Wprowadzenie do macierzy RAID 5

Dlaczego ma to kluczowe znaczenie w systemach nadzoru wideo IP?

Ten artykuł techniczny wyjaśnia, co to jest RAID 5, dlaczego powinien być używany w megapikselowych kamerach IP, jak zwiększa niezawodność i wydajność, a kiedy potrzebujesz skonfigurować system nadzoru wideo przy użyciu RAID 5. Ponieważ kamery IP zyskują coraz większe możliwości w wideo systemy nadzoru, istnieje potrzeba większych możliwości przechowywania danych.
Zaletą rozdzielczości, która jest nieodłączna z megapikselowymi kamerami IP, jest większa szybkość transmisji danych i rozmiary plików.

Ponieważ kamera IP o rozdzielczości 1080p zawiera sześciokrotnie większą rozdzielczość analogowej kamery VGA, pojemność pamięci potrzebna na taką samą ilość czasu jest sześciokrotnie większa. Zapewnienie, że duże ilości danych są zabezpieczone przed awarią dysku, powinny być wymaganiami dla każdego systemu nadzoru.

Kolejnym wyzwaniem stwarzanym przez większe szybkości transmisji danych i rozmiarów plików jest możliwość zapisu danych na dysku przez system wideo z wystarczającą szybkością i niezawodnością. Posiadanie macierzy RAID 5 zwiększa niezawodność i wydajność systemu nadzoru wideo, a zwłaszcza megapikselowego systemu wideo IP

Co to jest RAID 5?

RAID (redundantna tablica niezależnych dysków) to metoda konfigurowania wielu dysków lub dysków twardych w jednej macierzy. Chociaż w tym artykule jest wiele poziomów macierzy RAID (RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10) skupi się tylko na RAID 5 dla nadzoru wideo.

RAID 5 wymaga co najmniej 3 dysków i wykorzystuje kombinację pasków i parzystości.

Stripowanie zapisuje dane na wszystkich dyskach, a nie sekwencyjnie. Poprzez rozłożenie danych na wiele dysków można osiągnąć szybsze prędkości. Parzystość to technika sprawdzania błędów, która służy do dodawania nadmiarowości do konfiguracji RAID 5.

Jeśli dysk w macierzy RAID 5 nie powiedzie się, informacje o parzystości są używane z pozostałymi danymi na innych dyskach w celu odzyskania brakujących danych. Podobnie jak dane, informacje o parzystości są rozłożone na wszystkie dyski. Efektywna przestrzeń pamięciowa macierzy RAID 5 może być obliczona według wzoru 1 – 1 / n, gdzie n jest liczbą dysków w tablicy. Na przykład jeśli masz 8 dysków o pojemności 1 TB, efektywna przestrzeń to 7 TB: (1 – 1/8) x 8 TB. Innymi słowy, jeden napęd będzie używany dla parytetu.

Ponieważ RAID 5 zwiększa wydajność i oferuje redundancję dzięki wydajnej przestrzeni, jest skuteczną konfiguracją dla megapikselowych systemów wideo IP.

Wzrost wydajności RAID 5

Dyski twarde mają ograniczenia prędkości odczytu i zapisu ze względu na ich mechaniczną naturę i fizyczne ograniczenia. Poprzez konfigurację napędów w RAID 5 zwiększa się liczba lokalizacji, które można zapisywać w informacjach wideo, zwiększając wydajność. W megapikselowej aplikacji wideo występuje duża ilość przypadkowych operacji na dysku.

Informacje o filmie są przechowywane wraz z indeksowaniem tego filmu wideo. Jeśli używane jest wykrywanie ruchu i dźwięk, wskaźnik wykrywania ruchu musi być również zapamiętywany, a także dźwięk. W konfiguracji innej niż RAID 5 te nielinearne operacje na dyskach są zwykle obsługiwane przez procesor, co może spowodować, że cały system spowalnia lub ulegnie awarii.

Ten wykres przedstawia typowe wymagania dotyczące przepustowości kamery IP 1080p na różnych fps. W kolorze czerwonym to przepustowość bez RAID i zielona dla systemów RAID 5.

W systemie RAID 5 dedykowany sprzętowy kontroler RAID 5 zarządza dużą liczbą operacji dyskowych. W zależności od jakości kontrolera RAID 5, całkowita przepustowość systemu może zostać podwojona lub potrojona.Na przykład 16-megapikselowy obraz IP o rozdzielczości 10 megapikseli system przy 15 fps wymaga przepustowości około 118 Mb / s. Jednakże NVR z systemem Windows zazwyczaj oferuje przepustowość 90 Mb / s z powodu ograniczeń zapisu dysków. Po skonfigurowaniu jako RAID 5 i przy użyciu solidnego kontrolera RAID 5 wydajność ta wzrasta do 250 Mb / s. Ten wynik daje możliwość podłączenia 33 kamer 1080p przy 15 kl./s w porównaniu do 12 kamer na serwer.

Kiedy używać RAID 5

Z lewej bez RAID – z prawej z RAID 5

Dwa podstawowe wymagania dotyczące korzystania z RAID 5 to aplikacje, które potrzebują redundancji i aplikacji o wymaganiach przepustowości przekraczających funkcje nie-RAID 5. Nadmiarowość danych zależy od krytycznego obrazu danych wideo. Środowisko biurowe może nie być tak ważne, jak bankowość czy bezpieczeństwo publiczne. Często potrzeba redundancji będzie podyktowana specyfikacjami projektu.

Z wymaganiami przepustowości konieczne może być obliczenie wymaganej przepustowości i przepustowości systemu nadzoru.

Szybkość transmisji kamer powinna być określona i pomnożona przez całkowitą liczbę kamer w celu określenia minimalnego wymaganego przepustowości. Należy również wziąć pod uwagę wymogi ogólne, takie jak zdalne połączenia z klientem, kopie zapasowe itp. Ta wartość przepustowości powinna być porównywana z przepustowością systemu producentów, aby ustalić, czy potrzebna jest macierz RAID.

Zalety i wady RAID 5

RAID 5 zapewnia bezpieczeństwo redundancji danych i możliwość odzyskiwania danych w przypadku awarii dysku. Zwiększa wydajność systemu dzięki możliwości pisania na wiele dysków naraz. Połączone ze sobą dwa czynniki sprawiają, że RAID 5 jest dobrą opcją dla dużej liczby kamer, aplikacji o wysokiej rozdzielczości megapikselowej.

Jednak ze względu na dodany sprzęt, a w wielu przypadkach wyższą klasę dysków twardych, RAID 5 będzie kosztowny niż system inny niż RAID 5. Ze względu na wyjątkową informację o parzystości, efektywne przechowywanie systemu RAID 5 również się zmniejszy. Istnieją również inne wady, takie jak dłuższy czas budowy systemu RAID 5, złożoność dodawania dysków twardych w terenie oraz poziom wiedzy potrzebny do odzyskania utraconych danych w przypadku awarii dysku.

Wnioski

Dzisiejsze aplikacje o rozdzielczości IP megapikselowej wymagają większej pojemności danych i większej wydajności systemu. W porównaniu do rozdzielczości VGA, rozdzielczość 1080p ma 6 razy większą ilość danych. System nadzoru wideo musi być wystarczająco wytrzymały, aby zapisać tę dużą ilość danych na dysku bez pogorszenia wydajności i niezawodności systemu.

RAID 5 zwiększa redundancję danych, a także zwiększa wydajność, aby obsługiwać megapikselowe aplikacje wideo IP. Krytyczny obraz wideo powinien być nagrany w systemie odpornym na uszkodzenia, a aplikacje o wysokich wymaganiach IP wymagają większej wydajności. RAID 5 jest skutecznym rozwiązaniem dla obu potrzeb.