Por Rafael Kechichian*
Gravar com o menor custo possível é provavelmente um dos objetivos mais importantes em um projeto de vídeo-monitoramento. Entretanto, a gravação e mais especificamente o armazenamento, são questões vitais que não podem ser analisadas sob um ponto de vista único. Obviamente, os custos e a capacidade dos equipamentos também são importantes, mas há muitos outros aspectos a considerar, para definir o sistema mais adequado.
O objetivo principal é garantir a qualidade e desempenho a médio e longo prazo e evitar custos adicionais. Para isso, é preciso avaliar outros parâmetros além do custo e da capacidade dos equipamentos.
O objetivo principal deveria ser sempre, garantir a qualidade e o desempenho a médio e longo prazo, e também evitar que as instalações, ou cálculos equivocados, gerem custos adicionais; por vezes mais altos do que o investimento inicial, ou pior ainda, causando danos irreparáveis.
IOPS
Em primeiro lugar, devemos avaliar o conceito de IOPS (operações de entrada/saída por segundo), que nos ajudarão a determinar o desempenho e a eficiência dos sistemas de armazenamento.
Existem vários componentes que influenciam a unidade de IOPS: as rotações por segundo, a interface, a velocidade de transmissão de informações e a capacidade do disco, de leitura e escritura simultaneamente.
A nível dos seus componentes, as IOPS se aplicam aos discos eletromecânicos de 15, 10 e 7,2 mil rotações, discos de estado sólido (SSD) e discos híbridos (sólidos-eletromecânicos).
A nível de sistemas, se aplicam aos NAS (Network Attached Storage), sistemas externos econômicos mas com desempenho mais lento, aos DAS (Direct Attached Storage), que são mais eficientes, e finalmente aos SAN (Storage Area Network) que também são eficientes e flexíveis, mas que são mais onerosos. Em todos os casos, as IOPS são o principal fator para denominar o desempenho.
O Media Overflow acontece quando as imagens capturadas entram no sistema muito mais rapidamente do que sua capacidade de gravação, ocasionando na perda de quadros
Media Overflow
Dito isso, vale ressaltar uma das anomalias mais comuns que afeta os sistemas: o chamado Media Overflow. Essa situação ocorre quando as imagens capturadas entram no sistema, muito mais rapidamente do que sua capacidade de gravação. Se o sistema não for capaz de lidar com esses fluxos de vídeo, ele começará a perder quadros – também chamados de frames – causando imagens deterioradas, degradação do vídeo ou perda direta de informações.
Neste aspecto a eficiência e o rendimento (IOPS) do sistema selecionado, são cruciais, para evitar esses tipos de problemas.
Com relação as rotações, por exemplo; quanto maior o número de rotações, mais rápido o disco efetua a leitura e, portanto, as informações podem ser localizadas mais rapidamente. Mas, essa é apenas uma das condições para se estimar a agilidade de um sistema; portanto, não vale a pena ter um disco operando a uma velocidade muito elevada (10 ou 15 mil giros), se o circuito da interface não tiver velocidade suficiente para gravação com essa taxa. É em função desse tipo de desequilíbrio que ocorre o Media Overflow.
O VMS também pode ajudar
Por outro lado, entre as funções que alguns VMS possuem, está a habilidade para informar ao usuário a ocorrência dos casos de Media Overflow. Existem componentes que permitem que o VMS faça isso; o XProtect® da Milestone Systems, por exemplo, tem esse recurso.
O XProtect utiliza o Live Storage que opera como um buffer extremamente eficiente para capturar todas as imagens em tempo real que, na sequência, as destina em um tempo predeterminado para o módulo Archive Storage, para armazenamento de longo prazo
Neste caso pontual, é importante esclarecer que existem formas de gravar: uma para capturar imagens em tempo real e visualizar, e outra para armazená-las.
O XProtect utiliza o Live Storage que, que embora se traduza como armazenamento ao vivo, em realidade opera como um buffer; uma área de retenção temporária extremamente eficiente, que tem a capacidade de capturar todas essas imagens em tempo real.
Na sequência, ele as destina em um tempo predeterminado para o módulo Archive Storage, que é o verdadeiro armazenamento de longo prazo. Este podendo ser um pouco mais lento do que o principal, mas decididamente ambos necessitam dispor de um nível de desempenho apropriado, com base no design requerido pelo cliente final, para evitar a perda de quadros (Media Overflow).
Conselhos para definir o melhor design
Para instalações de pequeno porte, que possuem servidores com poucas câmeras, recomendamos, para o primeiro nível de armazenamento (Live Storage), o uso de discos de menor desempenho para torná-lo mais econômico; como por exemplo os discos SATA de 7,2 K ou SAS de 10 K. O uso do RAID poderá ser determinado com base no tipo de redundância que o cliente final estiver disposto a obter, o que naturalmente trará um custo adicional.
Para o armazenamento no Archive Storage, os discos SATA de 7,2 K também podem ser utilizados, e nesse caso é recomendado um RAID 5 ou 6, com base igualmente nos requisitos do cliente e seu orçamento.
Sobre o RAID, vale ressaltar que o RAID 5 suporta que um disco falhe sem a perda de nenhuma informação; o sistema irá emitir um alerta e o disco poderá ser substituído. No caso de um RAID 6, até dois discos podem falhar, também sem perda de informações; no entanto, o desempenho do RAID 5 é superior comparado ao RAID 6, mas não é tão elevado quanto o RAID 1 ou RAID 10, que são recomendados para o Live Storage.
Em suma, a unidade de medida (IOPS) é usada para evitar especificações muito detalhadas, pois há sistemas que são regidos pelas IOPS.
Para instalações de grande porte, é aconselhável manter os discos do Live Storage nos servidores e executar o armazenamento de longo prazo em uma das opções DAS, NAS ou SAN.
Por outro lado, para instalações de grande porte, em alguns casos, é aconselhável manter os discos do Live Storage nos servidores, e executar o armazenamento de longo prazo em uma das opções DAS, NAS ou SAN. Como nem todos os NAS são equivalentes: recomenda-se selecionar um modelo que tenha uma especificação de IOPS minimamente necessária para o processamento; pois se não tiver uma capacidade de IOPS apropriada, o design poderá sofrer por falta de desempenho. Vale ressaltar que os NAS não podem ser usados para o Live Storage nos sistemas XProtect.
Quando houver um pouco mais de orçamento disponível e se desejar economizar espaço nos servidores, um SAN poderá ser usado, pois ele dispõe de um alto desempenho e pode hospedar tanto o Live Storage quanto o Archive Storage, que geralmente ocupa muito espaço no servidor. Com o SAN, você pode centralizar a gravação de todos os servidores na rede, se eles estiverem localizados centralmente.
Finalmente, existe o DAS para armazenamento de conexão direta, que pode ser disposto em um gabinete adicional, instalando-o no mesmo rack onde o servidor estiver localizado, caso não tiver espaço suficiente no servidor e desejar ter os discos atribuídos a ele diretamente.
Esse DAS pode se conectar ao servidor via fibra (fiber channel) ou iSCSI, mas embora o DAS tenha um desempenho muito alto, tão alto quanto um SAN, ele não pode ser compartilhado na rede.
Em complemento, os discos de estado sólido ainda não são utilizados para armazenamento de vídeo (mas são indicados para instalar o sistema operacional ou o VMS); apesar de terem um desempenho muito superior e excelentes IOPS, eles são de uma tecnologia recente e seu desempenho a longo prazo ainda não pôde ser verificado.
Dicas para os integradores
Conforme mencionado no início, o cliente desejará na maioria dos casos, a melhor qualidade com o menor custo possível. Mas, para conseguir obter esse resultado, ou pelo menos para se aproximar desse objetivo, é recomendado considerar os seguintes pontos:
Em primeiro lugar, o integrador deve estar familiarizado com cada detalhe do projeto: os objetivos, o tempo de retenção, o número de câmeras, a qualidade de gravação, etc.
É fundamental que o integrador converse em detalhes com os departamentos de pré-vendas e também saiba se o projeto será escalável no futuro, além de compreender o objetivo final desejado
É fundamental que o integrador converse em detalhes com o departamento de pré-vendas, da revenda ou distribuidor, onde irá adquirir os equipamentos ou o VMS, pois eles conhecem as diferentes opções, com a solução adequada a ser implementada para economizar custos, e evitar um resultado com uma qualidade inferior ao necessário.
É também imperativo avaliar se o projeto será escalável no futuro, ou se permanecerá em um espaço centralizado sem previsão de crescimento. Se o projeto tiver previsão de crescimento, com um volume potencial de câmeras significativo; então esse nível de expansão também deverá ser considerado, para viabilizar as evoluções futuras.
Dependendo do porte do projeto, é recomendável também conversar com o departamento de TI do cliente final, para avaliar se as condições da plataforma de rede disponível são adequadas; a menos que haja previsão de implantação de uma rede independente, o que em geral não é muito habitual, pois gera custos adicionais.
Em conclusão, recomendo também avaliar e compreender integralmente o objetivo final desejado, para se assegurar de que os estudos apropriados sejam realizados, para os cálculos e o design do projeto. Não hesite conhecer e utilizar os recursos dos fornecedores e, mais importante, siga sempre os conselhos dos fabricantes.
Rafael Kechichian
É engenheiro de suporte da Milestone Systems para América Latina
