論私有云存儲(chǔ)在高清制作網(wǎng)中的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)

文/孫強(qiáng)

引言

電視領(lǐng)域的飛速發(fā)展對(duì)電視節(jié)目制作與節(jié)目數(shù)據(jù)處理與管理提供了更高的要求。因此，為了滿足大眾需求，相關(guān)技術(shù)人員采用了云儲(chǔ)存這種先進(jìn)的改良措施，以提高電視節(jié)目的質(zhì)量與效率，同時(shí)對(duì)數(shù)字化的電視節(jié)目進(jìn)行管理與儲(chǔ)存。制作網(wǎng)承載著電視節(jié)目的裁剪、編輯等任務(wù)，海量的節(jié)目信息與制作網(wǎng)密不可分，所以，云儲(chǔ)存在高清制作網(wǎng)中的使用尤為重要。

1.虛擬存儲(chǔ)技術(shù)以及其應(yīng)用

隨著科技的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)也得到了快速發(fā)展，視頻網(wǎng)絡(luò)和整個(gè)頻道正在逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)一體化。特別是對(duì)存儲(chǔ)要求超高的高清制作網(wǎng)絡(luò)來說，更是需要將先進(jìn)的產(chǎn)品和存儲(chǔ)技術(shù)引入視頻領(lǐng)域。

SAN技術(shù)發(fā)展至今，產(chǎn)生了許多新概念。虛擬存儲(chǔ)的出現(xiàn)更是其中具有代表性的存在。與過去的交換機(jī)和RAID陣列相比，陣列中的SAN結(jié)構(gòu)可以被主機(jī)通過硬件層直接接觸，而虛擬存儲(chǔ)的定義是把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技能從物理的、實(shí)際的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存中抽象出來，使普通用戶在讀取數(shù)據(jù)時(shí)不用擔(dān)心存儲(chǔ)設(shè)備的物理容量和位置、參數(shù)配置。因此，減少編輯用戶和系統(tǒng)管理人員的工作難度。

將存儲(chǔ)材料放到網(wǎng)絡(luò)上，方便存取的儲(chǔ)存方式就是云儲(chǔ)存。這樣的儲(chǔ)存方式方便用戶無論何時(shí)何地都能夠通過網(wǎng)絡(luò)輕松地取得數(shù)據(jù)，不用苦惱由于存儲(chǔ)的需求增多而沒有儲(chǔ)存空間，也不會(huì)由于建立了太多存儲(chǔ)設(shè)備而造成資金浪費(fèi)，相反地簡(jiǎn)化了管理難度。[3]如果存儲(chǔ)商能提供一套快速且安全的云存儲(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)附有簡(jiǎn)單的管理和數(shù)據(jù)檢索功能，一方面滿足了用戶對(duì)存儲(chǔ)彈性，機(jī)動(dòng)性的要求，另一方面也是一個(gè)經(jīng)濟(jì)劃算的解決存儲(chǔ)的方案。

與公有存儲(chǔ)有區(qū)別的是私有存儲(chǔ)云，它只局限于一個(gè)區(qū)域內(nèi)應(yīng)用。私有云僅僅只對(duì)區(qū)域內(nèi)用戶提供存儲(chǔ)服務(wù)和對(duì)應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量。編輯用戶不需要明白“云”的具體組成細(xì)節(jié)，只需要知道使用存儲(chǔ)服務(wù)對(duì)應(yīng)的接口，以及相對(duì)應(yīng)的戰(zhàn)略，其余的“云”都會(huì)自動(dòng)完成。對(duì)用戶來說，存儲(chǔ)云是透明的，云的內(nèi)部如何配置，如何實(shí)現(xiàn)，使用哪種技術(shù)、哪種平臺(tái)都不需要關(guān)心。當(dāng)用戶需要儲(chǔ)存時(shí)，“云”就可以提供空間儲(chǔ)存，并且編輯用戶還能夠隨時(shí)讀取儲(chǔ)存資源。因?yàn)樵贫说脑瓌t是以不妨礙用戶使用為前提，提供許多附加功能，也由此云端成為安全、可靠、高效的存儲(chǔ)池。

目前的電視顯示屏越來越清晰，人們大多追求全高清、高清的媒體格式。對(duì)制作網(wǎng)的帶寬來說，高清視頻制作是極大的挑戰(zhàn)，特別是對(duì)那些大型制作網(wǎng)來說更是挑戰(zhàn)，大型制作網(wǎng)平臺(tái)對(duì)視頻音頻的對(duì)讀延遲極其敏感，因此對(duì)制作網(wǎng)的讀寫功能同樣是挑戰(zhàn)。用戶在造制作網(wǎng)時(shí)，希望能有極好的拓展功能，可以完成性能和容量的一并擴(kuò)展。因此，對(duì)大型制作網(wǎng)儲(chǔ)存規(guī)劃來說，第一選擇就是私有云。

私有云制作系統(tǒng)為4層架構(gòu)，各層主要功能和作用如下。

基礎(chǔ)資源層：作為云制作系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，包括通用的硬件、通用服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)；專業(yè)媒體資源，例如制作資源管理服務(wù)、制作策略管理服務(wù)、數(shù)據(jù)庫訪問組件等一些專門為電視臺(tái)制作網(wǎng)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的專業(yè)設(shè)備。

服務(wù)平臺(tái)層 服務(wù)平臺(tái)層是一些核心制作業(yè)務(wù)具體完成者，使用基礎(chǔ)資源并對(duì)上層提供具體業(yè)務(wù)子系統(tǒng)組裝的核心服務(wù)組件，包括媒體處理平臺(tái)（面向所有和媒體處理相關(guān)的業(yè)務(wù)，如渲染、轉(zhuǎn)碼等）、元數(shù)據(jù)管理平臺(tái)（面向所有和內(nèi)容操作業(yè)務(wù)，如元數(shù)據(jù)管理）、應(yīng)用產(chǎn)品平臺(tái)。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)層：制作管理、流程引擎驅(qū)動(dòng)、虛擬化系統(tǒng)和云桌面系統(tǒng)。

制作端應(yīng)用：高清云上載系統(tǒng)、非編瘦客戶機(jī)等各種類型的端站點(diǎn)。

云制作系統(tǒng)采用千兆+萬兆以太網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以根據(jù)需求進(jìn)行靈活增減。全系統(tǒng)架構(gòu)采用全I(xiàn)P化部署，整個(gè)系統(tǒng)使用萬兆交換加千兆接入交換機(jī)級(jí)聯(lián)，采用10GE 交換模式上連，并有充分的冗余連接方式做帶寬保證和容災(zāi)保證。

存儲(chǔ)容量和分層存儲(chǔ)。考慮到投資成本的合理性以及云存儲(chǔ)平臺(tái)的可擴(kuò)展性，在一期建設(shè)中部署60TB的磁盤容量，包括SSD、SAS、SATA等3種不同類型以及不同容量大小，以應(yīng)對(duì)不同的應(yīng)用需要。待業(yè)務(wù)系統(tǒng)分批遷入云存儲(chǔ)平臺(tái)過程中再按需逐步擴(kuò)容。

根據(jù)磁盤性能與業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，對(duì)磁盤類型以及組合方式做了細(xì)致的規(guī)劃。首先，將性能最好的SSD盤部署在離控制器最近的總線上，將性能最弱的SATA盤部署在離控制器最遠(yuǎn)的總線上，以提高存儲(chǔ)設(shè)備的整體性能。此外，采用數(shù)據(jù)分層技術(shù)，在容量最小但性能最好的SSD盤上存放讀寫頻率最高的數(shù)據(jù)，在容量和性能都適中的SAS盤上存放使用頻率相對(duì)較高的數(shù)據(jù)，在容量最大但性能最低的SATA盤上存放使用頻率很低的數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫的最佳效能。

2.私有云存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)

2.1 超低延遲，超高帶寬

目前，云存儲(chǔ)大多利用8GB的FC-SAN架構(gòu)滿足用戶對(duì)儲(chǔ)存的要求，SAN的高性能可以提供超大儲(chǔ)存空間，對(duì)某些要求嚴(yán)格的應(yīng)用來說，它還滿足超低延遲這樣嚴(yán)格的要求。

2.2 集中容災(zāi)及備份可以輕易實(shí)現(xiàn)

沒有什么設(shè)備是完全可靠的，存儲(chǔ)設(shè)備也不能確保每分每秒都可靠。硬盤壞了用戶能購買一個(gè)新的，但數(shù)據(jù)損壞了，用戶卻沒辦法補(bǔ)救，尤其是數(shù)據(jù)丟失，這樣的損失是無法彌補(bǔ)的。[4]因此，進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，以及在合適的時(shí)間以可以接受的成本完成業(yè)務(wù)的容災(zāi)，確保業(yè)務(wù)和應(yīng)用的可用性。集中地進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和業(yè)務(wù)應(yīng)用的容災(zāi)比分散的存儲(chǔ)更容易管理和實(shí)現(xiàn)，并且更加快速有效。多種RAID級(jí)別的組合還有全冗余的硬件設(shè)計(jì)，再加上復(fù)制、快照等數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)，以確保存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的安全。

云存儲(chǔ)平臺(tái)的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)必須具有高性能的IOPS（每秒進(jìn)行讀寫操作的次數(shù)）以及存儲(chǔ)帶寬，部署雙引擎單元，且每個(gè)引擎單元具有2個(gè)管理模塊，提供對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的管理與對(duì)外接口。雙引擎之間不僅實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備，而且每個(gè)引擎中的管理模塊也實(shí)現(xiàn)了兩兩互為熱備。在傳輸鏈路方面，每個(gè)管理模塊提供了多個(gè)接口實(shí)現(xiàn)與各類交換機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備之間的鏈路均衡、負(fù)載均衡，由此實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)平臺(tái)的高安全性和高性能。

2.3 集中管理，便于維護(hù)

集中管理能夠在同一個(gè)界面下，對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和維護(hù)，用戶只需要將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存進(jìn)云空間，接下來處理數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)等工作都由云端來完成，這既對(duì)數(shù)據(jù)的安全性增加了保障，又減少了儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的成本。

2.4 延展性好，便于伸縮

對(duì)于大多數(shù)編輯用戶來說，他們不知道如何實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)，只了解存儲(chǔ)的接口。這就像是在用戶和私有云儲(chǔ)存之間增加了一個(gè)中間層。如果此時(shí)對(duì)私有云儲(chǔ)存的后面部分進(jìn)行改動(dòng)過，它不會(huì)影響到前端的數(shù)據(jù)，也不會(huì)妨礙編輯用戶使用前端。因此，私有云存儲(chǔ)得以在空間上進(jìn)行靈活的維護(hù)，延伸和升級(jí)，對(duì)后端的影響實(shí)現(xiàn)最小化。SCALE-out架構(gòu)能確保同時(shí)實(shí)現(xiàn)線性提升和容量動(dòng)態(tài)延伸，提供快速有效的存儲(chǔ)服務(wù)，破解對(duì)數(shù)據(jù)容量需求大的問題；提供虛擬化的環(huán)境，利用堆疊多節(jié)點(diǎn)帶寬實(shí)現(xiàn)超高的前端帶寬。

2.5 存儲(chǔ)方式和接口的多樣性

為了適應(yīng)多種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用，云存儲(chǔ)平臺(tái)的存儲(chǔ)網(wǎng)必須能夠支持現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)所需的所有存儲(chǔ)方式，能夠提供多種模塊化的存儲(chǔ)接口，同時(shí)支持接口模塊的在線擴(kuò)展。例如，無錫廣電歸檔型媒資系統(tǒng)中各類素材采用NAS的存儲(chǔ)方式，利用萬兆網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；其虛擬化搭建的服務(wù)器端采用SAN的存儲(chǔ)方式，并通過FC的接口進(jìn)行互聯(lián)。

結(jié)語

隨著時(shí)代不斷的進(jìn)步，私有云儲(chǔ)存被越來越多地應(yīng)用于制作網(wǎng)中。對(duì)于私有云儲(chǔ)存的應(yīng)用不但可以提高電視節(jié)目的高清生產(chǎn)頻率，與此同時(shí)，也在一定程度上提高節(jié)目的相關(guān)特效質(zhì)量。通過對(duì)云儲(chǔ)存在制作網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，可以看出，以云儲(chǔ)存為基礎(chǔ)的制作網(wǎng)創(chuàng)新完全符合了節(jié)目高清制作的需求，并且私有云儲(chǔ)存在高清制作網(wǎng)的應(yīng)用，增強(qiáng)了電視臺(tái)處理大量媒體數(shù)據(jù)與視頻音樂素材的能力。不僅消除了媒資編輯中后期音頻文件處理的瓶頸，而且能夠使百余臺(tái)工作站同時(shí)運(yùn)作。