Microserver Basierendes Überwachungssystem kombiniert skalierbar Ceph Storage Und Nx Server VMS-System / Ambedded wurde 2013 mit dem erfahrenen Team in gegründet ARM Design und Herstellung von Software-definierten Speichergeräten.

Serverbasiertes Überwachungssystem Einführung Zu den Komponenten eines digitalen Überwachungssystems gehören IP-Kameras, Speichersysteme und Videoverwaltungssoftware zum Aufzeichnen und Verwalten von Live- und aufgezeichneten Videos. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Überwachungssystemen. der eingebettete systembasierte NVR oder das serverbasierte VMS. Im Vergleich zum NVR des eingebetteten Systems bietet das serverbasierte VMS viel Flexibilität, Skalierbarkeit und Intelligenz. Ein größeres Überwachungssystem wählt normalerweise die serverbasierte VMS-Lösung. Serverbasierte VMS-Aufzeichnungssoftware kann auf Linux- oder Windows-basierten Servern ausgeführt werden, die über ein internes Festplattenarray für aufgezeichnete Videos verfügen. Oder VMS-Server zeichnen nur Aufträge auf und speichern Videos auf einem externen Speichersystem.Die sekundäre Lösung bietet eine bessere Flexibilität, da die Skalen des Aufzeichnungsservers und des Speicherservers unabhängig sind. Wenn Sie eine neue Anforderung zum Hinzufügen weiterer Kameras oder Speicherkapazität haben, können Sie Server für die neue Anforderung hinzufügen.Ambedded bietet an Ceph storage Lösung für den Markt, einschließlich Ceph storage Appliance auf ARM Mikroserver und SUSE Enterprise Storage Gerät an ARMMikroserver. Zusätzlich zuCeph Lösung, Ambedded bietet auch umfassende Ceph Software-Support für den Kunden, um unerfahrenen Benutzern zu helfen, diese neue Technologie ohne zu zögern zu übernehmen.

service@ambedded.com.tw

Öffnungszeiten: 9-18 Uhr

Microserver Basierendes Überwachungssystem kombiniert skalierbar Ceph Storage Und Nx Server VMS-System

16 Jul, 2020 Ambedded

White Paper - Ein skalierbares und hochverfügbares Dokument Arm Microserver basiertes Converged Video Management System

Serverbasiertes Überwachungssystem Einführung

Zu den Komponenten eines digitalen Überwachungssystems gehören IP-Kameras, Speichersysteme und Videoverwaltungssoftware zum Aufzeichnen und Verwalten von Live- und aufgezeichneten Videos. Im Allgemeinen gibt es zwei Arten von Überwachungssystemen. der eingebettete systembasierte NVR oder das serverbasierte VMS. Im Vergleich zum NVR des eingebetteten Systems bietet das serverbasierte VMS viel Flexibilität, Skalierbarkeit und Intelligenz. Ein größeres Überwachungssystem wählt normalerweise die serverbasierte VMS-Lösung.

Serverbasierte VMS-Aufzeichnungssoftware kann auf Linux- oder Windows-basierten Servern ausgeführt werden, die über ein internes Festplattenarray für aufgezeichnete Videos verfügen. Oder VMS-Server zeichnen nur Aufträge auf und speichern Videos auf einem externen Speichersystem. Die sekundäre Lösung bietet eine bessere Flexibilität, da die Skalen des Aufzeichnungsservers und des Speicherservers unabhängig sind.

Wenn Sie eine neue Anforderung zum Hinzufügen weiterer Kameras oder Speicherkapazität haben, können Sie Server für die neue Anforderung hinzufügen.

Schmerzpunkte erfordern Verbesserungen

Es gibt jedoch noch einige Schwachstellen in serverbasiertem VMS, die behoben werden müssen.

  1. Das Wiederherstellen einer ausgefallenen Festplatte im Festplattenarray dauert zu lange. Das Risiko von Datenverlust steigt mit der Größe der Festplatte. Unabhängig davon, ob die VMS-Server einen internen Speicher oder ein externes Speichersystem verwenden, verwenden sie den RAID-Controller, um Daten vor Verlust zu schützen.  Wenn ein Festplattenlaufwerk ausfällt, dauert es sehr lange, bis der Festplattenarray-Controller die Dateien auf dem Ersatzlaufwerk neu erstellt hat. Die Wiederherstellungszeit und die Möglichkeit, dass das Laufwerk nicht wiederhergestellt werden kann, sind proportional zur Größe der Festplatte. Heute ist die größte Festplatte 16 TB und früher werden 20 TB verfügbar sein. Die Verwendung kleiner Festplatten erhöht die Gesamtkosten von Speicherservern.
  2. Der Speicherdurchsatz leidet stark unter dem verschlechterten Wiederherstellungsmodus.
  3. Der herkömmliche Server hat eine große Fehlerdomäne. Wenn ein Server ausfällt, können alle Videos auf dem Server nicht mehr aufgerufen werden oder gehen sogar verloren. Auf einem Server sind mehr Festplatten installiert, und gleichzeitig gehen mehr Videodateien verloren, wenn der Server ausfällt.
  4. VMS fehlt eine elastische Hardwarearchitektur.

 

Verwenden Sie Software-Defined Storage und Arm MicroServer mit dem Video-Managementsystem Nx Witness von Network Optics

In diesem Artikel werden wir vorstellen, wie AmbeddedSoftware-definierte Speicher-Appliance und Arm-basierend microserver Integrieren Sie die VMS-Software von Network Optics, um einige der in der aktuellen Lösung vorhandenen Probleme zu lösen.

Software-definierte Speicher-Appliance

AmbeddedSoftware-definierter Speicher Mars 400 Ceph Storage Applianceist eine schlüsselfertige softwaredefinierte Speicherlösung für Unternehmen. Das Gerät ist integriertARM-Basierend microserver mit Speichersoftware Ceph und Web-Benutzeroberfläche. Mars 400 stellt einen einheitlichen Speichercluster bereit, der das Objekt unterstützt. block, und file system. Es wurde entwickelt, um eine hervorragende Leistung, Zuverlässigkeit und Skalierbarkeit ohne Single Point of Failure und Minimum Failure Domain zu bieten.

Nx Witness Video Management System und Nx Server

Nx Witness VMS ist ein offenes IP-Videomanagementsystem (IPVMS), mit dem IP-Videokameras gefunden, angezeigt, aufgezeichnet und verwaltet sowie schnell in Systeme und Geräte von Drittanbietern integriert werden können. Die Nx Server-Anwendung ist ein leichter, leistungsstarker Medienserver, der für das Erkennen und Verwalten von Nx Witness-Systemgeräten und -Daten verantwortlich ist. Nx Server zeichnet Videos von IP-Kameras in internen oder extern angeschlossenen Speichern auf. Es verfügt über eine Server-Hive-Architektur, die sicherstellt, dass kein einzelner Fehlerpunkt auftritt.

Arm Microserver Die Architektur

Das microserver Plattformen bieten Platz für 8x Quad-Core ARM64-Bit-Servermodule in einem 1-RU-Gehäuse (One-Rack-Unit). Zwei redundante Switches im Gehäuse bieten eine 4x10-Gbit / s-Aufwärtsverbindung für horizontales Scale-Out und Clientzugriff. JedenARM microserver Modul ist ein unabhängiger Linux-Server, der dedizierte Ressourcen für CPU, Speicher, Speicher und Netzwerkschnittstellen für Anwendungssoftware besitzt.

Das microserverDie Architektur bietet eine bessere Zugänglichkeit, da kein einziger Fehlerpunkt vorhanden ist. Jedenmicroserver Der Knoten kann als Speicherknoten eines Speicherclusters oder als VMS-Serverknoten des VMS-Clusters konfiguriert werden.


Wenn der microserver ist als Speicherknoten konfiguriert, tritt er dem bei Ceph storageCluster für die Arbeit mit anderen Speicherknoten. Wenn wir das konfigurierenmicroserverAls Nx-Server erledigt er seine Arbeit als VMS-Server und stellt eine virtuelle Festplatte aus dem Speichercluster zum Speichern der aufgezeichneten Videodateien bereit. Dies bedeutet, dass Sie die erforderliche Anzahl von Nx-Servern und flexibel bereitstellen könnenCeph storage Server alle eingeschaltet Mars 400Mikroserver. Wegen der Vorteile vonmicroserverSie haben die Flexibilität, das Überwachungssystem mit einem kleinen Schritt zu skalieren.


Das Video Management System verwendet den hochverfügbaren softwaredefinierten Speicher als Back-End-Speicher.

Wie softwaredefinierter Speicher Daten vor Hardwarefehlern schützt und wiederherstellt

Ceph storage verwendet Replikation oder erasure codeAlgorithmus zum Schutz von Daten vor Verlust anstelle des RAID-Controllers. Die Löschcodierung ist analog zu RAID 5 oder RAID 6 im Festplattenarray, bietet jedoch viel Flexibilität, um derzeit mehr Festplattenfehler zuzulassen. Es kann Daten nicht nur vor Festplattenfehlern schützen, sondern auch vor Serverfehlern, Rackfehlern und jeder Größenordnung von Fehlerdomänen. Daten- oder Videodateien werden zuerst auf Objekte gestrippt und jedes Objekt wird in mehrere Datenblöcke aufgeteilt und redundante Blöcke berechnet. Der Speicherserver speichert Daten und redundante Blöcke verteilt auf den verschiedenen Speicherservern im Speichercluster. Wenn ein Speicherserver ausfällt, müssen alle auf diesem Server gespeicherten Daten erneut wiederhergestellt werden. Die Datenheilung wird von allen fehlerfreien Servern und Festplatten durchgeführt. Und nur die verlorenen Brocken müssen wieder geheilt werden, anstatt alle Festplatten neu aufzubauen.

Verteilter softwaredefinierter Speicher bietet drei Hauptvorteile gegenüber dem RAID-Speichersystem.

  1. Daten können von einem oder mehreren Serverknotenbrüchen überleben.
  2. Die Datenwiederherstellung ist viel schneller als RAID, da alle fehlerfreien Datenträger im Cluster die parallele Datenheilung unterstützen und nur verlorene Daten wiederhergestellt werden müssen. Wenn sich mehr Festplatten im Cluster befinden, ist die Heilungsgeschwindigkeit schneller. Ein Experiment zum Verlust eines 10-TB-Laufwerks mit 60% Auslastung in einem Cluster mit 36 ​​Laufwerken dauerte 2,5 Tage. Die Wiederbeschaffungsgeschwindigkeit beträgt 28,5 MB / s für diese Versuchsskala. (LehmErasure code 4 + 2 Profil)
  3. Während der Wiederaufnahme unterbricht die Heilung die Videoaufzeichnung nicht
  4. Sie können Festplatten mit großer Kapazität wie eine 16-TB-Festplatte im Internet verwenden Ceph storage Cluster, um die gleiche Kapazität mit weniger Servern zu erhalten.

Wie viele Kameraaufnahmen kann man machen Microserver Unterstützung

Wir haben eine Testumgebung eingerichtet, um den Nx-Server zu belasten Ambedded Mars 400 microserver. Das Experiment verwendete zunächst einen Server, um IP-Kameras für das Streaming von Videos zu einem zu simulierenArm microserver. Das Videostream-Format ist H.264, 1080p hohe Qualität bei 30 Bildern pro Sekunde. DasArmDer VMS-Server stellt eine virtuelle Festplatte als Speicher bereit. Das Testergebnis kommt zu dem Schlussmicroserverkann maximal 30 Kameras aufnehmen, ohne den Videorahmen zu verlieren. Der Test umfasst auch das Szenario, während die virtuelle Festplatte voll ist. Dies impliziert, dass eine 1UMars 400Mit acht Mikroservern können 240 hochauflösende Videos unterstützt werden. Dies impliziert, dass eine 1UMars 400Mit acht Mikroservern können bis zu 240 hochauflösende Videostreams unterstützt werden. Dies ist eine großartige Leistung bei Verwendung eines 1U-Servers und verbraucht nur 100 Watt Strom.

Testen Sie mit echten IP-Kameras

In einem anderen Test verwenden wir fünfzig IP-Kameras, um den Test in einer realen Umgebung durchzuführen.

Ausrüstungsliste:

  • IP-Kameras: 25x kabelgebunden und 25x kabellos
  • Mars 400NxServer: 8 Knoten in 1U. 4 KerneArm A72, 4 GB RAM und 2x 2,5 Gbit / s LAN
  • Nx Server: 3 Mars 400Nx Arm Knoten,

♦ 3 Knoten sind für die Aufnahme und Wiedergabe aktiv. Auf jedem Knoten befindet sich eine Ersatzressource für ein Knoten-Failover.

  • Lager:

♦ Datenschutz: erasure code 4 + 2, bis zu 2 Festplattenausfälle gleichzeitig ausfallen lassen

♦ Ceph Server: 21x microserver zum Ceph OSD + 3x microserver zum Ceph monitor

♦ Festplatten: 21 x 16 TB Seagate Exos Enterprise SATA-Festplatte. 224 TB sind verwendbar.

  • Netzwerk:

♦ 4x 10-Gbit-Ports für 4x Mars 400Nx

♦ 1x Gb-Schalter für Kameras

♦ Drahtloser Zugangspunkt x 2

Während der Aufnahme und Wiedergabe werden nur 150% der CPU-Ressourcen verwendet. Die maximal nutzbare CPU-Ressource beträgt 400%. Bitte beziehen Sie sich auf Abbildung 1.

Abbildung 1: CPU-Auslastung des Nx-Serverknotens


In jedem Knoten stehen insgesamt 4 GB Speicher zur Verfügung. 1 GB Speicher ist für die freie Verwendung reserviert. Die während des Tests verwendete Speichermenge beträgt ca. 2,8 GB. Der Serverknoten kann bis zu 30 Kameras stabil unterstützen.

Abbildung 2: Nicht verwendeter Speicher des Nx-Serverknotens


Der Netzwerkverkehr während des Tests beträgt ca. 150 Mbit / s Download und 130 Mbit / s Upload. Die 2x 2,5 GB Netzwerkbandbreite ist viel höher als der tatsächliche Datenverkehr.

Abbildung 3: Netzwerkverkehr der Nx Server-Knoten


VMS Server Node FailOver

Der Network Optics VMS-Server verfügt über die automatische Server-Failover-Funktion, mit der fehlerfreie VMS-Server Kameras von einem ausgefallenen Nx VMS-Server aus verbinden können. In unserem Test haben wir drei Mikroserver als Nx VMS-Server eingerichtet. Sie können insgesamt 90 Kameras verarbeiten. Im Normalzustand sind 50 getestete Kameras gleichmäßig an die drei Kameras angeschlossen. Wir simulieren einen Server offline, indem wir ihn ausschalten. Wir beweisen, dass 18 an den ausgefallenen Server angeschlossene Kameras in etwa einer Minute automatisch wieder eine Verbindung zu den beiden anderen Servern herstellen können. 

 

Dies impliziert, dass die Verwendung der microserverLösung für den Nx VMS-Server; Sie benötigen nur 1/8 einer 1UMars 400NxServer für das Failover verschont. Vergleichen Sie mit einem großen Knotenserver;microserver Durch die Architektur können Serverkosten für das Failover-Setup eingespart werden.

Designbeispiel

Projektanforderungen

  1. Anzahl der Kameras: 200 Kameras
  2. Bitrate pro Kamera für 1080p, hohe Qualität, 30 FPS: 4,87 Mbit / s
  3. Aufnahmestunden pro Tag: 16 Stunden
  4. Aufnahmetage: 60 Tage

 

Berechnung der Serveranforderungen

  1. Die insgesamt nutzbare Speicherkapazität ist erforderlich: 411 TB
  2. Die gesamte Rohkapazität, die benötigt wird, wenn wir verwenden erasure code 4 + 2: 678 TB
  3. Festplattenkapazität: 16 TB
  4. Anzahl der benötigten Festplatten: 43 Festplatten
  5. Anzahl der für die Speicherung erforderlichen Knoten (Ceph OSD): 43
  6. Ceph Monitor Knoten: 3
  7. Nx-Serverknoten für 200 Kameras: 200/30 = 7 Knoten.
  8. Ersatzknoten für NxServer-Failover: 1 Knoten
  9. Gesamt microserver Erforderliche Knoten: 43 + 3 + 7 + 1 = 54 Knoten
  10. Gesamt Mars 400Nx Erforderlich: 54/8 = 7x 1U Mars 40Nx
  11. Ersatzknoten: (7 x 8) - 54 = 2 Knoten
  12. Gesamtstromverbrauch des Servers ohne Festplatte: 7 x 100 Watt = 700 Watt

 

Fazit

Ambedded Mars 400Nx kombiniert Nx VMS-Server und softwaredefinierter Speicher bietet die folgenden Vorteile:

  1. Mars 400NxDer softwaredefinierte Speicher kann Daten nicht nur vor Festplattenausfällen schützen, sondern auch vor Serverausfällen.
  2. Wenn die Festplatte ausfällt, Mars 400NxDaten wurden von allen fehlerfreien Laufwerken parallel wiederhergestellt. Es ist 4 bis 5 Mal schneller als der RAID-Controller.
  3. Mars 400Nx kann seine Videoaufzeichnung und -wiedergabe während der Datenheilung beibehalten.
  4. Sie können Festplatten mit großer Kapazität verwenden, z Mars 400Nx Speichercluster, um die Gesamtkosten des Speichersystems zu reduzieren.
  5. A 1U Mars 400NxDer VMS-Server unterstützt bis zu 240x 1080p-Kameras. Sie können das VMS-System mit einer flexiblen Kombination aus Speicher- und VMS-Servern entwerfen.
  6. Mars 400Nx Arm Server spart 70 Prozent des Stromverbrauchs im Vergleich zu x86-Servern.

Über Ambedded

Ambedded ist ein softwaredefiniertes Speicherunternehmen mit Fachkenntnissen in den Bereichen Linux-Betriebssystem, Kernel, softwaredefinierter Speicher, eingebettetes System und Arm Server.

Ambedded's Vision ist es, die Nutzung von Ceph Software-definierter Speicher einfach, damit Unternehmen davon profitieren können Ceph mit einer kürzeren Lernkurve.

Ambedded macht Ceph Einfach durch benutzerfreundliche Benutzeroberfläche, einsatzbereite Speicher-Appliance, Stabilitäts- und Leistungsoptimierung, automatisierte Bereitstellung und professionellen Support.

Mit dem speziell gebauten Ceph Gerät, die Ambedded Das Team verfügt über umfassende Erfahrung, um Kunden bei der Einführung unserer zu unterstützen ceph Lösung für vielseitige Branchen wie Telekommunikation, Medizin, Militär, Edge-Rechenzentrum und Unternehmen, die Speicher mit hoher Verfügbarkeit benötigen.

Besuche den Ambedded Website für Details.

Informationen zur Netzwerkoptik

Network Optix ist ein Softwareentwicklungsunternehmen, das sich auf die Entwicklung innovativer Videomanagementlösungen konzentriert. Unser Kernprodukt - Nx VMS - ist eine offene, leichte und anpassbare Videoverwaltungsplattform, mit der Offline-Medien, Live-Videostreams und integrierte Systeme und Geräte von Drittanbietern verwaltet werden können. Nx VMS ist eine kostenlose Live-Streaming-Plattform - Cloud-fähig, remote zugänglich, auf jede Größe skalierbar und nur lizenziert, wenn die Aufzeichnung und Suche von IP-Videokameras erforderlich ist. Nx VMS ist auch für Entwickler offen. Die umfassende API- und SDK-Dokumentation ist integriert und kann kostenlos verwendet werden. So können Unternehmen oder Einzelpersonen ihre eigenen videogesteuerten Anwendungen für jeden vertikalen Markt oder jedes Projekt erstellen.

Danksagung

Wir möchten Seagate und Network Optix für die Bereitstellung der für dieses Projekt verwendeten Exos X16 Enterprise-Festplatten und IP-Kameras danken .

Referenz:

  • Warum RAID 2019 nicht mehr funktioniert? Von Robin Harris für Storage Bits
    https://www.zdnet.com/article/why-raid-6-stops-working-in-2019/
  • Warum die beste RAID-Konfiguration keine RAID-Konfiguration von Guest Blogger ist  →  https://blog.shi.com/hardware/best-raid-configuration-no-raid-configuration/
Video

Mars 400Nx bietet eine hohe Verfügbarkeit ceph storage zu Nx VMS Software



Kombinieren Ceph Storage und Video Management System als konvergentes digitales Überwachungssystem.



Verwandte Technologie
ARM Basierend Microserver

Ambedded ARM microserverDie Plattform ist mit 4,4 x 6,6 cm der kleinste Netzwerkserver, der vollständig ausgestattet ist, um den Speicher zu verwalten,...

Read more
Verwandte Produkte
Konvergiertes Videomanagementsystem
Mars 400Nx

Das AmbeddedMars400Nx ist ein skalierbares Videomanagementsystem, das integrierte Funktionen zwischen dem Network Optix VMS-Server und skalierbarem, hochverfügbarem,...

Einzelheiten
Mars 400 Mars 400SES Datenblatt

Ceph Gerät & SUSE Enterprise storage Datenblatt

Ceph Storage Lösungsdesign und -herstellung | Ambedded

Das Hotel liegt in Taiwan, Ambedded Technology Co., LTD. ist ein Ceph storage Lösungsanbieter, der anbietet ARM Softwarebasierte Speichergeräte mit 60% CapEX-Einsparung, 70% weniger Stromverbrauch und 100% Skalierungsvorteilen.

Für das Design und die Herstellung von softwaredefiniertem Speicher Ambedded Das Team verfügt über umfassende Erfahrung, um Kunden bei der Einführung des zu unterstützen ceph Die Lösung für vielseitige Branchen wie Telekommunikation, Medizin, Militär, Edge-Rechenzentrum und HA erforderte Unternehmensspeicher.

Ambedded hat Kunden angeboten Ceph storage Lösungen seit 2013, sowohl fortschrittliche Technologie als auch 20 Jahre Erfahrung, Ambedded stellt sicher, dass die Anforderungen jedes Kunden erfüllt werden.