Sistem Pengawasan Berbasis Microserver Menggabungkan Penyimpanan Ceph yang Dapat Diskalakan dan sistem VMS Server Nx / Alat penyimpanan Ceph mengintegrasikan tumpukan perangkat lunak yang disetel dan server Arm yang dirancang khusus menawarkan kinerja, keandalan, UI web, dan pengurangan TCO yang luar biasa.

Sistem Pengawasan Berbasis Server Pendahuluan Komponen sistem pengawasan digital termasuk kamera IP, sistem penyimpanan, dan perangkat lunak manajemen video untuk merekam dan mengelola video langsung dan rekaman. Secara umum ada dua jenis sistem surveilans; NVR berbasis sistem tertanam atau VMS berbasis server. Dibandingkan dengan NVR sistem tertanam, VMS berbasis server memberikan banyak fleksibilitas, skalabilitas, dan kecerdasan. Sistem pengawasan skala besar biasanya akan memilih solusi VMS berbasis server. Perangkat lunak perekaman VMS berbasis server dapat berjalan di server berbasis Linux atau Windows yang memiliki array disk internal untuk merekam video. Atau, server VMS hanya melakukan pekerjaan perekaman dan menyimpan video ke sistem penyimpanan eksternal.Solusi sekunder menawarkan fleksibilitas yang lebih baik karena skala server perekaman dan server penyimpanan independen. Jika Anda memiliki persyaratan baru untuk menambahkan lebih banyak kamera atau kapasitas penyimpanan, Anda dapat menambahkan server untuk persyaratan baru. Dengan lebih dari 20 tahun pengalaman Penyimpanan yang Ditentukan Perangkat Lunak, Dilengkapi dengan tim berbakat yang berpengalaman dalam desain dan pembuatan alat penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak berbasis ARM.

service@ambedded.com.tw

Jam buka: 9 pagi - 6 sore

Sistem Pengawasan Berbasis Microserver Menggabungkan Penyimpanan Ceph yang Dapat Diskalakan dan sistem VMS Server Nx

16 Jul, 2020 Tertanam

White Paper - Sistem Manajemen Video Terkonvergensi berbasis Arm Microserver yang dapat diskalakan & ketersediaan tinggi

Pengenalan Sistem Pengawasan Berbasis Server
Komponen sistem pengawasan digital termasuk kamera IP, sistem penyimpanan, dan perangkat lunak manajemen video untuk merekam dan mengelola video langsung dan rekaman. Secara umum ada dua jenis sistem surveilans; NVR berbasis sistem tertanam atau VMS berbasis server. Dibandingkan dengan NVR sistem tertanam, VMS berbasis server memberikan banyak fleksibilitas, skalabilitas, dan kecerdasan. Sistem pengawasan skala besar biasanya akan memilih solusi VMS berbasis server.
Perangkat lunak perekaman VMS berbasis server dapat berjalan di server berbasis Linux atau Windows yang memiliki array disk internal untuk merekam video. Atau, server VMS hanya melakukan pekerjaan perekaman dan menyimpan video ke sistem penyimpanan eksternal. Solusi sekunder menawarkan fleksibilitas yang lebih baik karena skala server perekaman dan server penyimpanan independen.
Jika Anda memiliki persyaratan baru untuk menambahkan lebih banyak kamera atau kapasitas penyimpanan, Anda dapat menambahkan server untuk persyaratan baru.

Poin Sakit Membutuhkan Perbaikan

Namun, masih ada beberapa titik nyeri yang ada di VMS berbasis server yang perlu ditangani.

  1. Membangun kembali disk yang gagal dalam array disk membutuhkan terlalu banyak waktu. Risiko kehilangan data meningkat dengan ukuran disk. Tidak peduli server VMS menggunakan penyimpanan internal atau sistem penyimpanan eksternal, mereka menggunakan pengontrol RAID untuk melindungi data dari kehilangan.  Jika drive disk gagal, pengontrol array disk akan membutuhkan waktu yang sangat lama untuk membangun kembali file ke drive cadangan. Waktu pembuatan ulang dan kemungkinan kegagalan untuk membangun kembali drive sebanding dengan ukuran disk. Hari ini, hard drive terbesar adalah 16TB dan lebih cepat drive 20TB akan tersedia. Menggunakan disk ukuran kecil meningkatkan total biaya server penyimpanan.
  2. Throughput penyimpanan mengalami dampak besar selama mode pembangunan kembali penurunan.
  3. Server tradisional memiliki domain kegagalan yang besar. Jika server gagal, semua video di dalam server menjadi tidak dapat diakses atau bahkan hilang. Lebih banyak disk dipasang di server, lebih banyak file video hilang pada saat yang sama ketika server gagal.
  4. VMS tidak memiliki arsitektur perangkat keras yang elastis.

 

Gunakan Penyimpanan yang Ditentukan Perangkat Lunak dan Arm MicroServer dengan Network Optics Nx Witness Video Management System

Dalam artikel ini, kami akan menyajikan bagaimana perangkat penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak Ambedded dan server mikro berbasis Arm mengintegrasikan perangkat lunak VMS Jaringan Optik untuk memecahkan beberapa masalah yang ada dalam solusi saat ini.

Perangkat Penyimpanan yang Ditentukan Perangkat Lunak

Penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak Ambedded Mars 400 Ceph Storage Appliance adalah solusi penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak turn-key untuk perusahaan. Alat ini mengintegrasikan microserver Berbasis ARM dengan perangkat lunak penyimpanan Ceph dan antarmuka pengguna web. Mars 400 menyediakan cluster penyimpanan terpadu yang mendukung objek, blok, dan sistem file. Ini dirancang untuk memberikan kinerja, keandalan, dan skalabilitas yang sangat baik tanpa satu titik kegagalan dan domain kegagalan minimum.

Sistem Manajemen Video Nx Witness & Server Nx

Nx Witness VMS adalah sistem manajemen video IP terbuka (IPVMS) yang dirancang untuk menemukan, melihat, merekam, dan mengelola kamera video IP serta berintegrasi dengan cepat dengan sistem dan perangkat pihak ketiga. Aplikasi Nx Server adalah server media yang ringan dan kuat yang bertanggung jawab untuk menemukan, dan mengelola perangkat dan data sistem Nx Witness. Nx Server merekam video dari kamera IP ke penyimpanan internal atau eksternal. Ini memiliki arsitektur sarang server yang memastikan tidak ada titik kegagalan tunggal.

Arsitektur Arm Microserver

Platform microserver mengakomodasi 8x modul server Quad-Core ARM 64-bit dalam sasis satu unit rak (1RU). Dua sakelar redundan dalam sasis menyediakan uplink 4x10 Gbps untuk skala keluar horizontal dan akses klien. Setiap modul microserver ARM adalah server Linux independen yang memiliki CPU, memori, penyimpanan, dan sumber daya antarmuka jaringan khusus untuk perangkat lunak aplikasi.

Arsitektur microserver menyediakan aksesibilitas yang lebih besar karena kurangnya satu titik kegagalan. Setiap node microserver dapat dikonfigurasi sebagai node penyimpanan cluster penyimpanan atau node server VMS dari cluster VMS.


Ketika microserver dikonfigurasi sebagai node penyimpanan, ia bergabung dengan cluster Ceph storage untuk bekerja dengan node penyimpanan lainnya. Jika kita mengonfigurasi server mikro sebagai Server Nx, ia melakukan tugasnya sebagai server VMS dan memasang disk virtual dari kluster Penyimpanan untuk menyimpan file video yang direkam. Ini berarti Anda dapat secara fleksibel menerapkan jumlah server Nx dan server penyimpanan Ceph yang diperlukan semuanya di server mikro Mars 400. Karena keunggulan microserver, Anda memiliki fleksibilitas untuk menskalakan sistem pengawasan dengan sedikit peningkatan.


Sistem Manajemen Video menggunakan penyimpanan yang ditentukan Perangkat Lunak yang tersedia tinggi sebagai penyimpanan back-end.

Bagaimana Penyimpanan yang Ditentukan Perangkat Lunak Melindungi dan Memulihkan Data Terhadap Kegagalan Perangkat Keras

Penyimpanan Ceph menggunakan algoritma kode replikasi atau penghapusan untuk melindungi data dari kehilangan, bukan pengontrol RAID. Pengodean penghapusan adalah analog dengan RAID 5 atau RAID 6 dalam susunan disk tetapi dengan banyak fleksibilitas yang memungkinkan lebih banyak disk yang gagal saat ini. Itu dapat melindungi data tidak hanya dari kegagalan disk drive tetapi juga melindungi data dari kegagalan server, kegagalan rak, dan skala domain kegagalan apa pun. File data atau video pertama-tama dilucuti ke objek dan setiap objek dibagi menjadi sejumlah potongan data dan potongan redundan yang dihitung. Server penyimpanan secara terdistribusi menyimpan data dan potongan yang berlebihan ke server penyimpanan yang berbeda di cluster penyimpanan. Jika server penyimpanan rusak, semua data yang disimpan di dalam server itu harus dipulihkan. Penyembuhan data dilakukan oleh semua server dan disk yang sehat. Dan,hanya potongan yang hilang yang harus dipulihkan alih-alih membangun kembali semua disk secara keseluruhan.

Ada tiga keuntungan utama penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak terdistribusi dibandingkan dengan sistem penyimpanan RAID.

  1. Data dapat bertahan dari satu atau lebih istirahat node server.
  2. Pemulihan data jauh lebih cepat daripada RAID karena semua disk yang sehat dalam klaster membantu pemulihan data secara paralel dan hanya data yang hilang yang memerlukan pemulihan. Jika ada lebih banyak disk di cluster, kecepatan penyembuhan lebih cepat. Eksperimen kehilangan satu drive 10TB penggunaan 60% dalam kluster drive 36 membutuhkan waktu 2,5 hari untuk pemulihan. Kecepatan reheal adalah 28.5MB/s untuk skala eksperimen ini. (Kode Penghapusan Tanah Liat 4+2)
  3. Selama pemulihan, penyembuhan tidak mengganggu perekaman video
  4. Anda dapat menggunakan disk drive berkapasitas besar seperti HDD 16TB di cluster penyimpanan Ceph untuk mendapatkan kapasitas yang sama dengan server yang lebih sedikit.

Berapa Banyak Perekaman Kamera yang Dapat Didukung oleh Satu Microserver

Kami menyiapkan lingkungan pengujian untuk menekankan Server Nx pada server mikro Ambedded Mars 400. Percobaan pertama menggunakan server untuk mensimulasikan kamera IP untuk streaming video ke microserver Arm. Format aliran video adalah H.264, kualitas tinggi 1080p pada 30 frame per detik. Server Arm VMS memasang disk virtual sebagai penyimpanannya. Hasil pengujian menyimpulkan bahwa satu microserver dapat merekam maksimal 30 kamera tanpa kehilangan frame video. Pengujian juga mencakup skenario saat disk virtual penuh. Ini menyiratkan bahwa 1U Mars 400 yang menampung delapan server mikro dapat mendukung 240 kamera video definisi tinggi. Ini menyiratkan bahwa 1U Mars 400 yang menampung delapan server mikro dapat mendukung hingga 240 aliran video definisi tinggi kamera. Ini adalah pencapaian yang luar biasa dengan menggunakan server 1U dan hanya mengkonsumsi daya 100 Watt.

Uji dengan Kamera IP Asli

Dalam pengujian lain, kami menggunakan lima puluh kamera IP untuk melakukan pengujian di lingkungan nyata.

Daftar perlengkapan:

  • Kamera IP: 25x Kabel dan 25x Nirkabel
  • Server Mars 400Nx: 8 node dalam 1U. 4 core Arm A72, RAM 4GB & LAN 2x 2.5Gbps
  • Nx Server: 3 node Mars 400Nx Arm,

3 node aktif untuk perekaman dan pemutaran. Ada sumber daya cadangan pada setiap node untuk satu node failover.

  • Penyimpanan:

Perlindungan data: kode penghapusan 4+2, biarkan hingga 2 hard drive gagal secara bersamaan

Server Ceph: 21x microserver untuk Ceph OSD + 3x microserver untuk monitor Ceph

Hard drive: HDD SATA Seagate Exos Enterprise 21x 16TB. 224TB dapat digunakan.

  • Jaringan:

Port 4x 10Gb untuk 4x Mars 400Nx

Saklar 1x Gb untuk kamera

Titik akses nirkabel x 2

Selama perekaman dan pemutaran ulang, hanya 150% sumber daya CPU yang digunakan. Sumber daya CPU maksimum yang dapat digunakan adalah 400%. Silakan lihat gambar 1.

Gambar 1: Penggunaan CPU node Nx Server


Ada total memori 4GB yang tersedia di setiap node. Memori 1GB dicadangkan untuk penggunaan cadangan. Jumlah memori yang digunakan selama pengujian adalah sekitar 2,8 GB. Node server dapat secara stabil mendukung hingga 30 kamera.

Gambar 2: Node Nx Server memori yang tidak digunakan


Lalu lintas jaringan selama pengujian adalah sekitar 150Mbps unduhan dan 130Mbps untuk mengunggah. Bandwidth jaringan 2x 2.5Gb jauh lebih tinggi daripada lalu lintas sebenarnya.

Gambar 3: Nx Server node lalu lintas jaringan


Node Server VMS FailOver

Server VMS Optik Jaringan memiliki fitur failover server otomatis, yang memungkinkan server VMS yang sehat untuk menghubungkan kamera dari server Nx VMS yang gagal. Dalam pengujian kami, kami menyiapkan tiga server mikro sebagai server Nx VMS. Mereka dapat menangani total 90 kamera. Dalam kondisi normal, 50 kamera yang diuji terhubung secara merata ke tiga kamera. Kami mensimulasikan server offline dengan mematikannya. Kami membuktikan 18 kamera yang terhubung ke server yang gagal dapat terhubung kembali secara otomatis ke dua server lainnya dalam waktu sekitar satu menit. 

 

Ini menyiratkan bahwa menggunakan solusi microserver untuk server Nx VMS; Anda hanya membutuhkan 1/8 dari server 1U Mars 400Nx yang tersisa untuk failover. Bandingkan dengan server node besar; arsitektur microserver dapat menghemat satu biaya server untuk setup failover.

Contoh desain

Persyaratan proyek

  1. Jumlah kamera: 200 kamera
  2. Bit Rate per kamera untuk 1080p, kualitas tinggi, 30 FPS: 4.87Mbps
  3. Jam perekaman per hari: 16 jam
  4. Hari untuk merekam: 60 hari

 

Perhitungan kebutuhan server

  1. Total kapasitas penyimpanan yang dapat digunakan yang diperlukan: 411 TB
  2. Total kapasitas mentah yang dibutuhkan jika kita menggunakan kode penghapusan 4+2: 678 TB
  3. Kapasitas hard drive: 16 TB
  4. Jumlah hard disk yang dibutuhkan: 43 HDD
  5. Jumlah node yang diperlukan untuk penyimpanan (Ceph OSD): 43
  6. Ceph Monitor node: 3
  7. Node server Nx untuk 200 kamera: 200/30 = 7 node.
  8. Node cadangan untuk failover NxServer: 1 node
  9. Total node microserver yang dibutuhkan: 43 + 3 + 7 + 1 = 54 node
  10. Total Mars 400Nx yang dibutuhkan: 54/8 = 7x 1U Mars 40Nx
  11. Node cadangan: (7 x 8) - 54 = 2 node
  12. Total konsumsi daya server tidak termasuk HDD: 7 x 100 Watt = 700 Watt

 

Kesimpulan

Ambedded Mars 400Nx menggabungkan server Nx VMS, dan penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak memiliki keuntungan sebagai berikut:

  1. Penyimpanan yang ditentukan Perangkat Lunak Mars 400Nx dapat melindungi data tidak hanya dari kegagalan disk, tetapi juga kegagalan server.
  2. Ketika ada disk yang gagal, Mars 400Nx memulihkan data secara paralel oleh semua drive yang sehat. Ini adalah 4 hingga 5 kali lebih cepat dibandingkan dengan pengontrol RAID.
  3. Mars 400Nx dapat mempertahankan perekaman dan pemutaran ulang video selama pemulihan data.
  4. Anda dapat menggunakan disk drive berkapasitas besar seperti di cluster penyimpanan Mars 400Nx untuk mengurangi total biaya sistem penyimpanan.
  5. Server 1U Mars 400Nx VMS dapat mendukung hingga kamera 240x 1080p. Anda dapat merancang sistem VMS dengan kombinasi penyimpanan dan server VMS yang fleksibel.
  6. Server Mars 400Nx Arm menghemat 70 persen konsumsi daya dibandingkan dengan server x86.

Tentang Ambedded

Ambedded adalah perusahaan penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak dengan keahlian di OS Linux, kernel, penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak, sistem tertanam, dan server Arm.

Visi Ambedded adalah membuat penggunaan penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak Ceph menjadi mudah sehingga perusahaan dapat memperoleh manfaat dari Ceph dengan kurva pembelajaran yang lebih pendek.

Ambedded membuat Ceph sederhana dengan menawarkan antarmuka pengguna yang mudah digunakan, alat penyimpanan siap pakai, penyetelan stabilitas & kinerja, penerapan otomatis, dan dukungan Profesional.

Dengan alat Ceph yang dibuat khusus, tim Ambedded memiliki pengalaman luas untuk membantu pelanggan mengadopsi solusi ceph kami ke dalam industri serbaguna, seperti Telecom, medis, militer, pusat data edge, dan perusahaan yang membutuhkan penyimpanan dengan ketersediaan tinggi.

Kunjungi situs web Ambedded untuk detailnya.

Tentang Optik Jaringan

Network Optix adalah perusahaan pengembangan perangkat lunak yang berfokus pada pembuatan solusi manajemen video mutakhir. Produk inti kami - Nx VMS - adalah platform manajemen video terbuka, ringan, dan dapat disesuaikan yang mampu mengelola media offline, streaming video langsung, serta sistem dan perangkat pihak ketiga yang terintegrasi. Nx VMS adalah platform streaming langsung gratis - cloud diaktifkan, dapat diakses dari jarak jauh, dapat diskalakan untuk ukuran apa pun, dan dilisensikan hanya saat perekaman dan pencarian kamera IP Video diperlukan. Nx VMS juga terbuka untuk pengembang, dengan dokumentasi API dan SDK yang komprehensif dan gratis untuk digunakan, memungkinkan organisasi atau individu untuk membuat aplikasi berbasis video mereka sendiri untuk pasar atau proyek vertikal apa pun.

Ucapan Terima Kasih

Kami ingin berterima kasih kepada Seagate dan Network Optix karena telah menyediakan Hard Drive Exos X16 Enterprise dan kamera IP yang digunakan untuk proyek ini.

Referensi:

  • Mengapa RAID berhenti bekerja pada tahun 2019, Oleh Robin Harris untuk Storage Bits
    https://www.zdnet.com/article/why-raid-6-stops-working-in-2019/
  • Mengapa konfigurasi RAID terbaik tidak ada konfigurasi RAID oleh Blogger Tamu  →  https://blog.shi.com/hardware/best-raid-configuration-no-raid-configuration/
Video

Mars 400Nx menawarkan penyimpanan ceph ketersediaan tinggi untuk perangkat lunak Nx VMS



Menggabungkan Ceph Storage dan Video Management System menjadi sistem pengawasan digital yang terkonvergensi.



Teknologi Terkait
Mikroserver Berbasis ARM

Platform microserver ARM tertanam, berukuran 4,4 x 6,6 cm, ini adalah server jaringan terkecil, yang dilengkapi sepenuhnya untuk mengelola penyimpanan...

Read more
Produk-produk terkait
Sistem Manajemen Video Terkonvergensi
Mars 400Nx

Ambedded Mars400Nx adalah Sistem Manajemen Video yang dapat diskalakan yang menyediakan fungsionalitas terintegrasi antara server Network Optix VMS dan penyimpanan...

Detail

Lembar Data Mars 400 Mars 400SES

Alat Ceph & lembar data penyimpanan SUSE Enterprise

Ambedded - Solusi penyimpanan Ceph profesional untuk pasar.

Terletak di Taiwan sejak 2013, Ambedded Technology Co., LTD. adalah penyedia solusi penyimpanan Ceph yang menawarkan perangkat penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak berbasis ARM dengan penghematan CapEX 60%, konsumsi daya 70% lebih sedikit, dan keunggulan penskalaan 100%.

Untuk perancangan dan pembuatan penyimpanan yang ditentukan Perangkat Lunak, tim Ambedded memiliki pengalaman luas untuk membantu pelanggan mengadopsi solusi ceph ke dalam industri serbaguna, seperti Telecom, medis, militer, pusat data edge, dan penyimpanan perusahaan yang diperlukan HA.

Ambedded telah menawarkan solusi penyimpanan Ceph kepada pelanggan sejak 2013, baik teknologi canggih maupun pengalaman 20 tahun, Ambedded memastikan setiap permintaan pelanggan terpenuhi.