Microserver Système de surveillance basé sur des combinaisons évolutives Ceph Storage Et système VMS Nx Server / Ambedded a été fondée en 2013 avec une équipe talentueuse expérimentée en ARM conception et fabrication d'appareils de stockage définis par logiciel.

Système de surveillance basé sur serveur Introduction Les composants d'un système de surveillance numérique comprennent des caméras IP, des systèmes de stockage et un logiciel de gestion vidéo pour enregistrer et gérer la vidéo en direct et enregistrée. Il existe généralement deux types de systèmes de surveillance; le NVR basé sur le système intégré ou le VMS basé sur le serveur. Comparé au NVR système intégré, le VMS basé sur serveur offre beaucoup de flexibilité, d'évolutivité et d'intelligence. Un système de surveillance à plus grande échelle choisira généralement la solution VMS sur serveur. Le logiciel d'enregistrement VMS basé sur un serveur peut s'exécuter sur des serveurs Linux ou Windows dotés d'une matrice de disques interne pour la vidéo enregistrée. Ou, les serveurs VMS effectuent uniquement des tâches d'enregistrement et stockent la vidéo sur un système de stockage externe.La solution secondaire offre une meilleure flexibilité car les échelles du serveur d'enregistrement et du serveur de stockage sont indépendantes. Si vous avez une nouvelle exigence pour ajouter plus de caméras ou de capacité de stockage, vous pouvez ajouter des serveurs pour la nouvelle exigence.Ambedded des offres Ceph storage solution au marché, y compris Ceph storage Appliance sur ARM microserveurs et SUSE Enterprise Storage Appareil allumé ARMmicroserveurs. En plus deCeph Solution, Ambedded offre également des Ceph support logiciel au client, pour aider les utilisateurs inexpérimentés à adopter cette nouvelle technologie sans hésitation.

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Microserver Système de surveillance basé sur des combinaisons évolutives Ceph Storage Et système VMS Nx Server

16 Jul, 2020 Ambedded

Livre blanc - Un évolutif et une haute disponibilité Arm Microserver système de gestion vidéo convergée basé

Système de surveillance basé sur serveur Introduction

Les composants d'un système de surveillance numérique comprennent des caméras IP, des systèmes de stockage et un logiciel de gestion vidéo pour enregistrer et gérer la vidéo en direct et enregistrée. Il existe généralement deux types de systèmes de surveillance; le NVR basé sur le système intégré ou le VMS basé sur le serveur. Comparé au NVR système intégré, le VMS basé sur serveur offre beaucoup de flexibilité, d'évolutivité et d'intelligence. Un système de surveillance à plus grande échelle choisira généralement la solution VMS sur serveur.

Le logiciel d'enregistrement VMS basé sur un serveur peut s'exécuter sur des serveurs Linux ou Windows dotés d'une matrice de disques interne pour la vidéo enregistrée. Ou, les serveurs VMS effectuent uniquement des tâches d'enregistrement et stockent la vidéo sur un système de stockage externe. La solution secondaire offre une meilleure flexibilité car les échelles du serveur d'enregistrement et du serveur de stockage sont indépendantes.

Si vous avez une nouvelle exigence pour ajouter plus de caméras ou de capacité de stockage, vous pouvez ajouter des serveurs pour la nouvelle exigence.

Les points douloureux nécessitent des améliorations

Cependant, il existe encore des points faibles qui existent dans le VMS basé sur serveur qui doivent être résolus.

  1. La reconstruction d'un disque défectueux dans la matrice de disques prend trop de temps. Le risque de perte de données augmente avec la taille du disque. Peu importe que les serveurs VMS utilisent un stockage interne ou un système de stockage externe, ils utilisent le contrôleur RAID pour protéger les données contre la perte.  Si un lecteur de disque tombe en panne, le contrôleur de réseau de disques mettra beaucoup de temps à reconstruire les fichiers sur le lecteur de secours. Le temps de reconstruction et la possibilité d'échec de la reconstruction du lecteur sont proportionnels à la taille du disque. Aujourd'hui, le plus grand disque dur fait 16 To et plus tôt un disque de 20 To sera disponible. L'utilisation de disques de petite taille augmente le coût total des serveurs de stockage.
  2. Le débit de stockage subit un impact important pendant le mode de reconstruction dégradé.
  3. Le serveur traditionnel a un grand domaine de défaillance. Si un serveur tombe en panne, toutes les vidéos à l'intérieur du serveur deviennent inaccessibles ou même perdues. Plus de disques sont installés sur un serveur, plus de fichiers vidéo sont perdus en même temps lorsque le serveur tombe en panne.
  4. Le VMS manque d'une architecture matérielle élastique.

 

Utilisez le stockage défini par logiciel et Arm MicroServer avec le système de gestion vidéo Network Optics Nx Witness

Dans cet article, nous présenterons comment Ambeddedle dispositif de stockage défini par logiciel de Arm-basé microserver intégrer le logiciel VMS de Network Optics pour résoudre certains des problèmes qui existent dans la solution actuelle.

Appliance de stockage définie par logiciel

Ambeddedle stockage défini par logiciel de Mars 400 Ceph Storage Applianceest une solution clé en main de stockage défini par logiciel pour les entreprises. L'appareil intègreARM-Basé microserver avec logiciel de stockage Ceph et interface utilisateur Web. Mars 400 fournit un cluster de stockage unifié qui prend en charge l'objet, block, et file system. Il est conçu pour offrir d'excellentes performances, fiabilité et évolutivité sans point de défaillance unique et domaine de défaillance minimal.

Système de gestion vidéo Nx Witness et serveur Nx

Nx Witness VMS est un système de gestion vidéo IP (IPVMS) ouvert conçu pour rechercher, visualiser, enregistrer et gérer des caméras vidéo IP et s'intégrer rapidement aux systèmes et appareils tiers. L'application Nx Server est un serveur multimédia léger et puissant chargé de découvrir et de gérer les périphériques et les données du système Nx Witness. Nx Server enregistre la vidéo des caméras IP vers un stockage interne ou externe. Il possède une architecture de ruche de serveur garantissant aucun point de défaillance unique.

Arm Microserver Architecture

le microserver les plates-formes acceptent 8x Quad-Core ARMModules de serveurs 64 bits dans un châssis à une unité de rack (1RU). Deux commutateurs redondants intégrés au châssis fournissent une liaison montante 4x10 Gbit / s pour une mise à l'échelle horizontale et un accès client. ChaqueARM microserver module est un serveur Linux indépendant qui possède des ressources de processeur, de mémoire, de stockage et d'interface réseau dédiées pour les logiciels d'application.

le microserverl'architecture offre une plus grande accessibilité en raison de l'absence d'un point de défaillance unique. Chaquemicroserver Le nœud peut être configuré en tant que nœud de stockage d'un cluster de stockage ou nœud de serveur VMS du cluster VMS.


Quand le microserver est configuré comme nœud de stockage, il rejoint le Ceph storagecluster pour fonctionner avec d'autres nœuds de stockage. Si nous configurons lemicroserveren tant que serveur Nx, il fait son travail en tant que serveur VMS et monte un disque virtuel à partir du cluster de stockage pour stocker les fichiers vidéo enregistrés. Cela signifie que vous pouvez déployer de manière flexible le nombre nécessaire de serveurs Nx etCeph storage serveurs tous sur Mars 400microserveurs. En raison des avantages demicroserver, vous avez la flexibilité de faire évoluer le système de surveillance avec un petit incrément.


Le système de gestion vidéo utilise le stockage défini par logiciel à haute disponibilité comme stockage principal.

Comment le stockage défini par logiciel protège et régénère les données contre les pannes matérielles

Ceph storage utilise la réplication ou erasure codealgorithme pour protéger les données contre la perte au lieu du contrôleur RAID. Le codage d'effacement est analogue au RAID 5 ou RAID 6 dans la matrice de disques, mais avec une grande flexibilité pour permettre à plus de disques de tomber en panne actuellement. Il peut protéger les données non seulement contre les pannes d'unité de disque, mais également contre les pannes de serveur, les pannes de rack et toute échelle de domaine de panne. Les fichiers de données ou vidéo sont d'abord réduits en objets et chaque objet est divisé en un certain nombre de blocs de données et de blocs redondants calculés. Le serveur de stockage stocke de manière distribuée les données et les blocs redondants sur les différents serveurs de stockage du cluster de stockage. Si un serveur de stockage tombe en panne, toutes les données stockées à l'intérieur de ce serveur doivent être réparées. La guérison des données est effectuée par tous les serveurs et disques sains. Et, seuls les morceaux perdus doivent être réparés au lieu de reconstruire tous les disques entiers.

Le stockage défini par logiciel distribué présente trois avantages majeurs par rapport au système de stockage RAID.

  1. Les données peuvent survivre à une ou plusieurs ruptures de nœud de serveur.
  2. La régénération des données est beaucoup plus rapide que RAID car tous les disques sains du cluster aident à la guérison des données en parallèle et seules les données perdues doivent être réparées. S'il y a plus de disques dans le cluster, la vitesse de guérison est plus rapide. Une expérience de perte d'un lecteur de 10 To à 60% d'utilisation dans un cluster de 36 lecteurs a pris 2,5 jours pour être réparé. La vitesse de régénération est de 28,5 Mo / s pour cette échelle d'expérience. (ArgileErasure code Profil 4 + 2)
  3. Pendant la guérison, la guérison n'interrompt pas l'enregistrement vidéo
  4. Vous pouvez utiliser des disques durs de grande capacité tels qu'un disque dur de 16 To dans le Ceph storage cluster pour obtenir la même capacité avec moins de serveurs.

Combien d'enregistrements de caméra peut-on Microserver Soutien

Nous avons mis en place un environnement de test pour stresser le serveur Nx sur Ambedded Mars 400 microserver. L'expérience a d'abord utilisé un serveur pour simuler des caméras IP pour diffuser des vidéos sur unArm microserver. Le format du flux vidéo est H.264, haute qualité 1080p à 30 images par seconde. leArmLe serveur VMS monte un disque virtuel comme stockage. Le résultat du test conclut que l'onmicroserverpeut enregistrer un maximum de 30 caméras sans perdre l'image vidéo. Le test inclut également le scénario lorsque le disque virtuel est plein. Cela implique qu'un 1UMars 400qui accueille huit microserveurs peut prendre en charge 240 caméras vidéo haute définition. Cela implique qu'un 1UMars 400qui accueille huit microserveurs peut prendre en charge jusqu'à 240 flux vidéo haute définition de caméra. C'est une grande réussite en utilisant un serveur 1U et ne consomme que 100 Watts d'énergie.

Test avec des caméras IP réelles

Dans un autre test, nous utilisons cinquante caméras IP pour effectuer le test dans un environnement réel.

Liste d'équipement:

  • Caméras IP: 25x filaires et 25x sans fil
  • Mars 400Nxserveur: 8 nœuds en 1U. 4 noyauxArm A72, 4 Go de RAM et 2x LAN 2,5 Gbps
  • Serveur Nx: 3 Mars 400Nx Arm nœuds,

♦ 3 nœuds sont actifs pour l'enregistrement et la lecture. Il existe une ressource de réserve sur chaque nœud pour un basculement de nœud.

  • Espace de rangement:

♦ Protection des données: erasure code 4 + 2, autoriser jusqu'à 2 échecs de disque dur en même temps

♦ Ceph serveur: 21x microserver pour Ceph OSD + 3x microserver pour Ceph monitor

♦ Disques durs: 21 disques durs Seagate Exos Enterprise SATA de 16 To. 224 To est utilisable.

  • Réseau:

♦ 4x ports 10 Gb pour 4x Mars 400Nx

♦ 1x commutateur Gb pour caméras

♦ Point d'accès sans fil x 2

Lors de l'enregistrement et de la relecture, seulement 150% des ressources du processeur sont utilisées. La ressource CPU maximale utilisable est de 400%. Veuillez vous référer à la figure 1.

Figure 1: Utilisation du processeur du nœud Nx Server


Il y a un total de 4 Go de mémoire disponible dans chaque nœud. 1 Go de mémoire est réservé pour une utilisation en réserve. La quantité de mémoire utilisée pendant le test est d'environ 2,8 Go. Le nœud de serveur peut prendre en charge jusqu'à 30 caméras de manière stable.

Figure 2: Mémoire inutilisée du nœud Nx Server


Le trafic réseau pendant le test est d'environ 150 Mbps en téléchargement et 130 Mbps en téléchargement. La bande passante réseau 2x 2,5 Go est bien supérieure au trafic réel.

Figure 3: Trafic réseau des nœuds Nx Server


Échec du nœud du serveur VMS

Le serveur Network Optics VMS dispose de la fonction de basculement automatique du serveur, qui permet aux serveurs VMS sains de connecter des caméras à partir d'un serveur Nx VMS défaillant. Dans notre test, nous avons configuré trois microserveurs comme serveur Nx VMS. Ils peuvent gérer un total de 90 caméras. Dans des conditions normales, 50 caméras testées sont connectées uniformément aux trois caméras. Nous simulons un serveur hors ligne en le désactivant. Nous prouvons que 18 caméras connectées au serveur défaillant peuvent se reconnecter automatiquement aux deux autres serveurs en une minute environ. 

 

Cela implique que l'utilisation du microserversolution pour le serveur Nx VMS; vous n'avez besoin que de 1/8 d'un 1UMars 400Nxserveur épargné pour le basculement. Comparez à un gros serveur de nœuds;microserver L'architecture peut économiser un coût de serveur pour la configuration du basculement.

Exemple de conception

Exigences du projet

  1. Nombre de caméras: 200 caméras
  2. Débit binaire par caméra pour 1080p, haute qualité, 30 FPS: 4,87 Mbps
  3. Heures d'enregistrement par jour: 16 heures
  4. Jours d'enregistrement: 60 jours

 

Calcul des exigences du serveur

  1. Capacité totale de stockage utilisable requise: 411 To
  2. La capacité brute totale requise si nous utilisons erasure code 4 + 2: 678 To
  3. Capacité du disque dur: 16 To
  4. Nombre de disques durs requis: 43 disques durs
  5. Nombre de nœuds requis pour le stockage (Ceph OSD): 43
  6. Ceph Monitor nœud: 3
  7. Nx serveurs Nx pour 200 caméras: 200/30 = 7 nœuds.
  8. Nœud de rechange pour le basculement NxServer: 1 nœud
  9. Total microserver nœuds requis: 43 + 3 + 7 + 1 = 54 nœuds
  10. Total Mars 400Nx requis: 54/8 = 7x 1U Mars 40Nx
  11. Nœuds de rechange: (7 x 8) - 54 = 2 nœuds
  12. Consommation électrique totale du serveur hors disque dur: 7 x 100 watts = 700 watts

 

Conclusion

Ambedded Mars 400Nx combine le serveur Nx VMS et le stockage défini par logiciel présente les avantages suivants:

  1. Mars 400NxLe stockage défini par logiciel peut protéger les données non seulement contre les pannes de disque, mais également contre les pannes du serveur.
  2. En cas de défaillance du disque, Mars 400Nxdonnées réparées parallèlement par tous les lecteurs sains. Il est 4 à 5 fois plus rapide que le contrôleur RAID.
  3. Mars 400Nx peut conserver son enregistrement vidéo et la relecture pendant la récupération des données.
  4. Vous pouvez utiliser des disques durs de grande capacité tels que Mars 400Nx cluster de stockage pour réduire le coût total du système de stockage.
  5. Un 1U Mars 400NxLe serveur VMS peut prendre en charge jusqu'à 240 caméras 1080p. Vous pouvez concevoir le système VMS avec une combinaison flexible de serveurs de stockage et VMS.
  6. Mars 400Nx Arm Le serveur économise 70% de la consommation d'énergie par rapport aux serveurs x86.

À propos Ambedded

Ambedded est une société de stockage défini par logiciel avec une expertise sur le système d'exploitation Linux, le noyau, le stockage défini par logiciel, le système intégré et Arm serveur.

Ambeddedla vision est de faire usage de Ceph stockage défini par logiciel facile pour que les entreprises puissent bénéficier Ceph avec une courbe d'apprentissage plus courte.

Ambedded fait du Ceph simple en offrant une interface utilisateur facile à utiliser, une appliance de stockage prête à l'emploi, un réglage de la stabilité et des performances, un déploiement automatisé et une assistance professionnelle.

Avec le spécialement conçu Ceph appareil, le Ambedded l'équipe possède une vaste expérience pour aider les clients à adopter notre ceph solution dans les industries polyvalentes, telles que les télécommunications, le médical, l'armée, les centres de données périphériques et les entreprises qui ont besoin d'un stockage haute disponibilité.

Visiter le Ambedded site Web pour plus de détails.

À propos de l'optique réseau

Network Optix est une société de développement de logiciels axée sur la création de solutions de gestion vidéo de pointe. Notre produit principal - Nx VMS - est une plate-forme de gestion vidéo ouverte, légère et personnalisable, capable de gérer des médias hors ligne, des flux vidéo en direct et des systèmes et appareils tiers intégrés. Nx VMS est une plate-forme de diffusion en direct gratuite - compatible avec le cloud, accessible à distance, évolutive à toute taille et sous licence uniquement lorsque l'enregistrement et la recherche de caméras vidéo IP sont nécessaires. Nx VMS est également ouvert aux développeurs, avec une documentation API et SDK complète intégrée et gratuite, permettant aux organisations ou aux particuliers de créer leurs propres applications vidéo pour tout marché ou projet vertical.

Remerciements

Nous tenons à remercier Seagate et Network Optix pour avoir fourni les disques durs Exos X16 Enterprise et les caméras IP utilisés pour ce projet.

Référence:

  • Pourquoi RAID a cessé de fonctionner en 2019, par Robin Harris pour les bits de stockage
    https://www.zdnet.com/article/why-raid-6-stops-working-in-2019/
  • Pourquoi la meilleure configuration RAID est l'absence de configuration RAID par Guest Blogger  →  https://blog.shi.com/hardware/best-raid-configuration-no-raid-configuration/
Vidéo

Mars 400Nx offre une haute disponibilité ceph storage vers le logiciel Nx VMS



Combiner Ceph Storage et le système de gestion vidéo doit être un système de surveillance numérique convergé.



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Détails
Mars 400 Mars 400SES Fiche technique

Ceph appareil et SUSE Enterprise storage Fiche technique

Ceph Storage Conception et fabrication de solutions | Ambedded

Situé à Taiwan, Ambedded Technology Co., LTD. est un Ceph storage fournisseur de solutions qui offre ARM des appliances de stockage définies par logiciel avec 60% d'économie de CapEX, 70% de consommation d'énergie en moins et 100% d'avantages d'évolutivité.

Pour la conception et la fabrication de stockage défini par logiciel, Ambedded l'équipe a une vaste expérience pour aider les clients à adopter le ceph solution dans les industries polyvalentes, telles que les télécommunications, le médical, l'armée, les centres de données de périphérie et le stockage d'entreprise requis par HA.

Ambedded offre aux clients Ceph storage des solutions depuis 2013, à la fois une technologie de pointe et 20 ans d'expérience, Ambedded s'assure que les demandes de chaque client sont satisfaites.