視頻監(jiān)控網(wǎng)絡化步伐已全面展開，大量的監(jiān)控數(shù)據(jù)被保存在安裝硬盤的NVR、IP-SAN中，眾所周知，目前大容量硬盤都屬于精密機械部件，本身故障多發(fā)，屬于易耗品。那么直接保存在硬盤中的數(shù)據(jù)必然面臨數(shù)據(jù)丟失的風險。

　　在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控應用中，比如：小區(qū)、樓宇、園區(qū)監(jiān)控等，對數(shù)據(jù)可靠性要求并不高，其監(jiān)控數(shù)據(jù)的有效利用率一直保持在很低的比例上，一旦不幸運遇到硬盤故障，損失一塊硬盤的數(shù)據(jù)對這些應用來講都是可以承受的，大量的嵌入式錄像設備廠商正是看重這一點，推出使用單盤模式的廉價NVR，免去支持硬盤數(shù)據(jù)冗余帶來的成本提升;由于不做RAID，可以配置同樣廉價的監(jiān)控級硬盤，大大降低錄像產(chǎn)品與方案的整體成本，低成本優(yōu)勢大大提升嵌入式NVR的出貨量。

　　眾所周知，RAID技術可以消除硬盤故障帶來的數(shù)據(jù)丟失和業(yè)務中斷，但是它也對硬盤本身提出要求，一般要求是企業(yè)級硬盤，這種硬盤的固件對處于RAID工作環(huán)境下的各種狀態(tài)進行調(diào)優(yōu)，例如：可以對RAID下多塊硬盤一起工作時產(chǎn)生的共振進行很好的磁頭偏移補償、可以固化一個硬盤錯誤處理的最大響應時間，以免錯誤修復時間過長，被RAID誤以為硬盤不響應而踢掉、支持較好的并發(fā)讀寫性能等;這些調(diào)優(yōu)都極大的增強了企業(yè)級硬盤在RAID環(huán)境的可用性。

　　如果是低成本的監(jiān)控級硬盤，由于硬盤固件本身的限制，不能很好的在RAID環(huán)境中工作;例如：沒有針對共振的磁盤校正，RAID環(huán)境下數(shù)據(jù)讀寫出錯機率大增，而監(jiān)控級硬盤并沒有固化錯誤處理的最大響應時間，硬盤忙時一個錯誤處理可長達2~5分鐘，而一般RAID允許的硬盤響應時間為30秒左右，造成RAID掉盤現(xiàn)象增加，甚至連RAID初始化都完成不了;在RAID5工作和重構過程中，在寫數(shù)據(jù)之前需要讀出大量數(shù)據(jù)進行校驗計算，但是監(jiān)控級硬盤的讀性能表現(xiàn)顯然沒有它的寫性能表現(xiàn)好，大量的讀IO隊列經(jīng)常堵塞，而造成多塊硬盤的響應時間嚴重增加，可能導致批量掉盤。

　　對于視頻監(jiān)控應用來說，只有付得起企業(yè)級硬盤高成本的高端用戶才可以享受得起傳統(tǒng)RAID技術帶來的數(shù)據(jù)可靠性好處，傳統(tǒng)RAID技術與監(jiān)控級硬盤的糟糕兼容表現(xiàn)已經(jīng)成為向大量視頻監(jiān)控中低端用戶普及的阻力。

　　因此，視頻監(jiān)控應用對傳統(tǒng)RAID技術提出以下挑戰(zhàn)：

　　1、要求可配置低成本的非企業(yè)級硬盤組建RAID組，降低硬盤成本;

　　2、要求降低大容量硬盤的重建時間，提升重構成功率;

　　3、要求提升非企業(yè)級硬盤RAID組的可用性;

　　看到以上需求，中科藍鯨公司對傳統(tǒng)RAID算法進行改造和更新，開發(fā)了新一代SmartRAID技術，該技術思路是縮小硬盤管理的最小單位，將故障范圍縮小在局部，從而提升硬盤RAID組的整體可用性;同時優(yōu)化了RAID對監(jiān)控級硬盤故障的響應時間容忍度，極大提升了非企業(yè)級硬盤(包括監(jiān)控級硬盤)的RAID可用性。

　　在SmartRAID組建過程中，首先對硬盤進行碎化處理，每塊物理硬盤會被碎化為64份，每塊物理盤相同位置的小數(shù)據(jù)塊會被組建為一個基本的SmartRAID管理單元，多個SmartRAID管理單元可組建為一個大的邏輯卷對外使用;SmartRAID管理單元具備RAID級別的所有屬性，如介質(zhì)檢測、故障踢盤、替換熱備、重構等;實際運行情況下，當物理硬盤發(fā)生磁道扇區(qū)故障，對故障數(shù)據(jù)塊的掉盤、替換熱備、重建操作都可以在一組SmartRAID內(nèi)完成，大大減少重構讀取與寫入的IO量，縮短重建完成的整體時間;每塊物理盤的最后4個數(shù)據(jù)塊是作為熱備使用的。如下圖所示：

　　使用SmartRAID技術后的好處顯而易見，由于對監(jiān)控級硬盤故障的響應時間容忍度提升，使用監(jiān)控級硬盤制作RAID5組的可用性明顯提升，頻繁掉盤現(xiàn)象得到有效解決。

　　在實際運行表現(xiàn)中，硬盤運行中出現(xiàn)的故障90%都集中在局部錯誤導致的讀寫異常，因電路或機械原因?qū)е碌恼P不工作的故障更是少見，因此，當發(fā)生硬盤錯誤，SmartRAID技術能夠很好的發(fā)揮局部重構優(yōu)勢，重構完成只需10來分鐘;即使發(fā)生整盤故障，SmartRAID也能夠和傳統(tǒng)RAID一樣對整塊物理盤進行踢盤、重構。

　　而且，如果同時發(fā)生兩塊物理硬盤的扇區(qū)錯誤，傳統(tǒng)RAID5組遇到這種情況會崩潰，全部數(shù)據(jù)不可用，但SmartRAID技術能夠很好的將這些故障獨立，分而治之，數(shù)據(jù)不受影響。

　　從上來看，SmartRAID技術確實能夠較好滿足視頻監(jiān)控應用對RAID數(shù)據(jù)冗余的需求，明顯提升大容量非企業(yè)級硬盤的RAID可用性。