Videoüberwachung braucht zuverlässige Speichermedien

Die Videoüberwachung dient in immer größerem Umfang der Verbrechensbekämpfung, der Ermittlung von Unfallursachen oder der Suche nach vermissten Personen; je mehr Kameras eingesetzt werden, desto umfangreichere Videodaten werden auch an die Speichermedien gesendet.

Storage-Lösungen müssen deshalb darauf ausgelegt sein, eine hohe Menge an Daten zu bewältigen, die aus verschiedenen Quellen stammen und oft mit hoher Bandbreite übertragen werden. Darüber hinaus müssen die Daten oft über Jahre hinweg aufbewahrt werden, ohne dass Bilder verloren gehen. Dabei muss sichergestellt sein, dass die Daten für Video-Management-Systeme zugänglich sind und ein schneller Zugriff auf die Aufnahmen zu Analysezwecken möglich ist.

Für die Storage-Lösungen ergeben sich dadurch andere Anforderungen als etwa für Laufwerke in Rechenzentren oder in Client-Geräten. Doch welche Spezifikationen müssen die Laufwerke für die Videoüberwachung konkret bieten?

Ein wichtiger Faktor für die Lebensdauer eines Laufwerks ist die Betriebstemperatur. Je nach Einsatzbereich sind Laufwerke auf den Betrieb in einem bestimmten Temperaturbereich ausgelegt. Typischerweise liegt der Bereich für eine Festplatte, die für Rechenzentren mit Kühlungssystemen konzipiert ist, bei fünf bis 55° C. Consumer- oder Client-Laufwerke sind für Betriebstemperaturen zwischen Null und 60° bestimmt. Und Festplatten für die Videoüberwachung sind für einen erweiterten Temperaturbereich von Null bis 70° spezifiziert. Bei Nichteinhaltung der Temperatur können die Komponenten schneller verschleißen.

Auch der Aspekt des Workloads muss beachtet werden. Festplatten (HDDs) enthalten mechanische Komponenten, die durch ständige Bewegung belastet werden. Folglich hat auch die Arbeitsbelastung, das heißt die Anzahl der Lese- oder Schreibvorgänge, einen Einfluss auf die Zuverlässigkeit. Deshalb haben HDD-Hersteller begonnen, die maximale jährliche Arbeitslast zu spezifizieren. Die typische Arbeitsbelastung für Client-Geräte liegt bei bis zu 55 Terabyte pro Jahr, bei Laufwerken für die Videoüberwachung hingegen bei bis zu 180 Terabyte pro Jahr und bei Enterprise- und Server-Laufwerken sogar bei bis zu 550 Terabyte pro Jahr.

Von entscheidender Bedeutung ist zudem die tägliche Betriebsdauer. Sie bezieht sich auf die Einsatzdauer pro Tag, für die ein Speichermedium ausgelegt wurde. HDDs für Videoüberwachungsanwendungen erfordern einen sogenannten „24/7-Betrieb“. Das heißt, sie sind für den Dauereinsatz konzipiert – 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche und 365 Tage im Jahr (24/7/365 oder 24/7). Die Betriebsdauer von Client-Laufwerken kann hingegen deutlich geringer ausfallen. Sie liegt in der Regel bei acht oder 16 Stunden pro Tag. HDDs, die nicht für 24/7 ausgelegt sind, können bei längerer Betriebsdauer durch ihren höheren Verschleiß schneller ausfallen.

Natürlich kann selbst beim besten Laufwerk immer noch ein Fehler auftreten, wenn auch mit einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit. Im Hinblick auf die Zuverlässigkeit einer Festplatte sind dabei die Herstellerangaben zur MTTF (Mean Time to Failure) zu berücksichtigen. Die MTTF (gemessen in Stunden) ist ein statistischer Wert, der die Zeit bis zum Auftritt des ersten Fehlers bei technischen Geräten angibt. Eine typische MTTF beträgt eine Million Betriebsstunden, was 114 Jahren entspricht. Allerdings gilt dieser Wert nicht für ein einzelnes Laufwerk, sondern für eine größere Anzahl von HDDs. In einem Cluster von einer Million Laufwerken ist also zu erwarten, dass jede Stunde ein Laufwerk ausfällt. In einem realistischeren Szenario mit einem Cluster von 500 Laufwerken kann es alle 2.000 Stunden beziehungsweise etwa alle 83 Tage zu einem Fehler kommen.

Anhand der MTTF-Daten kann dann auch die Annualized Failure Rate (AFR) berechnet werden. Bei einem Setup mit 500 Laufwerken und einer MTTF von einer Million Stunden könnten pro Jahr fünf Laufwerke ausfallen. Diese Daten kann ein Administrator dann dazu verwenden, den Austausch von Laufwerken zu planen und zu budgetieren, um eine möglichst sichere Speicherung von Daten zu gewährleisten.

Für die sichere, zuverlässige Datenspeicherung sollten RAID-Systeme (Redundant Array of Independent Disks) eingesetzt werden. Bei RAID handelt es sich um eine Speichertechnologie, die mehrere HDDs zu einer logischen Einheit zusammenfasst, in der sämtliche Daten redundant gespeichert werden. Diese Redundanz erlaubt den Ausfall und Ersatz einzelner HDDs ohne Datenverlust. Die geläufigsten RAID-Systeme sind RAID 0, 1, 5, 6 und 10.

RAID 6 ist im Bereich der Videoüberwachung das gängigste RAID-System und bietet höchstmögliche Sicherheit zu vertretbaren Kosten. Ein RAID-6-System besteht aus einem Array von mindestens vier Festplatten. Die Daten werden auf allen Festplatten verteilt gespeichert. Wie bei RAID 5 werden Paritäts-Daten erzeugt und verteilt gespeichert, in diesem Fall aber doppelt. Die doppelten Paritäts-Daten erlauben einem RAID 6, den Ausfall von bis zu zwei Festplatten abzufangen und dabei nur geringfügig höhere Speicherkosten wie bei einem RAID-5-System zu verursachen, bei dem lediglich der Ausfall einer Festplatte toleriert wird.

Für kritische Videoüberwachungsanwendungen sollten RAID-6- oder auch RAID 10-Systeme genutzt werden. Für Anwendungen, die nicht kritisch sind, reichen einfache RAID-0- oder RAID-1-Konfigurationen. Zu beachten ist immer, dass RAID Systeme ein Backup nicht ersetzen können.

Zu den relevantesten Faktoren beim Kauf von Laufwerken zählen für viele Anwender oft die Investitionsausgaben (Capital Expenditure). Es ist jedoch wichtig, auch die langfristigen Betriebskosten (Operational Expenditure) im Auge zu behalten. Mit kostengünstigen Laufwerken kann ein Unternehmen zwar kurzfristig Geld sparen, auf längere Sicht können aber wesentlich höhere Kosten durch Wartungs- und Instandhaltungsausgaben entstehen. Bezogen auf Videoüberwachungssysteme sollten zudem nur die für diesen Zweck konzipierten Festplatten genutzt werden und weder wesentlich kostenintensivere Enterprise-Laufwerke, die nicht für den erforderlichen Temperaturbereich ausgelegt sind, noch Client-Laufwerke, die nicht für den 24/7-Betrieb und die Arbeitsbelastung bei der Videoüberwachung geeignet sind.

André Grabon, Business Development, Storage Products Division, Toshiba Electronics Europe