一种视频监控系统的磁盘冗余阵列的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数据存储技术领域，尤其涉及一种视频监控系统的磁盘冗余阵列。
【背景技术】
[0002]近年来，随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控的普及化趋势越来越明显。在视频监控系统中，对视频媒体流的存储是关键技术之一。目前在一些关键场所，存储稳定性要求相对较高，都需要对存储介质有一定的冗余要求。
[0003]磁盘冗余阵列RAID (Redundant Array of Independant Disks)是常用的一种存储方案。其中RAIDl需要两组以上的磁盘相互做镜像，在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度，理论上读取速度等于磁盘数量的倍数，另外写入速度有微小的降低，RAIDl只要一个磁盘正常即可维持运作，可靠性最高。其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘(物理)损坏时，镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份，所以RAID I的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但无论用多少磁盘做RAID 1，仅只有一半磁盘的容量，是所有RAID中磁盘利用率最低的一个级别。而RAID5是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，可以利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID 5具有和RAID O相近似的数据读取速度，只是因为多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度相对单独写入一块硬盘的速度略慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID I高，存储成本相对较便宜。
[0004]在视频监控系统中，一般都会选择RAID5作为冗余存储设备，如图1所示，RAID5一般由N(N> = 3)块磁盘组成，并要求RAID5内的每块磁盘容量相等，RAID5阵列会对每块磁盘以固定大小的空间划分区间，每个磁盘的相同位置区间组成一个条带，每个条带有N-1个磁盘数据区间与一个校验区间组成，条带是RAID5的最小数据存储单元。整个RAID5阵列对外会虚拟成一个磁盘，对用户来说，相当于操作一个磁盘。视频监控系统会对每个RAID5阵列以固定大小方式划分出η个文件存储空间，文件存储空间由多个条带组成，每个文件存储空间大小固定，并以该文件为单位，分配给一个摄像头进行录像存储。当该录像文件由于老化等原因被回收，该文件空间又可以分配给任一一个摄像头进行录像存储。
[0005]但是RAID5为视频监控系统提供视频媒体流存储时，当每个视频媒体流顺序存储时，由于RAID5条带化原因，需要RAID5中的每个磁盘都需要提供存储服务，因此无法使RAID5阵列内的某些硬盘进入休眠状态。即根据视频监控系统视频媒体流存储特点，无法使某些硬盘进入休眠而节省硬盘消耗的电能及延长硬盘使用寿命。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种视频监控系统的磁盘冗余阵列，利用RAIDl与RAID5融合，使得RAID5中的磁盘有序进入休眠状态，从而节省电源并延长硬盘寿命，并在单块磁盘损坏情况下，保证整个录像数据完整的磁盘冗余特点。
[0007]为了实现上述目的，本发明技术方案如下:
[0008]一种视频监控系统的磁盘冗余阵列，用于存储所述视频监控系统的录像数据，所述磁盘冗余阵列包括至少三块磁盘，每块磁盘包括RAID5和RAIDl两种组盘空间，所有磁盘的RAID5组盘空间组成一组RAID5阵列，所有磁盘的RAIDl组盘空间组成至少两组RAIDl阵列。
[0009]本发明的一种实现方式，当组成磁盘冗余阵列的磁盘数量为偶数或为大于三的奇数时，所述RAIDl阵列由组成所述磁盘冗余阵列的磁盘的RAIDl组盘空间两两组合为一组RAIDl阵列。
[0010]本发明的另一种实现方式，当组成磁盘冗余阵列的磁盘数量为三时，所述每个磁盘的RAIDl组盘空间分为上半部分和下半部分，其中任意一个磁盘的上半部分与另一个磁盘的下半部分组合为一组RAIDl阵列。
[0011]进一步地，所述RAIDl阵列用于临时录像数据的存储，所述RAIDl阵列为存储的录像数据设置状态标识，所述状态标识包含有效或无效两种状态，当该录像数据未复制到所述RAID5阵列中时，其对应的状态标识为有效，当该录像数据已经复制到所述RAID5阵列中后，所述状态标识变为无效。
[0012]进一步地，所述磁盘冗余阵列还包括控制模块，所述控制模块用于在所述磁盘冗余阵列启动后，先扫描所有RAIDl阵列，检查RAIDl阵列中是否有有效录像数据，如果有RAIDl阵列中存在有效录像数据，则将该RAIDl阵列中存在的有效录像数据复制到所述RAID5阵列，同时从该RAIDl阵列的下一组RAIDl阵列开始存储新的录像数据；如果所有RAIDl阵列中都不存在有效录像数据，则从第一组RAIDl阵列开始存储新的录像数据。
[0013]进一步地，所述控制模块还用于检测任一组在存储录像数据的RAIDl阵列，如果存储满，则启动下一组RAIDl阵列来存储新的录像数据，同时将当前存储满的RAIDl阵列中的录像数据复制到所述RAID5阵列。
[0014]从而在当前RAIDl空间存储录像数据过程中，其余RAID5硬盘在设定时间内如果没有任何数据访问，则硬盘自身自动会进入休眠，从而节省电源并延长硬盘寿命。
[0015]进一步地，本发明中所述RAIDl阵列循环使用。
[0016]本发明所述RAID5组盘空间占磁盘空间的95%以上，所述RAIDl和RAID5阵列均划分为固定大小的存储空间单元，每个存储空间单元对应一个录像数据文件，并且RAIDl与RAID5阵列中的存储空间单元的大小相等。从而可以将录像数据文件直接从RAIDl中复制到RAID5中。
[0017]本发明提出了一种视频监控系统的磁盘冗余阵列，通过将磁盘分为RAIDl和RAID5组盘空间，由RAID5组盘空间组成RAID5阵列来保存录像数据，由RAIDl组盘空间组成RAIDl阵列来进行录像数据的临时存储，然后再复制到RAID5阵列。避免了 RAID5—直在进行数据的访问，可使RAID5中的硬盘有序进入休眠状态，从而节省电源并延长硬盘寿命，并保证单块磁盘损坏情况下，整个录像数据完整的磁盘冗余特点。
【附图说明】
[0018]图1为现有技术RAID5条带示意图；
[0019]图2为本发明一种实施例的RAID示意图；
[0020]图3为本发明另一种实施例的RAID示意图；
[0021]图4为本发明RAIDl阵列与RAID5阵列录像数据复制替换示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本发明的限定。
[0023]本发明总体思路为:采用至少三块磁盘组成磁盘冗余阵列，将组成磁盘冗余阵列的每一个磁盘分为两部分空间，一部分为RAID5组盘空间，另一部分为RAIDl组盘空间，将各个磁盘中RAID5组盘空间组成为一个RAID5阵列，将各个磁盘中RAIDl组盘空间组成多个RAIDl阵列。分配给RAID5组盘空间的容量较大，占磁盘95%空间以上，用于录像数据的存储；而分配给RAIDl的组盘空间容量较小，用于临时录像数据的存储。在视频监控系统开始录像时，录像数据临时存入当前RAIDl阵列中，当当前RAIDl阵列的空间使用完之后，开启下一组RAIDl阵列进行存储，而将存满的RAIDl阵列中的录像数据复制到RAID5阵列中。由于复制录像数据需要时间，一组RAIDl阵列在复制录像数据时，另一组RAIDl来负责进行录像数据的存储，因此本实施例至少需要两组RAIDl阵列。
[0024]本实施例将各个磁盘中RAID5组盘空间组成为一个RAID5阵列，而对于RAIDl的组成，由于RAIDl每次组盘需要2块硬盘，因此需要根据磁盘的数量及奇/偶属性来进行配置。如图2和图3所示，以下通过两种实施例对本发明一种视频监控系统的磁盘冗余阵列进行详细的阐述。
[0025]实施例一、直接模式，对应于组成磁盘冗余阵列RAID的磁盘数量为偶数，或超过3块的奇数。
[0026]具体RAIDl的配置如下:
[0027]在磁盘的数量为偶数时，将相邻2个磁盘中用于RAIDl的空间部分组成RAIDl阵列。例如当磁盘的数量为4时，磁盘I与2中RAIDl组盘空间，组成一组RAIDl阵列，磁盘3与4中RAIDl组盘空间，组成一组RAIDl阵列。
[0028]在磁盘的数量为超过3的奇数时，将最后一块磁盘不进行配置，