浅析RAID技术在视频监控领域中的应用

数据库存储的关键技术 raid一、RAID的概述RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）是一种数据存储技术，通过将多个磁盘组合起来形成一个逻辑上的单个磁盘，提高数据的可靠性和性能。

二、RAID的类型1. RAID 0：条带化存储，将数据分块存储到不同的物理磁盘上，提高读写速度。

但是如果其中一个磁盘损坏，则所有数据都无法恢复。

2. RAID 1：镜像存储，将数据同时写入两个物理磁盘中，当一个磁盘损坏时可以从另一个磁盘中恢复数据。

3. RAID 5：带奇偶校验的条带化存储，将数据分块存储到不同的物理磁盘上，并在每个块中加入奇偶校验信息。

当其中一个磁盘损坏时可以通过奇偶校验信息恢复数据。

4. RAID 6：带双重奇偶校验的条带化存储，与RAID 5类似但加入了额外的奇偶校验信息以提高容错能力。

三、RAID的实现方式1. 硬件RAID：使用专门设计的硬件卡来实现RAID功能，具有较高的性能和可靠性，但价格较高。

2. 软件RAID：使用操作系统提供的软件来实现RAID功能，成本较低但性能和可靠性不如硬件RAID。

四、RAID的应用场景1. 数据库服务器：数据库存储对数据的可靠性要求非常高，使用RAID 可以提高数据的容错能力和读写速度。

2. 大型文件服务器：大型文件服务器需要处理大量数据并保证数据的完整性，使用RAID可以提高读写速度和容错能力。

3. 视频监控系统：视频监控系统需要长期存储大量视频数据，并且要保证数据的完整性和可靠性，使用RAID可以提高容错能力和读写速度。

五、RAID的注意事项1. RAID并不是万无一失的，当多个磁盘同时损坏时仍然会导致数据丢失。

2. 在使用RAID时需要选择合适的类型和实现方式，并进行正确配置和管理。

3. 使用硬件RAID时需要注意兼容性问题，不同厂商的硬件卡可能存在兼容性问题。

4. 在进行磁盘更换时需要按照正确的步骤进行操作，否则可能会导致数据丢失。

视频监控的存储系统及RAID等级应用分析
：Pelco 技术白皮书：《提高视频监控存储系统可靠性并同时降低成本》
高端应用
高端应用需要全天候运行。

因视频片段丢失而导致的风险极高，采用高端应用的机构(机场、监狱等)往往需要满足严格的规范要求，以保证数据完好
无损。

由于往往需要长期保存PB 级(而非GB 级)的数据，大存储容量要求至关重要的。

视频流数量也较高，例如拥有100 个摄像头的系统每周可生成超过30 TB 数据。

高端应用通常要求尽可能高的分辨率，因此比特率也较高。

此外，由于内容一旦丢失即难以复制，因此不管成本多高，保护硬盘数据都至关重要。

此类环境还要考虑另一个因素，就是存储系统在任何阵列情况下都必须能够保存视频流，这也包括在降级模式中或在重建期间确保最低性能水平。

RAID 6 是确保全天候运行的最佳选择，其提供的双重奇偶保护能应对双驱动器故障，而且能够让管理员在数据遭到损坏之前有足够的时间来更换故障驱动器。

中端应用
对采用中端应用的机构(企业、学校等)而言，视频流捕获故障的相关风
险相对较低，但同时仍有较高的容量需求，以满足按需存档和参考视频片段的要求。

对数据质量的要求可能各有不同，有的可能需要较高的分辨率，而有的只需满足较低的视频质量即可。

避免数据保护和驱动器出现故障仍然非常重要，但与高端应用的差异在于中端应用在重建阵列时可以接受少量帧丢失，当然这种现象应当尽量避免。

如果存档要求需要支持较高的数据可用性，那么RAID 6 将是客户最好的选择。

如果客户自身在现场有足够的IT 人员来替换驱动器，或者说不一定。

视频监控系统的磁盘阵列RAID分类
RAID定义:lRAID（Redundant Array of Independent Disks，独立冗余磁盘阵列）：将多个独立的物理硬盘按照不同的方式组合起来，形成一个虚拟的硬盘组成RAID阵列的不同方式称为RAID级别.不同的RAID级别,不同的存储性能,不同的数据可靠性,不同的存储成本.
常用RAID级别:
RAID 0:数据条带化，无校验
RAID 1:数据镜像，无校验
RAID 5:数据条带化，校验信息分布式存放
RAID10:RAID 0和RAID 1的结合，同时提供数据条带化和镜像
RAID 50:先做RAID 5，后做RAID 0，能有效提高RAID 5的性能RAID 0：lRAID 0（Striped Disk Array without Fault Tolerance，无容错条带硬盘阵列）；数据以条带形式均匀分布在各个硬盘中。

RAID 0
RAID 1：lRAID 1（Mirror 或Mirroring，镜像）；数据同时一致写到主硬盘和镜像硬盘。

RAID 1
RAID 5：lRAID 5（striping with parity，带奇偶校验的条带）；lRAID 5采用独立存取的阵列方式，校验信息被均匀的分散到阵列的各个磁盘上。

RAID 5。

视频监控系统 RAID选用分析摘要：视频监控系统存储形式较多，小型项目存储直接利用网络硬盘录像机存储，摄像机数量多的话往往会采用磁盘阵列进行存储，为了保障数据的安全性常规做法是采用Raid5方式进行存储。

关键词：Raid5存储；1什么是Raid1.1 Raid是什么磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），“独立冗余磁盘阵列”之意。

Raid主要目的是保障存储数据的安全和稳定性。

1.2 常用Raid等级划分Raid等级划分较多，目前视频监控系统业内常用的有Raid0、Raid1、Raid5。

其中Raid0不能提供数据冗余和保护，是一种低成本的数据保存的技术，一旦存储硬盘损耗，之前存储的数据将无法恢复，一般用在对数据安全性不高的地方。

如上图，Raid0形式的话所有硬盘都是独立存在的，没有备份和校验盘，数据存储不可恢复。

Raid1冗余形式采用的是完全备份，数据安全性和可恢复性最好，缺点是投入高，一般对于非常重要的数据才采用此类形式。

如上图，Raid1形式的话所有硬盘都是相互备份的，数据存储相当于存了两份一样的内容，即使有一半的磁盘发生故障仍能正常运转。

Raid5是目前常用的一种冗余形式，性能在Raid0和Raid1之间，多运用于相对重要的地方。

如上图，Raid5形式的话至少需要3块硬盘才能实现，两块做存储，一块做校验和备份。

此种做法优点是兼顾了成本费用和安全性进行综合考虑了，缺点是不能同时出现2块硬盘损坏，当有一块硬盘损坏时需要人员及时更换新硬盘，要不然会严重影响系统运行性能。

2视频监控系统Raid5运用分析我们做视频监控系统常用的是Raid5，但是因为目前国家没有一套关于Raid 选用的规范，造成各个厂家的做法杂乱不一；根据多年行业经验及和目前主流厂家沟通后对目前视频监控系统行业内Raid5的做法进行总结分析。

目前各主流厂家都可以做，且安全性最高的做法是Raid5一组最少3块盘（1有效盘+1校验盘+1热备盘），行业内一般按照12块盘（10有效盘+1校验盘+1热备盘），超过12块盘分2组做RAID5；以16盘位磁盘阵列为例：方式一：2组*（6有效盘+1校验盘+1热备盘）=12有效盘+2校验盘+2热备盘，也可以只用一块盘做热备盘，13块有效盘+2校验盘+1热备盘；每组Raid支持一块硬盘损坏不丢数据。

磁盘阵列技术在视频服务器中的运用分析作者：毕小军来源：《电脑知识与技术》2019年第12期摘要：文章主要针对磁盘阵列技术在视频服务器中的运用进行分析，结合当下磁盘阵列技术发展现状为基础，从磁盘阵列技术、磁盘阵列技术在视频服务器中的运用方面进行深入研究与探索，更好地促进磁盘阵列技术在视频服务器中运用的发展与进步。

关键词：磁盘阵列技术；视频服务器；科学运用中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2019）12-0226-02开放科学（资源服务）标识码（OSID）：在计算机技术不断兴起的作用下，各种数据信息处理需求量也快速提升，其中视频服务器在计算机网络有着承担大量数据信息处理与传输功能，而这些丰富数据信息的安全存储与安全性也是人们有待解决的问题。

随着磁盘阵列技术（RAID）的出现，其在高端服务器中有了极为广泛的使用。

1 磁盘阵列技术磁盘阵列技术又被称之为RAID技术，其是将多块物理硬盘（独立硬盘）根据各种方式进行组合，进而形成一个完整的硬盘组，即逻辑硬盘，以此为基础为人们提供与单硬盘相比具有更强存储性的数据存储技术[1]。

该技术将信息数据条块化处理，以选择性为标准将信息数据分散在各个硬盘之上，这可为各种情况下的数据存储与运用提供良好的技术支持。

磁盘阵列的各种方式通常可分为多种RAID级别。

1.1 RAID0RAID0也被人们称之为数据分条技术，其是将各个数据硬盘连接在一起，组成存储量较大的硬盘群，进而促进磁盘自身吞吐量与性能出现质的飞跃[2]。

同时RAID0自身缺少错误修复性能，相关成本也相对较小，只在对数据安全性需求较小地方使用。

1.2 RAID1磁盘镜像就是将单一磁盘数据通过镜像传输到另一磁盘上，并在不对性能造成影响的情况下确保系统的稳定性与安全性，这也使得其数据冗余性较强，而磁盘运用率为1/2，因此其成本相对较高，仅仅在重要数据保存上使用。

1.3 RAID3所谓RAID3就是具有奇偶效验编码的并行传输模式，运用相同的磁盘存储所有校验数据信息，同时在其余磁盘中创建分散与带区数据的操作，这也使RAID3具有了并行存储的所有优劣性能。

存储系统在视频监控领域中的应用
随着平安城市等项目的推动，国内的安防领域近年来得到了快速发展，在过去几年内一直保持每年20%的增长速度。

视频监控作为安防的核心部分也随之迅速兴起。

相较于传统的模拟监控，数字监控以其高质量的图像、方便的传输和管理在视频监控中的地位正日益凸显，同时，也对视频监控系统的各个环节提出了挑战。

视频监控系统一般可以分为采集、传输、存储显示以及控制系统几部分。

随着视频数字化和高清化的趋势，视频数据量突飞猛进，对存储提出了更高要求，主要体现在以下几个方面：
1.容量
一般视频监控中的存储容量要求需要考虑单路视频流码率、可同时接入的视频流数目以及视频需要保留的周期。

由于高清摄像头的普及，单路视频流码率大大提高，视频监控设备特别是摄像头接入数较多的设备存储容量要求也水涨船高。

在磁盘单盘最大容量一定的前提下，需要视频监控存储设备具备连接更多本地磁盘及磁盘柜扩展端口的能力。

2.速度
视频存储需要同时兼顾将视频流本地存储到本地磁盘和将历史视频数据从磁盘中读取出来供回放显示。

在视频码率不断提升的今天，视频存储系统的存取速度要求也大大提高。

3.冗余
现今视频监控市场上，RAID冗余支持已经成了中高端视频监控设备的
标配，越来越多的中低端产品也开始支持这一特性。

一般视频监控设备中
RAID有两种实现方式：一是采用硬件RAID卡，二是采用软件RAID(例如。

RAID5的原理及应用简介RAID（Redundant Array of Independent Disks）是一种通过数据分布在多个磁盘上的方式来提高存储系统性能和数据可靠性的技术。

RAID5是其中一种常见的RAID级别，通过数据条带化和奇偶校验来实现数据的冗余和提供读写性能的增强。

本文将介绍RAID5的原理及其在实际应用中的使用。

原理RAID5通过将数据分散存储在多个磁盘上，并使用奇偶校验码来实现数据冗余和恢复。

具体原理如下：1.数据条带化：RAID5将每个数据条带分散地存储在不同的磁盘上，这样可以提高读取性能，同时也提高了写入的并发能力。

每个数据条带都包含和其他磁盘上的数据条带进行异或运算得到的奇偶校验码。

2.奇偶校验：RAID5通过使用奇偶校验码来实现对数据的冗余和恢复。

奇偶校验码是通过对其他磁盘上的数据条带进行异或运算得到的。

当其中一个磁盘发生故障时，可以通过奇偶校验码来恢复数据。

例如，如果一个数据条带发生故障，可以通过对其他数据条带进行异或运算得到丢失的数据条带。

3.容错性：RAID5通过使用奇偶校验码提供了冗余的数据备份。

当其中一个磁盘发生故障时，系统仍然可以继续工作，并且可以通过奇偶校验码进行数据的恢复。

RAID5至少需要3个磁盘才能提供冗余和恢复功能。

4.性能：RAID5在读取方面相对于单个磁盘有较好的性能提升，因为数据可以同时从多个磁盘读取。

但在写入方面的性能相对较弱，因为写入操作需要进行奇偶校验码的重新计算。

应用RAID5广泛应用于许多存储系统，特别是需要同时提供高性能和数据冗余的场景。

以下是一些常见的RAID5应用领域：1.企业存储：许多企业使用RAID5来构建存储区域网络（SAN）或网络附加存储（NAS）系统。

RAID5在提供高性能读取能力的同时，通过奇偶校验提供数据的冗余，保护数据免受硬件故障的影响。

2.数据中心：大型数据中心通常使用RAID5来构建存储集群，以提供数据冗余和高可用性。

RAID7工作原理RAID（冗余独立磁盘阵列）是一种通过将数据分散存储在多个磁盘驱动器上来提供数据冗余和性能增强的技术。

RAID7是RAID技术中的一种，它在数据保护和性能方面相对于其他RAID级别有一定的优势。

本文将详细介绍RAID7的工作原理和其在数据存储中的应用。

1. RAID7的概述RAID7是一种硬件RAID级别，它结合了RAID3和RAID4的特性，并引入了奇偶校验计算单元（P+Q计算单元）。

RAID7阵列通过将数据和奇偶校验信息分散存储在多个磁盘驱动器上，提供了高度的数据保护和容错能力。

同时，RAID7还通过并行读取和写入操作提供了出色的性能。

2. RAID7的工作原理RAID7阵列由多个数据驱动器和多个奇偶校验驱动器组成。

数据驱动器用于存储用户数据，而奇偶校验驱动器用于存储计算得到的奇偶校验信息。

RAID7使用P+Q计算单元来执行奇偶校验计算。

2.1 数据写入当数据写入RAID7阵列时，数据被分成固定大小的数据块。

每个数据块都会被分散存储在不同的数据驱动器上。

同时，P+Q计算单元会根据数据块的内容计算出相应的奇偶校验信息，并将其存储在奇偶校验驱动器上。

这种分散存储和奇偶校验计算的方式提供了数据的冗余和容错能力。

2.2 数据读取当需要读取数据时，RAID7阵列会同时从多个数据驱动器上读取数据块。

同时，P+Q计算单元会根据读取的数据块计算出相应的奇偶校验信息，并与存储在奇偶校验驱动器上的奇偶校验信息进行比较。

如果发现数据块有错误或驱动器故障，RAID7可以使用奇偶校验信息来恢复数据。

3. RAID7的优势RAID7相对于其他RAID级别具有以下优势：3.1 高度的数据保护能力：RAID7通过奇偶校验信息提供了高度的数据冗余和容错能力。

即使多个磁盘驱动器发生故障，RAID7也可以使用奇偶校验信息来恢复数据。

3.2 出色的性能：RAID7通过并行读取和写入操作提供了出色的性能。

多个数据驱动器和奇偶校验驱动器可以同时进行读写操作，从而提高了数据访问的速度。