油田危险点源视频监控系统方案(编辑修改稿)

油田危险点源视频监控系统方案(编辑修改稿)内容摘要：

立于主机系统之外，以网络方式连接主机和存储系统，以设备资源透明的方式为计算提供数据服务。 从而将数据管理的职能，从标准混乱、应用负荷沉重的主机中分离出来。 在网络存储的发展过程中， SAN（存储区域网络）和 NAS（网络附加存储）得到了迅速的发展。 NAS 是一种直接利用局域网，基于文件的存储架构，存储数据的传输也是基于局域网。 NAS 的最大优点是可以很容易实现异构平台的文件共享， NAS 的另一个优点在于其扩展性，因为存储单元可以比较容易地加入到网络中。 然而， NAS存 储在 数据备份或存储 过程中会占用网络的带宽， 可扩展性有限，并且访问需要经过文件系统格式转换，所以是以文件一级来访问，不适合 Block 级的应用，尤其是要求使用裸设备的数据库系统。 而 SAN 存储架构的出现弥补了 NAS 的不足，为存储系统的发展产生了巨大的推动力。 SAN（ Storage Area Network）存储区域网络，是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储架构，这个网络专用于主机和存储设备之间的访问。 当有数据的存取需求时，数据可以通过存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。 FC 光纤通道技术 使得存储系统的 可升级性、稳定性、可用性和性能都大大加强。 不过，它最大的优势是集中的管理，这就降低了总拥有成本。 光纤通道主要应用在某些重要业务和高性能应用，如数据中心环境。 然而，在过去 8 年以 FC 协议为主的 SAN 存储系统建设中，人们逐渐发现 FC油田危险点源视频监控系统 技术方案 16 协议虽然基本解决了传输速度和扩大容量的问题，却难以完全承担起存储系统独立化的重任。 FC SAN 的互操作性仍是实施过程中存在的主要问题。 SAN 本身缺乏标准，尤其是在管理上更是如此。 虽然光纤通道（ Fibre Channel）技术标准的确存在，但各家厂商却有不同的解释，于是， 互操作性问题就像沙尘暴一样迎面扑来，让人猝不及防。 这就导致了 FC 兼容性差、成本高昂、扩展能力差、异构化严重的问题。 在存储以 SAN 的名义独立走上 IT 舞台的同时， IP 和以太网技术在网络领域突飞猛进，在同样 19972020 的 8 年中，主流商用协议标准从 10M 发展到了 10G，整整提升了 1000 倍，行业的发展动力和技术标准的成熟性已无可争辩。 IP 技术已经成为整个 IT 行业中最成熟、最开放、发展最迅速、成本最低、管理最方便的数据通讯方式。 在经历了 FC SAN 发展的过渡性尝试后，整个行业开始考虑将FC 传输技术替代为更加成 熟可靠、成本更低的 IP 技术，以适应广域网数据应用、大规模服务器数据集中、海量数据存储等应用对新一代存储系统的要求，同时为“随需应变”的 IT 新时代到来，奠定坚实的开放化标准基础。 2020 年，以 IBM等公司共同发起的 iSCSI（ Inter SCSI）协议，通过 IETF 组织的审议，公布为 RFC 标准。 iSCSI 协议实际就是将标准的 SCSI 存储访问指令，打包到 TCP/IP中进行传输。 iSCSI 标准一经公布，就以其低成本、高可管理性、天然的跨广域数据传输和管理能力、海量组网能力得到了业界的青睐。 基于 iSCSI 协 议构建的 IP SAN存储，已崭露头角，成为新一代存储系统的标准，成为 IT 新时代围绕 IP 技术进行的网络与存储融合的标志性技术。 由于 iSCSI协议将 SCSI数据传输的基础从封闭昂贵的 FC协议转移到 IP之上，使存储系统突破了长期困扰着存储系统的兼容性、成本和管理性桎梏，使存储网格、广域数据传输、大规模服务器数据集中、远程容灾、高性能交换式存储架构等存储技术脱下昂贵的外衣，成为广大行业客户均能轻松获得的最新存储技术。 随着 iSCSI技术的完善，数据块级的存储应用将变得更为普遍，存储资源的通用性、数据共享能力都将大 大增强，并且更加易于管理。 随着千兆以太网的普及以及万兆以太网络的成熟， IP存储必然会以其性价比、通用性、无地理限制等优势飞速发展， iSCSI技术将联合SCSI、 TCP/IP，共同开创网络存储的新局面。 油田危险点源视频监控系统 技术方案 17 . IP SAN 技术优势 目前业界常见的数据存储方式主要包括 DAS、 NAS、 FC SAN 和 IP SAN。 其中， DAS 不属于网络存储，在扩展和性能方面有较大的障碍； NAS 主要用于提供文件服务，并且性能太低； FC SAN 使用专用网络与协议，管理比较复杂，而且容灾解决方案的距离限制较大。 作为一种新兴的存储技术， IP SAN 基于 IP网络实现 SAN 架构，既具备了 IP 网络简单配置管理的优势，又提供了 SAN 架构所拥有的强大功能和扩展性。 在没有出现性价比良好的 IP 解决方案之前，光纤通道一直是 SAN 的主流。 虽然随着对存储系统需求的剧增，基于光纤通道的 SAN 也出现了增长，但网络技术的进步也提供了光纤通道的替代技术。 IP SAN 于 2020 年进入存储技术领域。 作为一种 SAN 技术，它没有 FC 那样的高昂成本和复杂性。 它基于标准的 IP 网络基础架构， Ether 或 iSCSI（ IP SCSI 的简称）协议来执行存储任务。 iSCSI 于 2020 年 2 月获 IETF 批准，正式成为一项标准。 部署 IP SAN 与在服务器上安装 iSCSI 驱动程序（软件驱动程序）同样简单，并利用现有的 Ether 基础架构，与支持 iSCSI 的大量存储系统连接。 无需购买专用的服务器适配器或定制构建的交换机，也不必单独布线，更用不着对人员进行 IP 之外的技术培训，成本更低、复杂性更少。 IP SAN 技术有其独特的优点：  节约大量成本  加快实施速度  优化可靠性  增强扩展能力 IP 存储技术的发展 已经经过了几个 阶段，首先是对 SAN 的扩展阶段， 在这一阶段， IPSAN 遵循 FCIP 或 iFCP 协议，利用 FCIP 桥、 FCIP 路由器或 FCIP网关将超过光纤通道允许距离的 FCSAN 连接到 IP 网络上；第二阶段是小范围地实现基于 IP 的 SAN，或将 iSCSI 卡集成到 NAS 存储设备上，以支持数据块形式的 I/O 访问；真正的 IPSAN 是主机通过带 TCP 下载引擎（ TOE）的 iSCSI HBA接至 IP 网络，访问 iSCSI 存储设备，实现全球的 iSCSISAN。 油田危险点源视频监控系统 技术方案 18 由于 IP 环境 下 安全 措施比较成熟 ， iSCSI 存储 可以采用 采用多种安全措施以提高数据访问和数据存储的安 全性。 通常采用的安全方法主要有： KRBs、 SPKM、SPR（远程安全密码）以及 CHAP（握手认证协议）等。 iSCSI 有一个优势是 FC SAN 无法替代的在应用上的灵活性。 通过使用 iSCSI存储路由器， IT 管理员能够在他们的存储网络中挂接更多的服务器，并获得 IP网络所带来的 很多 好处。 另外，由于 iSCSI 运行在标准的 IP 网络上，这就不需要在 各级检察机关 的所有 所辖单位 都布置光纤交换机。 IT 管理员能够使用千兆以太网卡来代替光纤通道主机总线适配器，它不仅更加便宜，而且多数新型服务器主板当中都已经内置。 在整体解决方 案上， iSCSI 方案占据了价格优势，而在单个配件方面， FC方案就更加昂贵。 从 HBA（主机总线适配器）的角度来看，由于微软已经内置了 iSCSI 驱动，在 iSCSI 方案可以选择不采用 HBA 卡直接通过网卡进行数据通信，尽管这会导致处理器资源耗费过高。 相对而言， FC 方案的 HBA 卡的平均价在 1000 美元上下。 同时， iSCSI 得益于千兆网交换机和 NIC 价格的不断下跌，部署起来极其廉价。 从服务器的角度来看， iSCSI 允许标准的快速以太网网卡和千兆以太网网卡作为存储局域网的控制器，它可以在现有局域网上运行，或基于安全的必要配 置成独立网络。 一个初装的千兆交换机端口价格低于 30 美元，而FC SAN 交换机的单端口价格在 450 美元～ 1000 美元之间。 . 结论 那些对数据变化有要求，尤其是对数据安全性和灾难恢复有要求的组织，会从 IP 存储和 iSCSI SAN 的使用中，受益匪浅。 随着性能的提高以及 iSCSI 的普遍存在，他们将会逐渐融入企业的 TCP／ IP 网络。 分布式的智能服务和自动配置存储资源，将会成为将来 iSCSI 发展的一个完整的部分。 由于目前主流厂商 （ Cisco、 IBM、 Intel、 Microsoft、 NetApp、 EMC 等） 均看好 IP 存 储， 已经在近几年推出若干 IP SAN（ iSCSI SAN）的存储产品 ，国内外用户已经实现了很多 IP SAN 的应用。 比较普遍的观点认为， IP 存储 目前已经能取代 FC SAN/DAS 成为存储的主流方式。 油田危险点源视频监控系统 技术方案 19 第 3章 系统详细设计方案 . 设计依据及指导思想 . 设计依据  《油田危险点源视频监控系统技术规范》  《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T1692  《工业电视系统工程设计规范》 GBJ11587  《公安部安全技术防范工程标准》  《电视监控工程程序与要求》 GA/T 7594  《电视监控工程费用概预算编制办法》 GA/T 7094  《防盗报警控制器通用技术条件》 GB1266390  《入侵探测器通用技术条件》 GB10408189  《民用闭路电视监控系统工程技术规范》 GB5019894  《中华人民共和国公安部行业标准》 GA2792 . 指导思想  一级风险大型工程 为了确保安全保障工作的正常进行，故本设计按一级风险电视监控报警工程进行设计。  实用性 本系统能对各监控点进行实时的监控、录像，采用数字水印技术录像文件不能被修改，因此能为事后取证提供可靠的保障。  先进性 采用最新的 (MPEG4 PART10)视频压缩算法和 嵌入式操作系统平台，具有极佳的清晰度、较小的系统容量占用、完全实时、一流的网传功能等诸多特点，是当前国内外一流的产品和解决方案，系统建成后油田危险点源视频监控系统 技术方案 20 在较长的一段时间里不会被淘汰  稳定性 采用监控行业最新技术和高品质设备，采用具专业性的设备。  兼容与扩展性 全新“基于 IP 的视频切换矩阵技术”，为本系统的扩展提供了无与伦比的扩展性，只要 IP 资源足够，系统的扩展就不会受到限制，可根据需要任意增减监控系统前端的数量，而监控管理中心将不再需要增加任何投资。  外观效果美观 所选设备体积小巧，布线简单，充分考虑了安全性、隐蔽性 和美观性。  报警功能完善。 前端平台具有报警输入输出接口，充分考虑了报警功能的扩充与视频联动的需求。 . 详细设计说明 结构示意图中各个软硬件模块，协同运作，共同完成采集、存储、管理、控制、显示成像、报警、传输、预览回放等各项功能要求。 . 现场摄像头设计 系统主要包括户外镜头、摄像机、云台、防护罩、解码器、控制主机等。 由于现场属于易燃易爆环境，所以需要安装室外防爆云台及防护罩。 对现场的其他设备也要采取防爆措施。 同时考虑加热、除霜等功能。 . 采集系统 完成音视频数据的采集。 核心设备是杭州海康威视数字技术有限公司的DS6000 系列视频服务器，根据各监控点摄像机数，选 1 路或 4 路机，各监控点音视频线接入 DS6000，进行模数转换、压缩，形成音视频复合码流。 压缩码流油田危险点源视频监控系统 技术方案 21 可设置码率上限（ 16K2M 可调），根据需要设置码率、帧率等参数。 报警模块可以接 8 路报警输入（探头、传感器等）、 4 路报警输出（警笛、声光等）。 . 录像与回放 录像设计： 集中存储功能对于前端没有存储功能的网络视频服务器尤为适用。 也适用于一些重要的录像文件在前端不适合保存的；或网络带宽有限，不适合远程实时查看视频文件的可以在网络相对空闲的时段，通过集中存储功能把录 像资料保存在后端集中存储主机上。 回放设计：  检索方式：按日期和时间文件检索录像内容。  画面数：单路，缩放（全屏）。  指示进度：在回放窗口下面有回放进度指示条。  速度：向前或后播放、播放前或后一帧、 28 倍速向前或后播放、暂停播放、逐帧播放。  回放内容的时间显示：时间和通道名称显示。  回放。