传统大数据存储的架构有哪些?各有什么特点?

数据时代，移动互联、社交网络、数据分析、云服务等应用的迅速普及，对数据中心提出革命性的需求，存储基础架构已经成为IT核心之一。政府、军队军工、科研院所、航空航天、大型商业连锁、医疗、金融、新媒体、广电等各个领域新兴应用层出不穷。数据的价值日益凸显，数据已经成为不可或缺的资产。作为数据载体和驱动力量，存储系统成为大数据基础架构中最为关键的核心。

　传统的数据中心无论是在性能、效率，还是在投资收益、安全，已经远远不能满足新兴应用的需求，数据中心业务急需新型大数据处理中心来支撑。除了传统的高可靠、高冗余、绿色节能之外，新型的大数据中心还需具备虚拟化、模块化、弹性扩展、自动化等一系列特征，才能满足具备大数据特征的应用需求。这些史无前例的需求，让存储系统的架构和功能都发生了前所未有的变化。

基于大数据应用需求，“应用定义存储”概念被提出。存储系统作为数据中心最核心的数据基础，不再仅是传统分散的、单一的底层设备。除了要具备高性能、高安全、高可靠等特征之外，还要有虚拟化、并行分布、自动分层、弹性扩展、异构资源整合、全局缓存加速等多方面的特点，才能满足具备大数据特征的业务应用需求。

　尤其在云安防概念被热炒的时代，随着高清技术的普及，720P、1080P随处可见，智能和高清的双向需求、动辄500W、800W甚至上千万更高分辨率的摄像机面市，大数据对存储设备的容量、读写性能、可靠性、扩展性等都提出了更高的要求，需要充分考虑功能集成度、数据安全性、数据稳定性，系统可扩展性、性能及成本各方面因素。

　目前市场上的存储架构如下：

(1)基于嵌入式架构的存储系统

　节点NVR架构主要面向小型高清监控系统，高清前端数量一般在几十路以内。系统建设中没有大型的存储监控中心机房，存储容量相对较小，用户体验度、系统功能集成度要求较高。在市场应用层面，超市、店铺、小型企业、政法行业中基本管理单元等应用较为广泛。

(2)基于X86架构的存储系统

　平台SAN架构主要面向中大型高清监控系统，前端路数成百上千甚至上万。一般多采用IPSAN或FCSAN搭建高清视频存储系统。作为监控平台的重要组成部分，前端监控数据通过录像存储管理模块存储到SAN中。

　此种架构接入高清前端路数相对节点NVR有了较高提升，具备快捷便利的可扩展性，技术成熟。对于IPSAN而言，虽然在ISCSI环节数据并发读写传输速率有所消耗，但其凭借扩展性良好、硬件平台通用、海量数据可充分共享等优点，仍然得到很多客户的青睐。FCSAN在行业用户、封闭存储系统中应用较多，比如县级或地级市高清监控项目，大数据量的并发读写对千兆网络交换提出了较大的挑战，但应用FCSAN构建相对独立的存储子系统，可以有效解决上述问题。

　面对视频监控系统大文件、随机读写的特点，平台SAN架构系统不同存储单元之间的数据共享冗余方面还有待提高;从高性能服务器转发视频数据到存储空间的策略，从系统架构而言也增加了隐患故障点、ISCSI带宽瓶颈导致无法充分利用硬件数据并发性能、接入前端数据较少。上述问题催生了平台NVR架构解决方案。

　该方案在系统架构上省去了存储服务器，消除了上文提到的性能瓶颈和单点故障隐患。大幅度提高存储系统的写入和检索速度;同时也彻底消除了传统文件系统由于供电和网络的不稳定带来的文件系统损坏等问题。

　平台NVR中存储的数据可同时供多个客户端随时查询，点播，当用户需要查看多个已保存的视频监控数据时，可通过授权的视频监控客户端直接查询并点播相应位置的视频监控数据进行历史图像的查看。由于数据管理服务器具有监控系统所有监控点的录像文件的索引，因此通过平台CMS授权，视频监控客户端可以查询并点播整个监控系统上所有监控点的数据，这个过程对用户而言也是透明的。

(3)基于云技术的存储方案

　当前，安防行业可谓“云”山“物”罩。随着视频监控的高清化和网络化，存储和管理的视频数据量已有海量之势，云存储技术是突破IP高清监控存储瓶颈的重要手段。云存储作为一种服务，在未来安防监控行业有着可观的应用前景。

　与传统存储设备不同，云存储不仅是一个硬件，而是一个由网络设备、存储设备、服务器、软件、接入网络、用户访问接口以及客户端程序等多个部分构成的复杂系统。该系统以存储设备为核心，通过应用层软件对外提供数据存储和业务服务。

　一般分为存储层、基础管理层、应用接口层以及访问层。存储层是云存储系统的基础，由存储设备(满足FC协议、iSCSI协议、NAS协议等)构成。基础管理层是云存储系统的核心，其担负着存储设备间协同工作，数据加密，分发以及容灾备份等工作。应用接口层是系统中根据用户需求来开发的部分，根据不同的业务类型，可以开发出不同的应用服务接口。访问层指授权用户通过应用接口来登录、享受云服务。其主要优势在于：硬件冗余、节能环保、系统升级不会影响存储服务、海量并行扩容、强大的负载均衡功能、统一管理、统一向外提供服务，管理效率高，云存储系统从系统架构、文件结构、高速缓存等方面入手，针对监控应用进行了优化设计。数据传输可采用流方式，底层采用突破传统文件系统限制的流媒体数据结构，大幅提高了系统性能。

　高清监控存储是一种大码流多并发写为主的存储应用，对性能、并发性和稳定性等方面有很高的要求。该存储解决方案采用独特的大缓存顺序化算法，把多路随机并发访问变为顺序访问，解决了硬盘磁头因频繁寻道而导致的性能迅速下降和硬盘寿命缩短的问题。

针对系统中会产生PB级海量监控数据，存储设备的数量达数十台上百台，因此管理方式的科学高效显得十分重要。云存储可提供基于集群管理技术的多设备集中管理工具，具有设备集中监控、集群管理、系统软硬件运行状态的监控、主动报警，图像化系统检测等功能。在海量视频存储检索应用中，检索性能尤为重要。传统文件系统中，文件检索采用的是“目录-》子目录-》文件-》定位”的检索步骤，在海量数据的高清视频监控，目录和文件数量十分可观，这种检索模式的效率就会大打折扣。采用序号文件定位可以有效解决该问题。

　云存储可以提供非常高的的系统冗余和安全性。当在线存储系统出现故障后，热备机可以立即接替服务，当故障恢复时，服务和数据回迁;若故障机数据需要调用，可以将故障机的磁盘插入到冷备机中，实现所有数据的立即可用。

　对于高清监控系统，随着监控前端的增加和存储时间的延长，扩展能力十分重要。市场中已有友商可提供单纯针对容量的扩展柜扩展模式和性能容量同步线性扩展的堆叠扩展模式。

　云存储系统除上述优点之外，在平台对接整合、业务流程梳理、视频数据智能分析深度挖掘及成本方面都将面临挑战。承建大型系统、构建云存储的商业模式也亟待创新。受限于宽带网络、web20技术、应用存储技术、文件系统、P2P、数据压缩、CDN技术、虚拟化技术等的发展，未来云存储还有很长的路要走。

算力作为数字经济的核心生产力，是国民经济发展的重要基础设施。经开区企业思腾合力在“十四五”开局之年打造出集研发、生产、制造为一体的人工智能产业园，加快推动算力建设、激发数据要素创新活力、加速数字产业化和产业数字化进程，催生新技术、新产业、新业态、新模式，支撑经济高质量发展。

布局智能生产基地

超前助力"东数西算"

2021年，思腾合力为给客户提供更快的算力交付和应用体验，加速推进天津人工智能产业园的建设工作。据了解，思腾合力为扩大产能，将厂区原有的两个恒温老化房进行升级改造：通过网络一键部署思腾OS和思腾老化程序，根据不同客户需求和不同机型进行时间、温度设定，完成标准老化检测，使两条产线单日完成产能200台；人工智能自动化生产线安全环保，高效出货，货期稳定。厂区成功变身为6000多 的独立办公厂房，进一步扩大了产能，满足企业生产、研发及未来规划发展等需求。

2022年2月，国家发展改革委等部门联合印发文件，同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏启动建设国家算力枢纽节点，并规划了10个国家数据中心集群。至此，全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计，“东数西算”工程正式全面启动。据了解，在“东数西算”中，“数”指的是数据，“算”指的是算力，即对数据的处理能力。“东数西算”是通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系，将东部算力需求有序引导到西部。

为助力东北、华北、西北等多省份 科技 发展，提高当地算力水平和实现智慧化升级，思腾合力在夯实了天津人工智能产业园建设后，在内蒙古包头收购并建成思腾云计算数据中心，正式开启云计算业务。

据介绍，思腾云计算中心占地2400 ，经过内蒙古自治区工信部相关部门审批获准加入内蒙古电力多边交易市场，并申请并获得了由中华人民共和国工业和信息化部下发的“中华人民共和国增值电信业务经营许可证”，具有IDC/ISP服务经营资质。此外，云计算中心新增裸金属服务器租赁和公有云业务。裸金属服务在满足核心应用场景对高性能及稳定性需求的同时，还兼备云计算的弹性、灵活性和传统物理机安全物理隔离的特点。思腾云算力具备高性价比、高性能、可定制、弹性灵活等优势，适用于高安全和监管要求、高性能计算、核心数据库等场景。

思腾合力的智能生产基地布局与“东数西算”的多处国家算力枢纽不谋而合，并充分应用人工智能等新兴技术，形成融合基础设施，整合资源，服务政企用户，助力缩小中西部数字化发展进程差异，助推西部区域发展加速度。

手持"硬实力"

为"东数西算"夯实数据基座

“东数西算”的根本落脚点在“数据”和“算力”。要计算，首先得有计算机，而要处理庞大的数据，就需要负载更高、运行更快的计算机，也就是服务器。

思腾合力是AI与HPC基础架构解决方案商，拥有自主品牌GPU服务器及通用X86服务器，适用于深度学习训练及推理等场景，覆盖服务器、静音工作站等多种产品形态，能够满足客户全场景需求。强劲的计算性能和卓越的能源利用率，充分满足大数据中心绿色计算的需求，为新一代信息技术发展提供强有力的新型数据基础设施保障。

多年来，思腾合力深耕高性能计算领域，打造出一套完全自主的软硬件结合的产品生态，全面覆盖云、边、端各层级算力需求，激活数据活力，充分释放数字潜能，为“东数西算”工程夯实数据基座。

“东数西算”对中国数字经济的发展具有划时代的意义，如能按预期完成，不仅会为中国的数字经济带来蓬勃动力，还会对未来全球数字经济的发展产生重大而深刻的影响。届时，与之关联的产业链内的每一环、每一家企业都能各抒所长、大展拳脚。

思腾合力表示，历经十三年的稳健发展，企业已积累了深厚的研发实力、技术优势、实战经验，正保持着强劲的发展势头，与中国数字经济共成长。全力出征助力“东数西算”，思腾使命必达！

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低碳环保协会的组织结构如下：

1 协会主席：协会的最高决策者，负责制定协会的整体战略和目标，监督协会的日常运作，确保协会的可持续发展。

2 协会副主席：协助主席进行日常管理工作，负责协调各部门的工作，确保协会各项任务的顺利执行。

3 秘书处：负责协会的日常行政工作，包括文件管理、会议组织、财务管理等。秘书处由秘书长和若干秘书组成，负责处理协会内部的事务和对外联系。

4 项目组：负责低碳环保相关项目的规划和实施，包括绿色校园、绿色出行、节能减排等方面的项目。项目组由项目主管和若干项目成员组成，负责项目的调研、策划、执行和评估。

5 宣传推广组：负责低碳环保协会的宣传推广工作，包括组织讲座、研讨会、展览等活动，提高协会的知名度和影响力。宣传推广组由宣传主管和若干宣传人员组成。

6 环保志愿者团队：由志愿者组成，负责协助协会开展各种环保活动，如捡拾垃圾、植树造林、宣传环保知识等。志愿者团队由志愿者负责人和若干志愿者组成。

7 技术支持组：负责低碳环保相关技术的研发和应用，为协会的项目提供技术支持和指导。技术支持组由技术主管和若干技术人员组成。

8 财务部：负责协会的财务管理，包括预算编制、资金筹措、报销管理等。财务部由财务主管和财务人员组成。

以上是低碳环保协会的基本组织结构，各部门之间相互协作、相互支持，共同推动协会的发展和壮大。同时，协会还会根据实际情况进行调整和优化，以确保组织的灵活性和适应性。

计讯TS910环保数采仪是结合各地在线监控工作的需求，特地推出的一款遵循国家环保行业标准设计的专用数据采集网关。

集数据采集、处理传输于一体，广泛适用于污染源监测、地表水监测、空气质量监测、区域环境噪声监测、大气环境污染源、地表水体污染源、地下水体污染源、海洋环境污染源、土壤环境监测、放射性环境污染源等监测领域。

二、环保数采仪功能

1、多种通信方式，传输更便捷

集GPRS、4G网络、广域网、局域网、WIFI等多种通信方式，可选NB-IOT通方式，支持有线和无线互为备份，支持多中心通信，可同时与多个后台服务器进行通信。

2、采集端口丰富，可实现路由器功能

丰富的采集控制端口满足各种传感器的采集和控制，支持工业路由器功能，实现2路局域网接入和环保视频数据的采集和上传。

3、工业级元器件选型，选配高清触摸屏

采用高端处理器和工业级元器件选型，保障设备的稳定性和可靠性;选配7英寸高清触摸屏，实时了解数据，方便参数设置。

4、支持多种通信协议，应用高效便捷

支持（HJ/T212）通信协议，支持定制第三方的上位机通信协议;内置国内外主流仪器厂商通讯协议，方便用户快速调试使用，也可定制新增仪表协议。

5、采用Arm架构高端处理器

采用Arm架构高端处理器;标准Linux系统支持用户二次开发，使用更安全应用更灵活。

三、环保数采仪类型

1、工业级环保数采仪

TS910系列环保数采仪，采用高性能的工业级高端处理器，软件多级检测和硬件多重保护机制来提高设备稳定性，符合《HJ/T212-2005 污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》;符合《HJ 212-2017 污染物在线监控（监测）系统数据传输标准》。

2、环保微型数采仪

TS501系列采集终端是集数据采集与2G 3G 4G数据传输功能于一体的环保微型采集仪，采用集简设计方式，满足关键的环保数据采集需求，完全符合《污染物在线自动监控（监测）系统数据传输标准》。