非線性制作網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分析

摘要：非線性制作網(wǎng)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用到電視臺(tái)的節(jié)目制作中，要想實(shí)現(xiàn)全程制作節(jié)目的網(wǎng)絡(luò)化流程，從素材上載到編輯、配字幕、配聲音、審片、合成、播出一系列工作外，還要擔(dān)負(fù)各個(gè)環(huán)節(jié)的管理、節(jié)目保存等任務(wù)。這就要求網(wǎng)絡(luò)具備高帶寬、低開(kāi)銷的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，還要具備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展能力強(qiáng)等特點(diǎn)，下面就結(jié)合現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的幾種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對(duì)非線性制作網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行全面的分析。

關(guān)鍵詞：非線性制作網(wǎng) 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

1 目前可應(yīng)用到非線性編輯的高速網(wǎng)絡(luò)形式

1.1 ATM異步傳輸模式

ATM是近10年來(lái)最重要的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，ATM承諾要把LAN功能、WAN 功能、語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)等集成進(jìn)單一的協(xié)議。它被設(shè)計(jì)成提供實(shí)用帶寬和等時(shí)服務(wù)的技術(shù)。

1.2 千兆以太網(wǎng)

千兆以太網(wǎng)是新興的一項(xiàng)技術(shù)，但由于以太網(wǎng)本身的特點(diǎn)，不太適合于固定數(shù)據(jù)的傳輸，而更適合于變化數(shù)據(jù)流的傳輸，如數(shù)據(jù)庫(kù)、文件拷貝等。

1.3 串行HIPPI

HIPPI已被看成一種優(yōu)異的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，龐大文件傳送體制。它可以提供數(shù)字視頻所要求的信息吞吐量，但其成本較高、所需電纜鋪設(shè)比較麻煩。

1.4 SSA

SSA的最大特點(diǎn)是多數(shù)據(jù)流申請(qǐng)帶寬優(yōu)化及空間利用技術(shù)。由于SSA采用相對(duì)尋址方式，即在一個(gè)環(huán)路中，SSA器件是能與其最鄰近的器件通信，SSA只支持在40MB/s速率下340米的傳輸距離。

1.5 Fibre Channel

Fibre Channel技術(shù)是ANSI為網(wǎng)絡(luò)和通道I/O接口建立的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集成。支持HIPPI、SCSI、IP、ATM等多種高級(jí)協(xié)議，它的最大特性是將網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的通訊協(xié)議與傳輸物理介質(zhì)隔離開(kāi)。這樣多種協(xié)議可在同一個(gè)物理連接上同時(shí)傳送，高性能存儲(chǔ)體和寬帶網(wǎng)絡(luò)使用單一I/O接口，使得系統(tǒng)的成本和復(fù)雜程度大大降低。

由此，可以看出以上各種技術(shù)的一些特點(diǎn)。結(jié)合實(shí)際要求，F(xiàn)C技術(shù)更適合視頻網(wǎng)絡(luò)，而且在實(shí)際應(yīng)用中，也已經(jīng)被大多數(shù)研發(fā)單位廣泛認(rèn)可。

2 非線性制作網(wǎng)采取FC技術(shù)構(gòu)建視頻網(wǎng)絡(luò)的必然性

2.1 FibreChannel 的特點(diǎn)

①光纖通道既具有單通道的特點(diǎn)，又具有網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，它是把設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的一種高速通道。

②光纖通道最大優(yōu)點(diǎn)是速度快，它可以給計(jì)算機(jī)設(shè)備提供接近于專業(yè)設(shè)備處理速度的吞吐量。

③光纖通道與協(xié)議無(wú)關(guān)，它提供了一種在源設(shè)備（如計(jì)算機(jī)或磁盤(pán)陣列）的發(fā)送緩存器和目的設(shè)備的接收緩存器之間傳送數(shù)據(jù)的方法，所以它是一種通用傳輸機(jī)制。

2.2 基于FC技術(shù)構(gòu)建的視頻網(wǎng)絡(luò)

基于FC技術(shù)的上述特點(diǎn)，F(xiàn)ibre Channel對(duì)于視頻圖像和海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及傳輸極為理想。目前，F(xiàn)C技術(shù)已被許多計(jì)算機(jī)廠家推薦為電視節(jié)目制作設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)連接標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.1 基于FC技術(shù)和以太網(wǎng)結(jié)合構(gòu)建的雙網(wǎng)架構(gòu)的視頻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

以太網(wǎng)的特點(diǎn)是共享系統(tǒng)資源，各工作站之間易于傳遞信息，可實(shí)時(shí)共享對(duì)同一數(shù)據(jù)文件的操作結(jié)果等。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蜏p低網(wǎng)絡(luò)成本，一種選擇就是選用高壓縮比素材進(jìn)行編輯，最后用低壓縮比素材輸出的方式，即構(gòu)建以Fibre Channel(以下簡(jiǎn)稱FC)為主干，千兆以太網(wǎng)為輔助的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)的視頻網(wǎng)絡(luò)，上載的素材分為兩路，一路以低壓縮比高數(shù)據(jù)率通過(guò)FC光纖傳輸?shù)紽C硬盤(pán)陣列中，同時(shí)另一路以高壓縮比（30：1或更高）低數(shù)據(jù)率通過(guò)以太網(wǎng)傳輸?shù)揭蕴?wù)器硬盤(pán)陣列中，編輯時(shí)調(diào)用高壓縮比素材進(jìn)行編輯，然后形成EDL編輯表，下載時(shí)根據(jù)EDL編輯表，從FC硬盤(pán)陣列中以低壓縮比高數(shù)據(jù)率下載。

2.2.2 基于FC技術(shù)的SAN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的局域網(wǎng)(LAN)如100M以太網(wǎng)等都是非面向連接的，它們通過(guò)將地址信息打入包內(nèi)，然后按規(guī)定路線發(fā)送的方式完成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)摹榱斯芾砭W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這種網(wǎng)絡(luò)型的互連方案都需要較大的軟件開(kāi)銷。它一方面限制了系統(tǒng)帶寬，另一方面造成了較大的延遲，不適合實(shí)時(shí)視音頻互連，而且這類方案對(duì)于存儲(chǔ)體的共享是不直接的，客戶端對(duì)于服務(wù)器存儲(chǔ)體的共享是需要通過(guò)服務(wù)器來(lái)進(jìn)行的。

FC是高帶寬的直接面向存儲(chǔ)體的網(wǎng)絡(luò)。在所連接的設(shè)備之間，如計(jì)算機(jī)的處理器和外圍設(shè)備，通道連接要么提供點(diǎn)到點(diǎn)的直接連接，要么提供交換的點(diǎn)到點(diǎn)連接。通道的作用在要領(lǐng)上并不復(fù)雜：其目的是盡可能快地把數(shù)據(jù)從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)。目的地的地址不僅是預(yù)先確定的，而且兩點(diǎn)是用實(shí)際線路連起來(lái)的，數(shù)據(jù)除了去目的地之外不可能去其他任何地方。糾錯(cuò)過(guò)程簡(jiǎn)單，可由硬件完成。另外，也不進(jìn)行路由選擇和地址分辨，原因是不需要這些功能。因此，數(shù)據(jù)分組中不需要攜帶任何地址和糾錯(cuò)信息，分組開(kāi)銷很小。由于它們的點(diǎn)到點(diǎn)的性質(zhì)和有限的處理要求，通道連接大多以硬件實(shí)現(xiàn)的。而傳統(tǒng)的以太網(wǎng)絡(luò)連接取決于尋址方案的多點(diǎn)連接，該尋址方案能保證數(shù)據(jù)到達(dá)正確的目的地。沿著某一條網(wǎng)絡(luò)連接傳輸?shù)母鱾€(gè)數(shù)據(jù)分組必須包含一個(gè)地址，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備均根據(jù)該地址確定分組是否正確。網(wǎng)絡(luò)連接一般都具有相對(duì)復(fù)雜的誤碼探測(cè)和糾錯(cuò)能力，因此分組前端必須包含地址和誤碼糾錯(cuò)信息，這就使得分組開(kāi)銷較單通道連接高。另外，網(wǎng)絡(luò)連接能夠支持路由選擇等功能，而簡(jiǎn)單地單通道不支持這些操作。光纖通道既具有單通道的特點(diǎn)，又具有網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，它是把設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的一條高速通道。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)描述了網(wǎng)絡(luò)連接的模型，該模型具有連接兩套設(shè)備的單條電纜到連接許多設(shè)備的一臺(tái)交換機(jī)產(chǎn)生的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它根據(jù)不同情況實(shí)現(xiàn)特定的結(jié)構(gòu)，以達(dá)到支持應(yīng)用程序的目的。在任何情況下，就某個(gè)單光纖通道端口而言，無(wú)論網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜，它只負(fù)責(zé)工作站和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的一條簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)的連接，可以避免大流量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生阻塞和沖突，非常適合高速和不間斷視頻數(shù)據(jù)流的傳送。

另外，在傳統(tǒng)的基于SCSI技術(shù)的存儲(chǔ)方式中，磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)是服務(wù)器的專有資源，存儲(chǔ)任務(wù)依賴于服務(wù)器及其所掛接的LAN。由于這種技術(shù)本身的局限性以及存儲(chǔ)任務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗越來(lái)越多，并行SCSI技術(shù)已漸漸不能夠滿足客戶存儲(chǔ)的需求。而SAN的推出首先使服務(wù)器同存儲(chǔ)陣列之間的連接方式發(fā)生了根本性的變革，基于FC的SAN改變了傳統(tǒng)服務(wù)器與磁盤(pán)陣列的主從關(guān)系。位于SAN上所有設(shè)備均處于平等的地位，任何一臺(tái)服務(wù)器均可存取網(wǎng)絡(luò)上任何一臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備，通過(guò)FC高帶寬和強(qiáng)大的I/O處理能力，SAN技術(shù)在可連接性、可擴(kuò)展性以及性能方面解決了SCSI技術(shù)無(wú)法解決的問(wèn)題，成為存儲(chǔ)領(lǐng)域具有強(qiáng)大生命力的新技術(shù)。

再者，在具體存儲(chǔ)應(yīng)用方式上，由于傳統(tǒng)的存儲(chǔ)方式多是在以太網(wǎng)上以TCP/IP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，在層層打包之后資源會(huì)有較大的開(kāi)銷。而在SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式中，文件傳輸是直接在界面卡(SCSI、FC-AL)與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行交互，無(wú)須經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸，此時(shí)原先數(shù)據(jù)傳輸所占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，可大大被釋放。SAN也支持IP協(xié)議，但由于其針對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，當(dāng)需要有大量或者大塊的數(shù)據(jù)在SAN上進(jìn)行傳輸時(shí)，基于FC的傳輸技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)，當(dāng)客戶端在LAN上請(qǐng)求來(lái)自服務(wù)器的數(shù)據(jù)時(shí)，服務(wù)器將在SAN上的存儲(chǔ)設(shè)備中檢索數(shù)據(jù)，由于這種方式對(duì)數(shù)據(jù)的處理沒(méi)有IP打包方面的開(kāi)銷，所以能夠更有效的提交數(shù)據(jù)。

以上就是對(duì)現(xiàn)行的視頻網(wǎng)絡(luò)的分析，通過(guò)對(duì)FC視頻網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)的比較，我們可以看出現(xiàn)在構(gòu)建視頻網(wǎng)絡(luò)采用FC網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的必然性，未來(lái)隨著以太網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，未來(lái)視頻網(wǎng)絡(luò)選用什么樣的結(jié)構(gòu)及技術(shù)，還有待于進(jìn)一步的驗(yàn)證，讓我們拭目以待。