Pamięć masowa w systemach CCTV IP

Jednym z kluczowych składników cyfrowego systemu monitoringu CCTV IP jest pamięć masowa.. O ile w podstawowych zastosowaniach składających się z jednej bądź kilku kamer dostarczających sygnał wideo o niskiej lub przeciętnej jakości obrazu z reguły wystarcza pojedynczy cyfrowy rejestrator danych lub komputer PC o typowej konfiguracji pamięci masowej składającej się z jednego dysku twardego, o tyle przy rozbudowanych systemach monitoringu wąskim gardłem mogą okazać się dwie cechy charakteryzujące pamięć masową – pojemność całkowitą oraz maksymalny transfer danych. Wystarczy bowiem dokonać prostych obliczeń (które zawarto uprzednio np. w artykule zatytułowanym Sieciowe systemy monitoringu wizyjnego (CCTV IP)), aby uświadomić sobie, że jedna sekunda nagrania o jakości PAL w trybie 25 klatek na sekundę z pojedynczej kamery ma rozmiar około 2MB, już po uprzedniej kompresji źródłowego sygnału wideo. Wartość ta w teorii umożliwia bezproblemowe zapisywanie sygnału wideo z wielu kamer na nowoczesnym dysku twardym, ale praktyka wskazuje, że osiągnięcie ciągłości zapisu jest trudne – na tym samym dysku bowiem pracuje oprogramowanie rejestratora sygnału oraz system operacyjny, co może powodować konieczność ciągłego przerywania zapisu i realizowania np. żądań odczytu niezbędnych dla funkcjonowania systemu operacyjnego. Oczywiście tego typu sytuacja jest mocno niewskazana, jeśli oczekujemy sprawnej pracy systemu monitoringu, dlatego też dla uniknięcia problemu można zastosować następujące rozwiązania:

  • Zdublowanie liczby dysków w komputerze – opcja ta jest najprostszym i najtańszym rozwiązaniem, jednak przy większej liczbie kamery (praktycznie ok. 5-10, zależnie od parametrów sygnału wideo) również nie sprawdzi się w wystarczającym stopniu. Polega ona na dokupieniu dodatkowego dysku twardego o żądanej pojemności i przeznaczeniu go wyłącznie na zapis wideo, pozostawiając istniejący już dysk na potrzeby oprogramowania i systemu operacyjnego.
  • Inwestycja w większą liczbę dysków twardych i zastosowanie jednego z układów nadmiarowych pamięci dyskowych, znanych powszechnie jako RAID. . Typowy komputer stacjonarny umożliwia podłączenie od dwóch do czterech dysków twardych (interfejs SATA lub PATA), zalecane jest jednak skorzystanie z interfejsu SCSI, który jednak w przeważającej większości wypadków wymaga inwestycji w dedykowaną kartę rozszerzeń, np. kontroler SCSI Adaptec 29320. W zastosowaniach profesjonalnych z reguły stosuje się interfejs SAS lub Fibre Channel. Dostępne tryby macierzy RAID są następujące:
  1. RAID 0 – polega na połączeniu dwóch lub większej liczby fizycznych dysków w jeden dysk logiczny. Zaletą tego rozwiązania jest widoczność takiej konfiguracji przez system operacyjny jako jednego dysku o rozmiarze równym sumarycznej wielkości trzech dysków składowych (przy założeniu wykorzystania trzech identycznych napędów, przy dyskach różnych rozmiarów dysk logiczny będzie miał pojemność równą wielkości najmniejszego dysku pomnożoną przez liczbę napędów) oraz teoretycznie trzykrotnie większej przepustowości. Zasadniczą wadą trybu RAID 0 jest brak ochrony danych przed awarią mechaniczną – uszkodzenie jednego z dysków wchodzących w skład macierzy jest równoznaczne z utratą danych również na pozostałych dyskach.
  2. RAID 1 – tryb lustrzany, polegający na zduplikowaniu zapisu na dwóch dyskach. Prędkość zapisu jest z reguły identyczna jak przy zapisie na pojedynczym dysku (dedykowane kontrolery sprzętowe dzięki optymalizacji zapisów równoległych na dyskach składowych potrafią uzyskać wyższe średnie prędkości zapisu), pojemność dysku logicznego jest równa najmniejszemu dyskowi składowemu. Główną zaletą tego trybu jest nadmiarowość, której efektem jest możliwość zachowania danych mimo awarii jednego z dysków składowych.
  3. RAID 0+1 lub RAID 1+0 – rozwiązanie będące połączeniem opisanych powyżej dwóch konfiguracji. RAID 0+1 to macierz RAID 1, składająca się z dwóch macierzy RAID 0, zamiast pojedynczych dysków. RAID 1+0 to macierz RAID 0 składająca się z dwóch macierzy RAID 1. Podstawowe zalety obu tych rozwiązań są identyczne, jak odpowiednio RAID 0 oraz RAID 1, natomiast główne ich wady zostają zlikwidowane, dzięki czemu awaria fizycznego dysku nie powoduje utraty danych. Istotną wadą macierzy RAID 0+1 lub RAID 1+0 jest wyższy łączny koszt, bowiem do realizacji podstawowej macierzy jednego z tych typów wymagane są minimum 4 dyski twarde.
  4. Pozostałe typy macierzy RAID (3, 4, 5, 5+1) są stosowane wyłącznie w specjalistycznych zastosowaniach, głównie przy konieczności ochrony zapisywanych danych, bowiem wynikowa prędkość zapisu ulega obniżeniu względem parametrów dysku składowego. Charakterystycznym elementem rozwiązań z tej grupy jest obliczanie sum kontrolnych zapisywanych danych i umieszczanie ich na wydzielonej dla tego celu przestrzeni dyskowej lub wręcz na dedykowanym dysku. Dzięki obecności tych sum w razie awarii jednego z dysków fizycznych możliwe jest odzyskanie danych, jednak po stosunkowo długim procesie rekonstrukcji na podstawie obliczonych wcześniej sum kontrolnych.
  • Sieć pamięci masowej (ang. Network Attached Storage) – pod tym pojęciem kryje się dedykowane urządzenie pełniące funkcję pamięci masowej, które w odróżnieniu od pozostałych rozwiązań, podłączone jest bezpośrednio do sieci komputerowej, zamiast do fizycznego komputera lub rejestratora sygnału wideo. Zaletą tego rozwiązania jest całkowita niezależność od parametrów komputera, brak konieczności rozbudowywania go o dedykowane karty rozszerzeń i przygotowywanie konkretnej konfiguracji, natomiast wadą, która w zasadzie kieruje urządzenia NAS wyłącznie na rynek wysokospecjalizowanych systemów cyfrowego monitoringu jest bardzo wysoka cena.
Ten wpis został opublikowany w kategorii Systemy CCTV. Dodaj zakładkę do bezpośredniego odnośnika.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.