作上可能還會冒出一些新的疑問：在網(wǎng)絡(luò)上除了DVR是很直觀的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備外，其它如DAS、NAS甚至是SAN這些網(wǎng)絡(luò)存儲裝置應(yīng)該擺在網(wǎng)絡(luò)的哪個位置上？在施工設(shè)備安裝過程中又是如何來安排這這些網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備的？
在了解錄像存儲設(shè)備放置節(jié)點(diǎn)前，再來熟悉一下放置存儲設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，也就是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)湓撊绾斡喍ā?/p>
決定存儲位置的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)架構(gòu)特性
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆挚梢远x為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。拓?fù)涠x包含兩部分：實(shí)體拓?fù)渚褪抢|線(媒體)的實(shí)際布置情形；另外一個就是邏輯拓?fù)渚褪嵌x主機(jī)如何存取媒體。一般所用的實(shí)體拓?fù)涫强偩€、環(huán)狀、星狀、延伸式星狀、階層式與網(wǎng)狀等。這些網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)存在于各類視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，因此我們有必要在工程施作前，對這些決定網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)架構(gòu)的諸多模式有個前置的了解及認(rèn)識。接下來，就一一來認(rèn)識及了解他們在錄像設(shè)備位置上的決定關(guān)系。這些常見架構(gòu)如下。
星狀架構(gòu)
這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)最單純簡易，可靠度也最高。網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控工作站(Client)與錄像設(shè)備(DVR、NVR、DAS…)集中連接于局域網(wǎng)絡(luò)集線器，其中任意一臺主機(jī)出了問題都可迅速隔離，不會影響網(wǎng)絡(luò)其它設(shè)備及整個網(wǎng)絡(luò)運(yùn)作。由于架構(gòu)簡單，易于維護(hù)與管理，“星狀”是目前業(yè)務(wù)及安防監(jiān)控上使用最多的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這一架構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)集線器(HUB)會將網(wǎng)絡(luò)各個節(jié)點(diǎn)(設(shè)備)連結(jié)起來，以轉(zhuǎn)接網(wǎng)絡(luò)訊號。HUB的廠牌眾多，埠數(shù)則以4、8、12、16及24個居多。所謂埠(port)即為訊號進(jìn)入或發(fā)出點(diǎn)，類似監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層中所說的視頻及控制數(shù)據(jù)存取點(diǎn)(accesspoint)。目前，HUB的技術(shù)已發(fā)展到能提供150Mbps以上速度之交換式集線器(switchingHUB)。透過這種HUB可以順利完成一個星狀拓?fù)浼軜?gòu)，而錄像存儲設(shè)備也能極為方便地在這種架構(gòu)任何節(jié)點(diǎn)上放置。
還有一種是延伸式星狀拓?fù)?。所謂延伸式星狀拓?fù)淦鋵?shí)就是將星狀拓?fù)涞慕粨Q集線器/交換器一個個別小星狀拓?fù)溥B結(jié)在一起。這樣，工程人員便可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求延伸監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的長度和大小，或擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)錄像存儲設(shè)備的放置節(jié)點(diǎn)。延伸式星狀拓?fù)涫侵貜?fù)的星狀拓?fù)洌徊贿^每一個連結(jié)到中央節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)也都是另一個星狀結(jié)構(gòu)的中心。實(shí)體觀點(diǎn)：延伸式星狀拓?fù)溆泻诵男菭钔負(fù)?，每一個核心拓?fù)涞哪┒斯?jié)點(diǎn)都是本身星狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的中心。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，縮短布線，并限制需與任何一個中央節(jié)點(diǎn)相連的設(shè)備數(shù)目。
環(huán)狀架構(gòu)
環(huán)狀架構(gòu)是把監(jiān)控主機(jī)工作站(Client)及存儲裝置主機(jī)(DVR、NVR…)以不同的交換式集線器連接成環(huán)狀(Ring)，透過所謂網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記(Token)或稱為圖形循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，以決定哪個監(jiān)控主機(jī)工作站擁有網(wǎng)絡(luò)管理權(quán)利。此種架構(gòu)為IEEE所訂定的標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE802.4的TokenBus標(biāo)記圖形總線與IEEE802.5標(biāo)記環(huán)(TokenRing)網(wǎng)絡(luò)。這種監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)環(huán)境通常存在一些較為注重網(wǎng)絡(luò)安全的監(jiān)控架構(gòu)中，而存儲錄像設(shè)備在這種架構(gòu)中則以NAS較為常見于這種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。
而環(huán)形網(wǎng)絡(luò)架夠也有延伸的部分，那就是雙環(huán)狀拓?fù)?。在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)觀點(diǎn)上雙環(huán)狀拓?fù)涫怯蓛蓚€同心環(huán)組成，各環(huán)只連結(jié)到其相鄰的環(huán)鄰接點(diǎn)。兩個環(huán)并未連接在一起。實(shí)際看起來雙環(huán)狀拓?fù)渑c單環(huán)狀拓?fù)湎嗤?，只不過是有第二個重復(fù)的環(huán)，用來連接相同的設(shè)備。換句話說，為了提供監(jiān)控與存儲網(wǎng)絡(luò)的可靠性與彈性，每一個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備也都是兩個獨(dú)立環(huán)狀拓?fù)涞囊徊糠?。這也是一種備用網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)運(yùn)用。
總線架構(gòu)
總線架構(gòu)也是一種BUS架構(gòu)，但它是透過網(wǎng)絡(luò)同軸電纜線將分散各個位置監(jiān)控或計(jì)算機(jī)主機(jī)串接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
其最主要缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)可靠度問題，因而在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控上則較為少見。總線拓?fù)涫亲屗芯W(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備直接連接的單一主干網(wǎng)絡(luò)區(qū)段上?？偩€拓?fù)涫菍⑺泄?jié)點(diǎn)直接連接到一個鏈路上，節(jié)點(diǎn)之間沒有其他聯(lián)機(jī)。監(jiān)控主機(jī)與存儲設(shè)備都連接到一條共通的線路上。在這種拓?fù)湎?，主要設(shè)備允許主機(jī)加入或搭上單一的共享媒體。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的好處之一就是，所有主機(jī)彼此相連，因此能夠直接通訊聯(lián)系；不足之處則是，一旦網(wǎng)絡(luò)上其中一臺主機(jī)/工作站(Client)故障或是電纜線斷裂，或是網(wǎng)絡(luò)連接器與接頭損壞，都會造成整個網(wǎng)絡(luò)(Crash)癱瘓?？偩€拓?fù)淇梢宰屗芯W(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備都能看見錄像存儲設(shè)備的訊號，并將所有視頻信息傳送到所有監(jiān)控主機(jī)設(shè)備上；但由此帶來的問題也不容忽視，因?yàn)榻?jīng)常會發(fā)生流量及網(wǎng)絡(luò)塞車。
階層式拓?fù)涫且灶愃朴谘由焓叫菭钔負(fù)涞姆椒ㄖ瞥傻?，這種系統(tǒng)不是將集線器/交換器連結(jié)在一起，而是連結(jié)到控制拓?fù)鋽?shù)據(jù)流量的計(jì)算機(jī)上。數(shù)學(xué)觀點(diǎn)：樹狀拓?fù)渑c延伸式星狀拓?fù)漕愃?，最主要的差別在于它不使用一個中央節(jié)點(diǎn)，而是使用干線節(jié)點(diǎn)，由此分枝連接到其他節(jié)點(diǎn)。樹狀拓?fù)溆袃煞N：二進(jìn)制樹狀結(jié)構(gòu)(各節(jié)點(diǎn)分成兩個鏈結(jié))；及主干樹狀結(jié)構(gòu)(主干網(wǎng)絡(luò)干線有分枝節(jié)點(diǎn)，鏈結(jié)掛在分枝上分布出去)。實(shí)體觀點(diǎn)：干線是一包含數(shù)層分枝的纜線。邏輯觀點(diǎn)：信息流是階層式的。
網(wǎng)狀架構(gòu)
·網(wǎng)狀拓?fù)溥m用于對網(wǎng)絡(luò)通訊穩(wěn)定要求極其嚴(yán)格的行業(yè)項(xiàng)目，例如，道路監(jiān)控的控制系統(tǒng)，您可以看到各監(jiān)控主機(jī)各自與其他所有主機(jī)連接。這也反映出因特網(wǎng)的設(shè)計(jì)特質(zhì)，因特網(wǎng)有多條路徑型到任何一個位置上。數(shù)學(xué)觀點(diǎn)：在完整網(wǎng)狀拓?fù)渲?，每一個節(jié)點(diǎn)都直接與其他節(jié)點(diǎn)連結(jié)，也就是說每一錄像設(shè)備都鏈接到每一個監(jiān)控工作站。這種布線法優(yōu)點(diǎn)不勝枚舉，缺點(diǎn)也十分明顯。優(yōu)點(diǎn)是，由于每一個節(jié)點(diǎn)實(shí)際上都與其他各節(jié)點(diǎn)連接，造成重復(fù)連接，所以一旦有任何鏈結(jié)故障無法運(yùn)作時，視頻信息還是可以透過其他任何鏈結(jié)送達(dá)目的地。而且這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可讓影像信息沿多條信道流動，貫穿整個網(wǎng)絡(luò)；缺點(diǎn)則是只要超過少數(shù)幾個攝影機(jī)或監(jiān)控工作站及DVR節(jié)點(diǎn)后，鏈結(jié)的媒體量很容易就大到令網(wǎng)絡(luò)無法承受。
不規(guī)則狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)
·這種不規(guī)則狀拓?fù)湟草^少見于監(jiān)控系統(tǒng)的錄像設(shè)備節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，原因是在不規(guī)則狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，鏈結(jié)與節(jié)點(diǎn)之間沒有明顯的模式，也缺少統(tǒng)一的布線模式；有各種不同的布線模式由節(jié)點(diǎn)拉出。這種布線結(jié)構(gòu)通常都是網(wǎng)絡(luò)仍在早期架構(gòu)的階段，或是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)規(guī)劃不善造成。
蜂巢式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)
·這種架構(gòu)大部分用在無線點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對于錄有存儲節(jié)點(diǎn)放置考慮因素較為復(fù)雜。蜂巢式拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是由圓形或六角形區(qū)域組成，每一區(qū)域中心都有一個節(jié)點(diǎn)。蜂巢式拓?fù)涫菍⒌乩韰^(qū)域劃分成地區(qū)(細(xì)胞)，供無線科技使用，這項(xiàng)技術(shù)的重要性越來越大。蜂巢式拓?fù)渲袥]有實(shí)體網(wǎng)絡(luò)線鏈接，只有電磁波，所以節(jié)點(diǎn)上來說有時是接收節(jié)點(diǎn)，有時又變成是傳送節(jié)點(diǎn)。蜂巢式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔Ｃ苄圆桓?，容易被截取及干擾。因而在監(jiān)控項(xiàng)目中，此類架構(gòu)也較為少見。
拓?fù)浼軜?gòu)這個詞可以看成是“節(jié)點(diǎn)的研究”。實(shí)際上，拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是由節(jié)點(diǎn)(點(diǎn))及鏈路(線)所組成，這兩者之間經(jīng)常有固定的模式。從監(jiān)控的觀點(diǎn)說明錄像設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)作可行的各種拓?fù)浼軜?gòu)。
然后再從實(shí)體網(wǎng)絡(luò)是看如何布建錄像與監(jiān)控設(shè)備的線路。最后，工程上我們要從實(shí)際運(yùn)用邏輯拓?fù)鋪韺W(xué)習(xí)視頻或是控制信息流過網(wǎng)絡(luò)的方式，藉此來判斷可能發(fā)生網(wǎng)絡(luò)流量碰撞的區(qū)域。一個監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)很可能會套用一種實(shí)體拓?fù)?，但?shí)際上卻全不符合拓?fù)浼軜?gòu)邏輯。
節(jié)點(diǎn)交換設(shè)備也是錄像設(shè)備放置關(guān)鍵
除了上述的存儲設(shè)備種類及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)渲猓诰W(wǎng)絡(luò)監(jiān)控上的錄像設(shè)備放置節(jié)點(diǎn)，還有一個決定因素就是網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。一般以太網(wǎng)中的中繼存在如是潛規(guī)則：網(wǎng)絡(luò)上任何兩部工作站或計(jì)算機(jī)之間不能出現(xiàn)超過四部中繼器或中繼集線器。因?yàn)橹欣^器每增加一臺就會增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，導(dǎo)致監(jiān)控畫面延緩及數(shù)據(jù)訊號強(qiáng)度的推進(jìn)變慢。由此引發(fā)諸如視頻掉張或是監(jiān)控控制服務(wù)器死機(jī)等“事故”。眾多監(jiān)控廠商由于在建置網(wǎng)絡(luò)時對這一原則選擇習(xí)慣性忽略，或是在既有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中建置監(jiān)控系統(tǒng)時沒注意到關(guān)鍵影響，超出中繼器的四項(xiàng)規(guī)則因素可能導(dǎo)致違反最大延遲限制。超出這個延遲限制時，延遲碰撞的次數(shù)會急遽加。因此錄像設(shè)備在這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的放置節(jié)點(diǎn)選擇就變得更重要。
結(jié)語
錄像設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的靈魂，所有監(jiān)控目的都是為了最終視頻記錄的結(jié)果及證據(jù)的保存。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境日益復(fù)雜的今天，如何在施工中對網(wǎng)絡(luò)中錄像設(shè)備安放的節(jié)點(diǎn)加以慎重考慮已成為工程商不可缺少的常識，更是監(jiān)控系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。希望藉由淺陋的陳述與工程先進(jìn)分享。
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