新一代視頻存檔面臨存儲挑戰(zhàn)

數(shù)字化時代的到來使視頻領(lǐng)域發(fā)生了革命性的變化，有關(guān)數(shù)字視頻的應用越來越廣泛和不可或缺。在應用的背后，存儲的重要性日益凸顯。

如今，數(shù)字視頻已經(jīng)出現(xiàn)在許多不同的應用場合，其作用越來越重要。但恐怕更重要的是，數(shù)字視頻經(jīng)過采集、編輯和制作后，變成了能為視頻企業(yè)帶來收益的產(chǎn)品。在這類企業(yè)內(nèi)部，視頻完全成了知識產(chǎn)權(quán)的具體體現(xiàn)—每個視頻內(nèi)容都可以被看做是一項重要資產(chǎn)，這些資產(chǎn)可一再地被重復使用或重新處理，并通過對最終產(chǎn)品的廣播、分發(fā)、合作或更多的形式，帶來新的收入。這類視頻企業(yè)長期致力于重復使用數(shù)字視頻，通常它們將遵循一個這樣的周期，即某一段視頻可能再三地被重新調(diào)用、重新分發(fā)、重新編輯，或者以其他方式重新呈現(xiàn)到企業(yè)面前。

存儲面臨的挑戰(zhàn)

但是，重復使用數(shù)字視頻不是我們一夜之間就能完成的過程。盡管表面上來看似乎那些復雜的數(shù)字采集和編輯功能很快就能學會，但用戶們很快就會面臨其他長期的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)往往來自于存儲。具體來說，數(shù)字化視頻、越來越高的分辨率、更頻繁的重復使用以及復雜的后處理功能，這些因素綜合起來就會導致視頻內(nèi)容的數(shù)據(jù)量過于龐大，常常使每個素材的一段視頻的數(shù)據(jù)量就達到數(shù)個TB大小。

此外，企業(yè)常常需要將一段視頻制作成多種分辨率的視頻，以便能在不同的場合使用，如一段視頻可能轉(zhuǎn)換成了網(wǎng)頁分辨率、標清分辨率、多種高清分辨率甚至3D的視頻。如果是一段每像素24位、幀速率為60fps的沒有編碼的純1080p高清視頻，它所需的帶寬將輕松地超過350MBps。盡管經(jīng)過編碼和壓縮的視頻文件所需的帶寬可能會減至40MBps到50MBps，但僅僅兩個小時長的文件動輒就會成為容量超過100GB的龐然大物，而3D視頻需要比這大好幾倍的存儲空間。

此外，由隨機性數(shù)據(jù)組成的視頻無法得益于重復數(shù)據(jù)刪除技術(shù)。盡管有可能構(gòu)建一個滿足龐大視頻素材或幾個視頻素材需要的系統(tǒng)，但要是事先不經(jīng)過慎重考慮，長期重復使用視頻會很快變得不可能。

由于制作及存儲數(shù)量龐大的視頻面臨重重難題，視頻企業(yè)只好選擇分離的存儲基礎(chǔ)架構(gòu)。這么做不無道理，快速的制作、采集和編輯可以在某一存儲層進行，而企業(yè)通常在該存儲層投入巨額的資金來提高性能。

但是視頻的長期存放一般是在另一存儲層，即存檔。盡管這個存儲層針對成本做了優(yōu)化，可用于存儲海量數(shù)據(jù)，但視頻專業(yè)人士清楚地認識到，這個高效的存放地可以保護企業(yè)最寶貴的資產(chǎn)。

但是，這兩個存儲層的共存往往留下了空檔。存檔系統(tǒng)著眼于高級別的數(shù)據(jù)完整性和可擴展性，但常常飽受現(xiàn)有架構(gòu)所帶來的困擾，因為這些架構(gòu)在設(shè)計之初并沒有預計到今天的快速訪問的需求。存儲及讀取可能橫跨多段媒體(如視頻)的TB級的素材將是復雜的過程，并且還會白白浪費數(shù)小時的時間—員工在等待素材檢索過程中，啥事也干不了。不過速度快、性能高的存儲系統(tǒng)價格極其高昂，對大多數(shù)企業(yè)來說，對這類系統(tǒng)進行擴展以便支持PB級的很少被訪問的存檔視頻，不是無法實現(xiàn)，就是不合實際。

娛樂/媒體企業(yè)現(xiàn)在面臨左右為難的境地。要么是花過多的錢購買價格不菲、但被誤用于存檔的存儲系統(tǒng);要么就是耗費大量時間等待慢速的存檔系統(tǒng)讀取所需的視頻。

顯然，如果結(jié)合生產(chǎn)存儲(主存儲)和歸檔存儲(輔助存儲)的一些最佳特點，將有助于長期地存儲及重復使用數(shù)字視頻。

下一代活動視頻

存檔的特點

幸好，面對媒體密集型企業(yè)的需求，存儲行業(yè)在迅速響應，積極創(chuàng)新。對一些創(chuàng)新廠商來說，它們的重點放在提供一種更好的視頻存檔——這種視頻存檔集傳統(tǒng)存檔成本低、數(shù)據(jù)完整性級別高及長期保留的優(yōu)點和基于磁盤的常規(guī)存儲系統(tǒng)性能較高等優(yōu)點于一身。這類解決方案能以類似于生產(chǎn)存儲級的高效率把數(shù)據(jù)遷移回到生產(chǎn)存儲上，同時保留了長期存檔所需的全部完整性、可擴展性和保護級別。

許多解決方案用磁盤來增加多層次的磁帶歸檔。或許更好的辦法是，提供經(jīng)濟高效的基于磁盤的解決方案，這種方案當存儲的數(shù)據(jù)變得閑置后，能把它們遷移到磁帶上。這類解決方案提供了行業(yè)研究機構(gòu)Taneja Group所說的活動視頻存檔(active video archive)。對視頻專業(yè)人士來說，其優(yōu)勢很明顯，因為它們可以把存檔庫變成更加活動的存儲層，能立即提供存檔內(nèi)容，以便重復使用，而又不喪失傳統(tǒng)存檔的高級別完整性和低成本等優(yōu)點。

在與最終用戶進行討論后，我們列出了下一代活動視頻存檔的一些最佳功能:

1.具有彈性

視頻資料可能重復使用幾十年，但活動視頻存檔必須能夠確保其完整性。視頻可能要長期地重復使用，可很少有數(shù)字存儲系統(tǒng)旨在將數(shù)據(jù)存儲這么長的時間。除了高可用性RAID和冗余技術(shù)外，如今的活動視頻存檔系統(tǒng)采用深層次校驗和與文件段鏡像等技術(shù)，可以提供比最佳的傳統(tǒng)磁盤或磁帶子系統(tǒng)還要高得多的完整性。基于磁盤的存檔能以互動方式利用這些高級功能，不斷管理系統(tǒng)的完整性，自動防范數(shù)據(jù)損壞、重新拷貝數(shù)據(jù)，或以其他方式糾正出現(xiàn)的數(shù)據(jù)問題。

2.靈活擴展

活動視頻存檔必須在容量和性能方面都能夠進行靈活擴展，以滿足數(shù)字資產(chǎn)不斷增加、似乎要無休止地創(chuàng)建的需要。了解數(shù)字內(nèi)容存儲的人都知道，幾乎不可能為明天的存儲要求做規(guī)劃。視頻企業(yè)應當尋找能滿足最高的預期目標、能伴隨企業(yè)成長的存儲解決方案。此外，企業(yè)應該注意性能，這是應對存儲增長的一個重要考量因素，因為視頻增加后，回調(diào)及重復使用數(shù)據(jù)的用戶和系統(tǒng)的數(shù)量只會有增無減。盡管許多傳統(tǒng)的存檔解決方案試圖以串行方式訪問多段媒體時，很容易成為瓶頸，但更新的解決方案能夠通過為系統(tǒng)增添額外節(jié)點來實現(xiàn)擴展和并行化，從而提升性能。此外，一些廠商可能混合使用幾代不同的軟硬件，讓用戶不需要升級整個存檔，就可以增添容量、提升性能。從長遠來看，這種擴展性能夠創(chuàng)建“永遠擴展”的單一存檔，而不需要升級存儲介質(zhì)或硬件。一些解決方案借助與廠商無關(guān)的行業(yè)標準服務器和硬件，以及能夠靈活擴展的純軟件方案，甚至不用像過去那樣必須依賴特定廠商的硬件，帶來了完全的自由。

3.開放和易于訪問

面對多個素材和系統(tǒng)，活動視頻存檔必須易于訪問，而且訪問速度要快。許多傳統(tǒng)存檔采用串行方式讀取數(shù)據(jù)，降低了存儲和檢索的性能，同時這類系統(tǒng)還由于需要專門的訪問軟件，或者需要企業(yè)把所有訪問通過控制及管理惟一存檔接口的主服務器來傳送，這本身也是串行方式訪問。現(xiàn)代數(shù)字媒體資產(chǎn)管理(DMAN)系統(tǒng)為訪問存檔提供了便利，把存檔管理變成了在存儲設(shè)備之外進行的一項任務，因而可以通過NFS或FTP等開放式協(xié)議來訪問數(shù)據(jù)，使多個客戶能夠同時訪問某文件，在速度和效率方面有顯著的優(yōu)點。

4.價位合理

由于長期存儲海量系統(tǒng)在決策過程中有著重要地位，數(shù)字視頻存檔中存儲的價位合理性就頗受關(guān)注。如今，有較高響應能力的基于磁盤的系統(tǒng)在成本上與目前最好的存檔解決方案相比具有競爭力。此外，大規(guī)模的成本效益很重要。活動視頻存檔保持了成本效益，因為它們不需要額外的整個庫或一組新的驅(qū)動器來讀取視頻。長此以往，基于磁盤的解決方案只有得益于不斷下降的硬件價格和不斷增加的磁盤容量，才能保持成本效益。如果簡化及利用多種介質(zhì)類型(磁帶和磁盤)的最佳功能，一套全面集成的活動數(shù)字視頻存檔的作用和靈活性只會隨之增長。

在我們看來，上述這些功能將體現(xiàn)在未來的最佳解決方案中。數(shù)字視頻存檔存儲方面的這些創(chuàng)新讓這類解決方案有望大大改善企業(yè)處理視頻資料的方式。這些解決方案中的佼佼者不但仍可以提供同樣的可擴展性和完整性，還能采用更高速的基于磁盤的架構(gòu)來實現(xiàn)。這種架構(gòu)可以把積滿灰塵又無法訪問的存檔變成能夠立即響應內(nèi)容需要的互動式存儲層。

此外，最佳解決方案常常把磁盤和磁帶結(jié)合起來，組成單一存儲庫，以便把數(shù)據(jù)從性能較高的磁盤層遷移到長期存儲的磁帶層，同時實現(xiàn)功能、性能和容量三者的最佳平衡。

解決方案

對于處理數(shù)字內(nèi)容的企業(yè)來說，活動視頻存檔會通過以下幾個方面給業(yè)務經(jīng)營的成本帶來重大影響:

● 縮短耗費在等待慢速數(shù)字視頻讀取訪問上的時間;

● 讓視頻內(nèi)容更容易訪問，因而更有可能作為一種資產(chǎn)重復使用于其他素材，或利用它另外創(chuàng)造價值;

● 減少管理開銷，因為活動視頻存檔簡化了復雜的存檔和檢索過程;

● 使企業(yè)不再需要定期更換硬件和介質(zhì)，而這種更換對企業(yè)來說不但成本高，還會帶來干擾。

說到基于可擴展磁盤并作為可擴展視頻庫而設(shè)計的活動視頻存檔這個領(lǐng)域，我們發(fā)現(xiàn)，Active Circle、Avid、Front Porch Digital和Omneon等廠商已經(jīng)脫穎而出，它們占據(jù)了領(lǐng)先地位;而媒體公司正在充分利用存儲技術(shù)來解決頗具挑戰(zhàn)性的視頻存檔管理難題。此外，諸多橫向擴展型NAS(scale-out NAS)解決方案將來也許能夠滿足需要，比如惠普公司的IBRIX、IBM公司的Scale-Out NAS(SONAS)和戴爾公司的ExaNet，不過這類解決方案并不是專門針對視頻的。

此外，隨著云計算技術(shù)不斷完善，有望充分利用一些解決方案實現(xiàn)云中更龐大的視頻存檔層，比如EMC公司的Atmos、Iron Mountain公司的VFS和Nirvanix公司的CloudNAS等解決方案。不過，對許多這類基于云的解決方案來說，需要投入特別大的精力，才能把它們作為一種完全與工作流集成的存檔來利用。這類云解決方案常常必須認真設(shè)計，以便與視頻管理流程的生命周期銜接起來。

我們認為，這個領(lǐng)域一些比較年輕的廠商(如Active Circle)和橫向擴展型NAS廠商將來可能提供的一些方案，有望在容量成本、保護級別和可擴展性方面為下一代活動視頻存檔提供真正差異化的價值。

我們要認識到，一些廠商正在借助磁盤作為一個緩存層，消除磁帶固有的管理和缺少響應能力等問題，而另一些廠商開發(fā)的端到端解決方案旨在作為一種名副其實的活動視頻存檔。解決方案的可擴展性也許有好壞，提供關(guān)鍵優(yōu)點的能力也有強弱，這取決于廠商采用哪一種方法。

鏈接

橫向擴展NAS

橫向擴展(Scale-out)是近兩年在業(yè)界出現(xiàn)頻率較高的詞匯。在存儲中，橫向擴展是指存儲具有模塊化的結(jié)構(gòu)，在其擴展容量的同時，性能也呈線性增長。用戶最初只需部署能滿足眼下需要的容量和性能，也就是按需配置，之后可根據(jù)應用的需要逐漸增加容量，當然性能也隨之增加。與之相反的是一般傳統(tǒng)存儲的縱向擴展(Scale-up)，也稱向上擴展，這種存儲設(shè)備擴展時往往增加了容量，降低了性能，并且可擴展的空間也很有限。

目前，在橫向擴展領(lǐng)域有不少廠商都推出了產(chǎn)品和解決方案。今年4月，惠普推出了可橫向擴展的P4000 G2和X9000產(chǎn)品。這兩款產(chǎn)品均來自惠普之前收購的存儲廠商LeftHand和IBRIX。IBRIX的橫向擴展NAS平臺和IBRIX Fusion能夠極大地擴展性能、容量和管理能力。今年2月，IBM發(fā)布其首款橫向擴展NAS存儲系統(tǒng)SONAS(Scale Out Network Attached Storage)，正式進入這一領(lǐng)域，日前該產(chǎn)品已經(jīng)進入中國市場。Isilon公司是專注于這一領(lǐng)域的廠商，它的IQ橫向擴展NAS在業(yè)界處于領(lǐng)先水平，其獨有的操作系統(tǒng)OneFS目前已經(jīng)到了第五代，最多可支持144個存儲節(jié)點，其產(chǎn)品在視頻領(lǐng)域有眾多的用戶，像傳媒娛樂公司NBC Universal就曾選用Isilon IQ來歸檔和訪問不斷增長的媒體節(jié)目，包括娛樂電視與制作、電影、新聞和體育節(jié)目，并在其主制作與播出中心部署了數(shù)PB的IQ存儲。據(jù)說，NBC對2008年北京奧運會的轉(zhuǎn)播報道就得益于其部署的IQ橫向擴展NAS。BlueArc公司也是一家橫向擴展NAS領(lǐng)域的先進廠商，它的著名產(chǎn)品Titan在電影《阿凡達》等影片中的卓越表現(xiàn)被業(yè)界津津樂道。華為賽門鐵克公司推出的Oceanspace N8000產(chǎn)品也是橫向擴展NAS，盡管其推出時間不長，但已經(jīng)有了成功的應用，具備很強的競爭力。