Smart Cache技术在校园视频监控系统中应用.doc

Smart Cache技术在校园视频监控系统中应用 　　摘 要：随着高校校园视频监控系统的不断发展，由于数据量的激增，动辄上TB的数据，甚至是几百TB的数据，导致无论是网络附加存储（NAS）方式还是存储区域网络（SAN）方式，都存在索引时往往需要花上几分钟甚至于几十分钟的时延问题。应用Smart Cache技术于校园视频监控系统可以极大的提高存储系统输出输入（I/O）性能，较好地解决无论是视频数据的存储还是视频图像的调阅都会出现延时等系统的“瓶颈”问题，使校园监控存储系统的应用效率得到显著的提升和优化。 关键词：视频监控系统；存储性能；Smart Cache技术 中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 18-0000-02 一、校园视频监控存储系统概述 随着高校校园监控范围的扩大、摄像头数量不断的增加、存储周期的增长都对视频监控存储系统的容量、性能、稳定性等方面提出了更高的要求。大规模监控系统采用集中存储模式，可以较好的解决存储系统的大容量和扩展问题。但是随着多核CPU技术的迅猛发展，其应用处理能力已经大大超过了硬盘的处理能力，前端应用系统与后端存储系统的性能差距越来越大，应用系统的整体性能仍然偏低。导致无论是NAS方式还是SAN方式，由于数据量的激增，动辄上TB的数据，甚至是几百TB的数据，在索引时往往需要花上几分钟甚至于几十分钟的时延问题。而固态硬盘的出现，不仅满足了存储系统对性能的需求，而且固态硬盘的容量远大于DRAM，因此存储系统或服务器支持SSD做Cache或分级存储已经成为趋势。 二、Smart Cache技术简介 （一）Smart Cache工作原理 Smart Cache存在资源池，叫做Smart Cache池；客户可以根据业务的需要，动态地向Smart Cache池中添加或移除SSD盘。值得注意的是，只有被添加到Smart Cache池的SSD盘，才能被用作热点数据的缓存。Smart Cache对热点数据性能的提升是以LUN为单位的。在建立Smart Cache池并对LUN开启Smart Cache功能后，系统将建立LUN与Smart Cache池之间的映射关系，在确认了热点数据后，系统开始进行后台拷贝，将访问频率高的数据块复制到Smart Cache池中（即SSD硬盘中），使得应用程序下一次访问这些数据块时，可以直接从SSD盘中读取。在下一个统计周期中，系统会再次对这些数据块的访问频率进行统计并排序，以更新排名表中的名次，这样始终保证Smart Cache池中存放的是最热点的数据，这便是Smart Cache提升读性能的基本原理，如图1所示。 图1 Smart Cache工作原理 （二）Smart Cache的配置 阵列产品每控制器可配置1个Smart Cache池，在Smart Cache池中添加或删除SSD盘片均可在线操作，不影响业务的正常运行。通常情况下，推荐配置4块SSD，每块SSD的容量为100GB，4块SSD共可缓存约400GB的业务热点数据，优化了存储系统的性能。 （三）Smart Cache应用测试实例 1.业务模型 该实例的上层应用为Oracle数据库查询系统，Oracle数据库属于典型的OLTP应用，其基本特征是客户的原始数据可以立即传送到计算机中心进行处理，并在短时间内输出处理结果，这类业务也称为实时系统（Real time System）。 评估OLTP系统性能时的几个重要性能指标是实时响应时间（Response Time）、每分钟事务处理数（TPM，Transaction Per Minute）和每秒I/O数（IOPS，I/O Per Second）。 2.测试环境 本次测试使用的工具为Swingbench，基于TPC-C（TPC：Transact I On Processing Council，事务处理委员会；TPC-C：TPC Benchmark C，TPCOLTP模型）标准对OTLP业务场景模式进行性能测试，能够方便的调整Swingbench配置文件中OLTP各项业务所在比例，使得模拟的业务场景中读写I/O比例大概维持在所需要的比例8：2，Swingbench的测试日志能以时间戳记录测试过程中的各项性能指标，如TPM，Response Time等数据到日志文件中。 3.测试结果 稳定运行14小时后，测试结果如下图2、图3、图4所示： 以图2的IOPS测试结果为例：图中的虚线为Smart Cache功能关闭与开启的分界线。在Smart Cache功能未开启时，IOPS值稳定在2000左右；在测试时间的第三个小时开启Sma