Lo que debes saber sobre almacenamiento para un sistema de videovigilancia

Grabar al menor costo posible es tal vez una de las metas más codiciadas en un proyecto de videovigilancia. Aun así, la grabación, y más concretamente el almacenamiento, son temas vitales que no pueden ser analizados desde un solo punto de vista. Por supuesto que los costos y la capacidad de los equipos son importantes, pero hay muchas más cuestiones a considerar para dar con el sistema más apropiado.

El objetivo real siempre debería ser el de garantizar la calidad y el rendimiento a mediano y largo plazo, además evitar que instalaciones o cálculos erróneos generen gastos adicionales; incluso superiores a los de la inversión inicial o, peor aún, que causen perjuicios irreparables.

IOPS
En primer lugar hay que presentar a las denominadas IOPS (operaciones de entrada/salida por segundo, por sus siglas en inglés), las cuales nos ayudarán a determinar el rendimiento y la eficiencia de los sistemas de almacenamiento.

Son varios los componentes que influyen en la unidad IOPS: las revoluciones por segundo, la interfaz, la velocidad de trasmisión de información y la habilidad del disco para leer y escribir simultáneamente.

A nivel de componentes, las IOPS aplican a los discos electromecánicos de 10, 7.2 o 15 mil revoluciones, discos de estado sólido y discos híbridos (sólidos-electromecánicos).

A nivel de sistemas, aplican al NAS (Network Attached Storage), sistemas externos que son económicos, pero son más lentos, al DAS (Direct Attached Storage), que son más eficientes, y finalmente al SAN (Storage Area Network) que también son eficientes y flexibles, pero son los más costosos. En todos los casos, las IOPS son el principal factor para denominar desempeño.

Media Overflow
Dicho esto, quiero hablar de uno de los daños más comunes que afecta a los sistemas: el denominado Media Overflow. Esta situación se presenta cuando las imágenes que se capturan entran mucho más rápido al sistema que la habilidad del mismo para grabarlas. Si el sistema no es capaz de manejar estos flujos de video, empieza a dejar caer cuadros —también llamados frames— lo que ocasiona imágenes deterioradas, degradación del video o directamente la pérdida de la información.

Aquí es donde son claves la eficiencia y rendimiento (IOPS) del sistema escogido para evitar este tipo de problemas.

Hablando de las revoluciones, por ejemplo; entre más revoluciones, más rápido lee el disco y por ende puede encontrar más rápido la información. Ahora bien, esa es solo una de las condiciones para lograr agilidad en un sistema; no vale de nada tener un disco girando a velocidad muy alta (10 mil o 15 mil revoluciones) si el circuito de interfaz no tiene la velocidad de escribir a ese ritmo. Es en este desbalance cuando se presenta el mencionado Media Overflow.

El VMS también puede ayudar
Por otro lado, entre las funciones que algunos de los VMS poseen está la habilidad de dejarle saber al usuario cuándo se pudieran presentar casos de Media Overflow. Hay componentes que le permiten al VMS hacer eso; el XProtect® de Milestone Systems, por ejemplo, tiene esta competencia.

En este caso puntual, es importante aclarar que hay dos maneras de grabar: una para capturar imágenes en tiempo real y visualizar, y otra para almacenarlas.

El XProtect utiliza el Live Storage que, aunque usa la denominación de almacenamiento en vivo, en realidad es como buffer; una área de retención momentánea extremadamente eficiente y que tiene la habilidad de capturar a todas estas imágenes en tiempo real.

De ahí entonces pasa en un tiempo predeterminado a lo que se conoce como un Archive Storage, que es el verdadero almacenamiento a largo plazo. Ese puede ser un poco más lento que el primario, pero definitivamente ambos tienen que tener un cierto nivel de desempeño apropiado basado en el diseño requerido por el cliente final para evitar que caigan los marcos (Media Overflow).

Consejos para encontrar el mejor diseño
Para instalaciones pequeñas que tienen servidores con pocas cámaras, aconsejamos para el primer nivel de almacenamiento (Live Storage) la utilización de discos de menor rendimiento para hacerlo más económico; discos que pudieran ser SATA de 7,2 K o SAS 10 K. La utilización del RAID se pudiera determinar basado en el tipo de redundancia que el cliente final estaría dispuesto a tener, la cual naturalmente traerá un costo adicional.

Para el almacenamiento en el Archive Storage, también pudieran mantener discos SATA de 7,2 K, y en ese caso sí se aconseja un RAID 5 o 6, basados claro está en los requerimientos del cliente y de su presupuesto.

Sobre los RAID, aclaro que el RAID 5 tolera que un disco falle sin perder información alguna; el sistema alertará y se puede reemplazar. En el caso de un RAID 6 pueden fallar hasta dos discos sin perder ningún tipo de información; sin embargo, el desempeño del RAID 5 en comparación con el RAID 6 es más alto, pero no es tan alto como el de un RAID 1 o un RAID 10, el cual se aconseja para el Live Storage.

Al final tienes una medida (las IOPS) que se usan para evitar especificaciones muy detalladas porque hay sistemas que se rigen por las IOPS.

Por otro lado, para las grandes instalaciones en algunos casos se aconseja dejar los discos de Live Storage en los servidores y ejecutar el almacenamiento de largo plazo en un DAS, en un NAS o en un SAN. No todos los NAS son iguales: hay que escoger uno que tenga las IOPS necesarias para el procesamiento; si no tiene las IOPS apropiadas el diseño puede sufrir falta de desempeño. El NAS nunca se puede utilizar para el Live Storage con los sistemas XProtect.

Si hay un poco más de presupuesto y si se quieren salvar espacios en los servidores, entonces se puede utilizar un SAN, el cual tiene un alto desempeño y puede albergar tanto el Live Storage como el Archive Storage, los cuales por lo general quitan mucho espacio en el servidor como tal. Con el SAN puedes centralizar la grabación de todos los servidores en la red si están centralmente localizados.

Finalmente están los DAS para el almacenamiento de conexión directa. Cuando tienes este sistema, puedes usarlo como caja adicional poniéndolo en el mismo rack donde se encuentra el servidor, en caso que quieras tener discos asignados directamente a este y no cuentes con suficiente espacio.

Ese DAS se puede conectar hacia el servidor vía fibra (fiber channel) o iSCSI, pero el DAS, aunque tiene el desempeño muy alto — tan alto como el mismo SAN— no se puede compartir en la red.

Por cierto, los discos de estado sólido (SSD) todavía no se usan para almacenar video (tal vez para cargar el sistema operativo o el VMS); a pesar de tener un rendimiento muy superior y IOPS excelentes, son de una tecnología nueva y no es posible comprobar aún su rendimiento a largo plazo.

Tips para el integrador
Como lo mencioné al comienzo, el cliente querrá en la mayoría de los casos la mejor calidad al menor costo posible. Para lograr esto, o al menos para acercarse a la meta, sugiero tener en cuenta las siguientes anotaciones:

En primer lugar, el integrador debe estar familiarizado con cada detalle del proyecto: el objetivo, el tiempo de retención, número de cámaras, calidad de grabación, etc.

Es crucial que el integrador hable con el departamento de preventas de la empresa que vaya a adquirir los equipos o suministrar el VMS, quienes conocen las diferentes opciones de lo mejor que puede hacer para ahorrar dinero y no tener una calidad inferior a lo necesario.

También hay que consultar si el proyecto va a ser escalable o si va a ser un espacio centralizado que no crecerá. Si es un proyecto que va a seguir creciendo, y que va a llegar a un volumen de cámaras bastante respetable; ya entonces el nivel de expansión tiene que ser tomado en consideración.

Dependiendo del tamaño del proyecto, es bueno conversar también con el departamento informático del cliente final para saber si las condiciones de la plataforma de red son las apropiadas; a menos que se diseñe una red independiente, lo cual no es común porque genera más costos.

Finalmente, aconsejo entender en su totalidad el objetivo final y asegurarse que se hagan los estudios apropiados para el cálculo y los diseños. No tengan miedo de usar los recursos de fábrica y, más importante aún, acatar los consejos proporcionados por los fabricantes.