Серверы камер и массивы дисков

Выявлено, что для обслуживания 20--25 2-мегапикселных камер нужен сервер с двумя четырехядерными процессорами, то есть на одну 2-мегапиксельную камеру должен приходиться приблизительно 1 ГГц вычислительной мощности. Это соответствует рекомендациям производителей камер. Линейная зависимость производительности сервера от сумм частот всех ядер процессоров проверена экспериментальным способом, тестами на обратное преобразование Фурье и распаковку Хафмана. Производительность прочих компонентов сервера (в том числе оперативной памяти) в сумме влияет не более чем на 10% от общей производительности всего сервера.

Забегая чуточку вперед, следует заметить, что настольные компьютеры высокой мощностью не обладают, поэтому на сервер должна быть возложена задача перепаковки кадров до размера, выводимого на экран монитора пользователя.

Серверы с двумя четырехядерными процессорами сегодня присутствуют в линейке каждого производителя, при этом являются наиболее распространенными и доступными по цене. Более производительные серверы стоят значительно дороже, поэтому устанавливаются редко. Серверы, собранные из бытовых комплектующих, – "грабли".
Снижение производительности сервера, в случае подключения излишне большого числа камер, может не произойти, если мегапиксельные камеры "разбавить" камерами стандартного разрешения и если к одному серверу подключить несколько рабочих мест, а на экран каждого вывести небольшое количество камер, допуская, что часть картинок на сервере перепаковываться не успевает. В последнем случае нагрузка распределяется между сервером и рабочими местами.

Попытка убедить себя в том, что для организации архива достаточно жестких дисков, устанавливаемых непосредственно в сервер, – это "железные грабли"! Шишка от них будет серьезной. Необходимо честно рассчитать нужный объем архива в терабайтах, добавить 20-25% на избыточность в RAID и разделить полученное сначала на размер одного диска, а затем на количество дисков в одной полке (обычно их 16 штук в 3U-полке или 12 штук в 2U-полке). В результате станет ясно, сколько реально нужно дисковых полок.

Для примера рассмотрим случай, когда изображение с 24 двухмегапиксельных камер необходимо хранить две недели. По опыту, размер кадра в среднем будет составлять 150 Кбайт (если у кого-то картинка с такой камеры имеет размер в 90 Кбайт, то ему нужно настроить или заменить объектив). Записывать разумно не более 6 кадр/с, несмотря на то что заказчик обычно просит 25. Итак, 24 (к-во камер) x 150 (размер кадра) x 6 (кадр/с) x 60 (секунд) х 60 (минут) x 24 (часа) x 14 (дней) = 26 Тбайт (округленно) плюс 20% (избыточность) = 31.2 Тбайта. Делим 31,2 на 16 (если в одной полке размещается 16 терабайтных дисков) и получаем 1,95, т.е. две полностью заполненные полки на 16 дисков каждый емкостью по 1 Тбайт.

Рассчитывать на увеличение времени хранения архива за счет детекции движения в IP-системах видеонаблюдения необходимо достаточно осторожно. Во-первых, с ростом размера картинки пропорционально растет вероятность ложных тревог; во-вторых, мегапиксельные камеры обеспечивают такую глубину сцены, что каждая мелкая деталь является существенной (ухо собаки на переднем плане будет больше грузовика на заднем плане); в-третьих, отдельная группа пикселей IP-камеры "шумнее", чем такая же группа пикселей аналоговой камеры (в том числе за счет компрессии); в-четвeртых, мегапиксельные камеры в первую очередь устанавливаются на улицу, а там картинка "живет" постоянно.

В зависимости от применяемого интерфейсного модуля (экспандера) дисковые полки становятся SAS - или iSCSI -дисковыми массивами (сами диски могут быть как SAS, так и SATA). SAS -интерфейс позволяет подключить к серверу несколько массивов, соединив их последовательно с помощью специальных кабелей (сразу стоит отметить, что кабели бывают разного типа). iSCSI -интерфейс позволяет с помощью коммутаторов создать отдельную сеть дисковых массивов.

Для поддержки дисковых массивов в сервер должен быть установлен специальный контроллер, совместимый как с массивами, так и с сервером.

Если на совместимость с массивом как-то можно рассчитывать, покупая изделия одной торговой марки, то возможность работы с сервером требует отдельной проверки. Во-первых, сервер может запретить вход контроллера в BIOS (настройка контроллера осуществляется при загрузке сервера, однако режим доступа в BIOS "чужих" устройств поддерживается далеко не всеми серверами), во-вторых, они могут оказаться не совместимыми конструктивно, то есть могут не совпасть слоты (например, в паспорте на 1U-сервер указываются все поддерживаемые типы слотов, тогда как в комплекте с сервером идет переходник только одного типа), работа нужного слота может зависеть от конфигурации соседнего (это не шутка), может не совпасть высота слотов, помешать радиаторы и т.д. Одним словом, попытка выбрать массивы, контроллеры и серверы без тестов - "грабли".

Здесь следует упомянуть об особой разновидности "граблей". Не стоит сразу радоваться, обнаружив, что дисковые массивы от именитых производителей стоят не дороже решений от специализированных фирм. Покупая первые, вы гарантированно встаете на "фирменные грабли". Невысокую цену на массивы с лихвой покрывает стоимость фирменных жестких дисков. Чужие диски в таком массиве не работают и даже не размещаются (требуют специальных салазок, отдельно не продающихся). Это только наживка. К массиву потребуется фирменный (понятно, что дорогой) контроллер, который (какая неожиданность!) работает только с фирменными серверами.

Однако у полностью фирменных массивов есть свой покупатель. В основном это предприятия, управляемые иностранными инвесторами, в которых выбор оборудования заранее оговорен корпоративным стандартом.

Для любителей крайней экономии, планирующих изготовление массивов в домашних условиях, также выпускаются отдельные "грабельки", поставляемые в комплекте с недорогими RAID-контроллерами. Логика работы этих контроллеров предполагает, что ими пользуются сисадмины или программисты. Поэтому даже простая замена сбойного диска потребует отправки к клиенту квалифицированного специалиста. За такую экономию придется платить своим временем.