近線存儲在播出系統中的應用

文丨陶 沙 唐智廣 白月文

（安徽廣播電視臺播出部，合肥230022）

1 近線存儲的作用及其優勢

在線存儲、近線存儲和離線存儲是現在電視臺視音頻素材存儲的三種基本模式。

當采用介于在線和離線之間的近線存儲設備時（例如自動化帶庫、光盤庫等），我們普遍考慮的是它的經濟、安全可靠、大容量的特質。同時又具有尋址迅速、傳輸率高的特點。即使數據的訪問量不大的數據被存放在性能較低的存儲設備上，但是也能做到快速隨時的訪問。

近線存儲相對于在線存儲在播控系統的應用中有很大的優勢：

第一，我們可以根據具體的需求來設計近線存儲設備。存儲時間長（若干月甚至一年不等），存儲量大，提高反復播放的素材的利用率。

第二，為了滿足應急播出或者臨時更換節目的需要，當節目資源從近線存儲區往播出服務器遷移時，其速度要遠快于上載的速度。

第三，保證播出系統的網絡資源的安全和穩定非常重要，系統制定了使素材只在播出系統空閑時執行遷移的策略。

第四，摒棄了服務器在上載時由主到備的拷貝過程，真正做到節目素材向主備播出視頻服務器的同時傳輸。

第五，一方面實現和其他業務平臺節目素材的共享；另一方面為了保證磁盤播出數據的安全，將播出服務器和其他網絡分開。

第六，可以在任何地方進行節目素材的上載和傳送，因為網絡連接對設備的物理位置沒有要求。

第七，跟服務器的本地存儲相比，大大的降低了成本。

2 近線存儲在硬盤播出系統中的應用

在播控系統中，在線存儲（online）表現為日常中播出和上載連續訪問大量數據的狀態，因為可以直接、實時的讀寫存放在磁盤上的數據，所以在線存儲很安全也很有效率。離線存儲（off-line）表現為將日常節目內容備份進磁帶的狀態，存取需要人工介入，實時性較差。因為它具有存儲容量大和成本低的優點，所以在某些領域使用頻率也不低。第三種狀態需要克服離線存儲實時訪問速度低，并適應不需連續訪問大容量的環境，最理想的解決方案是近線存儲（near-line）。

為了讓近線存儲系統發揮最大作用，在引入到播控系統中需要注意一些設計原則：

第一，為了使數據在近線存儲系統與播出視頻服務器遷移的流程更有效率，必須保證它們之間存在多個通道并且鏈接暢通。

第二，為了簡化離線存儲步驟，需要使近線存儲實現離線存儲的功能。

第三，根據遷移服務器的處理能力以及外設的磁帶機數量，近線存儲應具有良好的可擴展性和兼容更高的擴展容量。

3 遷移與存儲

以安徽電視臺近線存儲和遷移為例，從下圖中可以看出不論是光纖交換機或以太交換機，還是遷移服務器或播出、上載服務器，為了安全考慮全都是主備共存。萬一主機發生故障，備機可以立刻替補上去。不會造成系統的崩潰，滿足了在硬件上安全級別的要求。

在播出過程中經常會要求多種不同類型的計算機可以同時訪問同一個文件，使用StorNext文件系統(StorNext File System)可以解決這個問題。

從圖中可以看出，每臺遷移服務器都包含一個SNFS服務器，當播出或者上載服務器需要訪問文件系統中的數據的時候，它首先要做的是向StorNext文件系統服務器發出請求，由它來判定該用戶是否有權限，該文件是否可用。隨后StorNext文件系統服務器找到所要傳輸的數據存儲位置，并將該位置響應給請求服務器，則該服務器就可以通過高速光纖來訪問這個文件了。當某一臺遷移服務器出現故障的時候，StorNext文件系統服務器會激活指令來指定另一臺遷移服務器去管理和維護元數據服務。

播出、上載服務器為獲得文件需發出請求，遷移服務器會產生一個包含文件元數據和其第一個塊數據的信息令牌。文件系統可以根據令牌來跟蹤和定位文件正在被某個播出、上載服務器使用，還可以指定節目數據存放在某個存儲器中。遷移服務器還用回叫功能來同步緩存，即時播出、上載服務器改動共享素材，數據的一致性不會被破壞。比如，我們的直播節目在重播時經常會更改一些內容，而原先內容已經在播出線上整裝待發，新內容在上載線上更改后，通過同步緩存后，保證播出和上載服務器的內容一致，同時也保證了觀眾觀看到了更新的內容。

StorNext文件系統是整個系統的基礎部分，StorNext存儲管理員（StorNext Storage Manager）擔負著實現在策略基礎上自動化管理的作用。它通過綜合近線和離線存儲資源形成一個虛擬的存儲池，這個存儲池是海量的和經濟的。由此StorNext SM可以非常高效的管理存儲設備。StorNext SM具備一個實時策略引擎，它根據事先人工制定的策略自動將數據復制到不同級別的存儲設備中。

3.1 存儲位置變換策略

在不同級別的存儲設備之間移動數據，磁盤存儲設備優先級不是等同的。比如安徽廣播電視臺播控系統設計中，播出的內容通常默認都是從主播出存儲模塊中調取，所以它的的優先級最高。

3.2 復制策略

StorNext存儲管理員（StorNext SM）復制策略可以始終保護StorNext文件系統中的數據。它使用預先定義的規則自動的將數據拷貝到其他大容量存儲介質中，比如備播出存儲模塊、近線存儲體等等。這些為每個存儲級別設置的策略是根據：文件被復制另一種介質時，該文件未被改動的最少時間（單位為分鐘）；數據可以存儲復制到什么類型的模塊；所復制文件的壽命時間，以及該文件是否被近線存儲使用。自動地將文件拷貝到備播出存儲模塊的功能，提供了播出線上若出現突發事故的應急保障。與文件系統集成，可以使文件發生改變后可以被立刻復制。

4 結語

存儲模塊是播控系統設施建立的基礎，存儲網絡將成為整個電視臺一體化網絡的核心部分，因為近線存儲系統的出現。因此能大幅提高節目素材的再利用效率。本章對近線存儲的概念、應用、遷移理念、工作原理等方面進行了詳細的敘述。StorNext的數據管理方式，避免了每臺服務器上進行管理存儲的重復工作，同時也整合了存儲和數據資源，采用存儲策略在數據整個生命周期內、在不同存儲介質之間移動和保護數據。這種方式的優點在于將存儲系統、管理人員、用戶和數據有效地統一在一起。

[1] 郭杰.2011.近線存儲異構播出平臺的研究與實現.[D].廣州：華南理工大學，27-29.

[2] 夏進.2006.電視臺硬盤播出系統關鍵技術的研究.[D].上海：上海交通大學，17-18