虛擬化技術在新聞節目制作中的應用

唐 明

（蘇州市廣播電視總臺 技術中心，江蘇 蘇州215006）

虛擬化是一種全新的軟件技術，正在迅速改變著IT的面貌，并從根本上改變著人們的計算方式。虛擬化帶來許多新的特性，可以提高現有資源的利用率，通過縮減物理基礎架構和提高服務器/管理員比率，降低數據中心成本，提高硬件和應用程序的可用性，進而提高業務連續性，實現了運營靈活性，提高桌面的可管理性和安全性[1-2]。

目前虛擬化技術有3個主要的分支：應用虛擬化，桌面虛擬化，服務器虛擬化。3類技術有各自的特點，準確定位以及合理使用能夠有效提高工作效率。下面針對3類技術在蘇州臺新聞制作上的應用進行逐一說明。

1 應用虛擬化

應用虛擬化將應用程序與操作系統解耦合，為應用程序提供了一個虛擬的運行環境。目前應用虛擬化的主流產品有Citrix公司的XenApp軟件。

對于電視臺來說，應用虛擬化的優勢有兩點：安全和跨平臺。從安全角度來說，由于客戶端只需要使用專用端口與發布應用的服務器通信，如XenApp的ICA（Independent Computing Architecture）協 議 使 用TCP 1494端口，而不需要直接訪問制作網內的服務器，故對制作網的服務器是一種保護。而且由于應用程序是運行在虛擬化服務器上，對客戶端沒有要求，故制作網內的原本運行在Windows下的程序，虛擬化后可以運行在Windows，Mac，Android，iPhone，iPad等設備上。

在蘇州臺，按傳統的方式，制作網的新聞文稿服務器只能在臺內網絡訪問。這是出于安全性和保密性的考慮。如果把文稿數據庫發布到因特網上，蘇州臺的記者編輯自然可以訪問使用，而那些未被授權的用戶可以通過攻擊臺內的服務器來得到訪問的權限，或是傳播病毒木馬，或是竊取稿件信息。所以以往記者在外采訪寫稿，文字稿件只能通過郵件方式發給臺內的編輯，再由臺內的編輯輸入到文稿系統內。

而隨著非編制作網進入全流程制作的階段，文稿成為了新聞直播的基礎要素，只有文稿進入了當晚直播的串聯單，新聞單片才能通過正常的流程被審定，然后傳遞到導控室。這就要求記者在現場就能訪問稿件系統，建立稿件并進行編輯，與視頻的編輯同步進行。

通過使用應用虛擬化技術將文稿等應用對外發布，并對訪問信息進行加密，阻止了未被授權的用戶通過攻擊服務器來得到訪問權限。

蘇州臺的文稿系統只能在32位的Windows操作系統下運行。但是隨著技術的發展，64位操作系統以及Mac等非Windows系統在視頻制作上能實現更好的使用效果。之前這些用戶無法在自己的計算機上進行文稿的編輯，而文稿應用虛擬化后，能夠獲得與32位Windows系統下一樣的使用體驗。

如圖1所示，虛擬化后的應用可以實現跨平臺訪問，如手機客戶端的訪問。這樣即使記者在外采訪，也可以隨時使用自己的智能手機登錄虛擬文稿系統，對稿件進行編輯，并查看審稿情況，以便在第一時間做出修改。

2 桌面虛擬化

圖1 蘇州臺文稿系統手機端訪問（截圖）

隨著虛擬化技術的發展，桌面虛擬化技術致力于解決終端桌面信息安全、集中計算、集中管理、移動辦公、遠程辦公，是企業私有云的一種體現[3-4]。它采用遠程訪問技術，支持前端瘦客戶機、后端桌面后移，集中計算，通過創建虛擬機，分享物理服務器的CPU、內存、磁盤，用戶終端通過以太網登陸到虛擬主機上，只需要記住用戶名、密碼及網關信息，即可隨時隨地通過網絡訪問自己的桌面系統。管理員可以通過動態調節服務器的CPU、內存來實現不同的計算能力。

虛擬桌面有諸多優點，包括簡化系統部署、控制用戶訪問、簡化IT維護、統一管理集中配置、提高訪問靈活性、提升桌面系統安全等。對于電視臺來說，虛擬桌面的最大優點是提供異構的網絡訪問，有效隔離內外網。客戶端通過使用專有的協議訪問虛擬桌面，通過虛擬桌面訪問所需的網絡，而不需要開發客戶端直接訪問目的網絡的權限。

蘇州臺在不影響制作網安全的前提下，通過使用虛擬桌面，盡可能地提供訪問上的便利。桌面虛擬化被分為兩個部分進行——將辦公桌面虛擬化和將審片工作站虛擬化。

對于需要進行視頻編輯而不能訪問外網的用戶，蘇州臺選用了VMware View虛擬桌面，通過部署能訪問因特網的虛擬桌面提供給這些用戶使用，來滿足他們對于因特網訪問的需求，如圖2所示。客戶端使用PCoIP協議訪問VMware View的虛擬桌面。虛擬桌面和本地計算機可以實現完全隔離，用戶在虛擬桌面上所作的一切操作都不會影響到本地計算機的安全，既保證了網絡的安全穩定，又提高了用戶的工作效率。

由于審片軟件需要DirectX技術的支持，且審片軟件運行時需要檢查加密狗的存在，使用運行在虛擬機服務器上的虛擬機無法滿足審片軟件的運行要求。故在對審片工作站虛擬化的過程中，蘇州臺使用了另一種桌面虛擬化技術——工作站虛擬化，將安裝有審片軟件的物理工作站統一部署在IT機房，使用HP的RGS（Remote Graphics Software）協議進行對外發布，由VMware View的Connection Server進行統一調度和管理。

圖2 虛擬桌面中的網絡訪問（截圖）

將審片工作池化后，實現了用戶在臺內使用已有的辦公計算機實現對審片系統的訪問，且每臺審片工作站可以在不同的時間段供不同的用戶使用，提高了審片工作站的利用率，今后即使審片需求增加，也無需添置工作站和加密狗。而且提高了審片系統的安全性，即使某臺工作站出現故障，網內只要有空閑的工作站，就不影響用戶的使用。

雖然這種方式將辦公網與審片網絡連通，但在隔離辦公網和制作網的防火墻上，只需要打開VMware View Connection Server的https協議使用的TCP 443端口和審片工作站上HP的GRS協議使用的TCP 42966端口。這樣即使從辦公網去訪問制作網內的審片系統，也不會帶來任何的安全隱患。

HP的GRS協議能提供很好的顯示效果，如圖3所示，用戶幾乎無法感覺到與使用物理工作站的區別，且安全性高。不過這種虛擬化方式也有一定的不足，成本相對較高。由于DirectX和加密狗要求的限制，使得審片等軟件只能使用物理工作站作為運行桌面，而不能使用虛擬機。目前VMware和Citrix的最新虛擬機已經能提供基本的DirectX支持，可以滿足審片等僅進行視頻播放的簡單應用。今后的虛擬機將會支持性能更好的虛擬顯卡。而加密狗是軟件廠商用于驗證版權的工具，軟件商能改變驗證方式，不再驗證本地的加密點，而是通過網絡驗證服務器端的加密點，這樣既能滿足軟件廠商對版權進行控制的需求，又能避免虛擬機對加密狗不支持的問題。

圖3 辦公電腦使用虛擬桌面進行審片（截圖）

3 服務器虛擬化

對電視臺來說，安全是第一位的。故服務器虛擬化的高可用性功能可以有效提高新聞制作系統的穩定性。目前的服務器虛擬化軟件能夠提供高可用性的解決方案。蘇州臺部署了主流的虛擬化系統VMware vSphere。VMware vSphere提供兩種高可用性方案：HA和FT。

HA的全稱是High Availability，即高可用性。界面如圖4所示，VMware HA群集一般具有一個包括2個或者2個以上ESX主機的邏輯隊列。

圖4 VMware vSphere HA設置界面（截圖）

FT的全稱是Fault Tolerance，即容錯機制。這個功能通過創建虛擬機的一個完全相同的副本，以提供連續服務能力。

FT提供了比HA更高的商業連續性級別。FT發生時，鏡像立刻被激活，所有關于虛機狀態的信息都會被完整保留。存儲在內存中的數據不需要被修改。而HA則要將任何丟失的虛擬機進行重啟。這會結束所有的虛擬機進程和狀態信息，程序和未保存的用戶輸入信息都會丟失。

但VMware vSphere的高可用性還是存在著一定的不足。如使用HA功能，當一臺物理服務器宕機時，原先運行在該服務器上的系統會在另一臺服務器上啟動。但這也需要一定的時間，會造成業務的短時間中斷。新聞制作網中的部分應用服務需要在系統啟動后由用戶運行，這也帶來了更多的維護量。FT功能通過同時運行的系統副本來保證當物理服務器宕機時操作系統不受影響，雖然提供了更好的安全性，但是目前的FT技術僅提供單CPU虛擬機的冗余，這限制了FT技術的使用環境，使得只有一些CPU負載較輕的服務器，如接口服務器、ftp服務器，才可以使用該技術。而對CPU要求較高，如數據庫服務器、Web服務器等，就無法通過FT技術實現高可用，需要尋找另外的解決方案。

4 總結

以目前的技術來看，電視臺新聞制作的業務系統全部遷移至虛擬化平臺還不成熟。許多技術上的障礙還沒有辦法克服。只能將部分功能虛擬化，以提高新聞制作的生產效率。蘇州臺的虛擬化技術的嘗試，實現了規劃的目標，也堅定了將虛擬化進行下去的信心。虛擬化的方式還有多種，各項技術的特點各異，適用范圍也不同，需要不斷地了解、測試、實踐，找出適用于電視臺內各項業務需求的方案。

[1]劉玓.探討云編輯技術在廣電行業的實現[J].現代電視技術，2013（3）：133-137.

[2]張少波.云計算在廈門廣電的探索及運用[J].廣播與電視技術，2011（7）：49-53.

[3]宋海華.基于“云概念”多頻道高清非編系統設計方法的研究[J].現代電視技術，2013（2）：54-55.

[4]趙盈.論云桌面在廣電信息化管理中作用[J].有線電視技術，2013（2）：92-94.