電視制播系統中的存儲及存儲管理技術分析

陳旭

摘 要：在當今的電視制播系統當中，存儲系統網絡平臺作為電視制播系統關鍵的重要平臺，性能優劣則會對整個電視制播系統造成直接影響。基于此，文章針對電視制播系統中的存儲及存儲管理技術進行具體分析。

關鍵詞：電視制播系統；存儲；管理技術

電視制播系統中的存儲系統網絡平臺作為核心平臺，對其存儲容量以及數據訪問、傳輸、管理等性能有著非常高的要求，其綜合性能的優劣對整個制播系統有著直接影響。在當前計算機技術高速發展的時代中，存儲技術也主要分為直接附加存儲（Direct Attached Storage，DAS）、網絡附加存儲（Network Attached Storage，NAS）與存儲區域網絡（Storage Aera Network，SAN）3種，不同存儲技術有著不同的特點與技術優勢，在電視制播系統的具體存儲管理方案設計中，有其各自的用武之地。

1 電視制播系統中的存儲技術及其優缺點

1.1 DAS存儲技術

DAS大多應用于傳統的計算機網絡，所有工作都基于服務器，外部的數據存儲設備直接與內部總線掛接，存儲系統同樣是服務器的重要組成，服務器需要完成應用服務與文件服務，通過同一服務器處理客戶機的服務請求與數據的出入[1]。

正因為DAS的所有訪問工作都需要經由服務器完成，因此，在用戶量激增或者是服務器處于滿載狀態時，其響應速度則難以跟上，會出現不同程度的延遲與傳輸速率下降，即便是帶寬充足的情況下，還是會受到服務器的限制。

1.2 NAS存儲技術

NAS主要利用專屬文件服務器對文件存儲系統進行管理。NAS存儲系統能夠按照應用服務器或是客戶機的命令去實現對內在文件的管理工作。一般來講NAS采用UDP/IP或TCP/IP協議實現訪問服務的標準化，可在異構服務器之間實現數據共享。

NAS所應用的是直接針對用戶制作且是專屬于數據存儲的簡便化操作系統，將與網絡進行連接的協議內置在了系統當中，所以NAS存儲系統的管理與設置都非常方便，是一款即插即用型的產品。所以，相對來講NAS的成本經濟且方便管理，同時能夠實現數據共享。

1.3 SAN存儲技術

SAN將存儲器與網絡工作站節點直接相連，有著高速的訪問效率。借助于光纖將服務器與存儲設備進行相連，實現更高吞吐量、更遠距離以及更高穩定性的連通[2]。SAN的存儲網絡模式可為交換式，也可為共享式。

SAN存儲技術有著更高的拓展性能、訪問速度與處理效率。正因為SAN應用的是網絡構架，服務器能夠訪問存儲網絡中的所有存儲設備，所以用戶可根據需求隨意添加磁盤陣列、帶庫以及服務器等存儲設備，進而實現客戶想要的存儲空間與處理能力。此外，SAN存儲技術還具有專門用于大體量數據傳送而制作的光纖通道（Fibre Channel）技術，現如今光纖傳輸速率不斷提升，SAN的數據傳輸速度與處理性能也提升到了更高層次。

1.4 NAS+SAN存儲技術

由于NAS與SAN都有各自的優劣勢，并且這兩項存儲技術可進行相互彌補，因此，在具體應用當中經常將兩者置于同個系統網絡當中，所以也就存在了NAS+SAN存儲系統。該存儲系統的前端為部分NAS Head與采用SAN存儲設備的服務器，NAS HeadDiU主要支持NFS和CIFS協議接口與管理服務。不過，其中的NAS存儲系統與傳統相比有所不同，該系統的NAS Head使用的并非本地存儲設備，而改用SAN存儲設備主要對外提供文件服務。以兩種存儲技術的融合，通過優勢互補有效改善了NAS和SAN系統在存儲設備級方面的共享難題，不過在文件級的共享方面仍然有著和傳統NAS系統同樣的可擴展性難題。

NAS+SAN融合了兩種存儲技術的優勢，有效得到了互補。采取NAS Head作為NAS服務器的控制端，能夠直接或是利用SAN的Fibre Channel與后端存儲系統相連，因此，也就不需要依附于服務器內部存儲，有效支持了更高性能、更大容量以及更高可靠性的存儲后端[3]。如此一來，NAS+SAN的解決方案將用戶原先投資在企業級存儲系統或是SAN存儲設備方面的實效延續發揮，通過引入經濟合理的以太網去實現更高可擴展性的文件訪問功能。這種采用NAS Head的解決方案，有效盤活了規劃存儲增長，很大程度上提高了存儲系統的利用效率，同樣有效發揮出存儲系統與存儲管理軟件的重要作用，并且提高了數據管理的便捷性以及數據的自我保護性能，進而大幅縮減成本投入。

在非編網絡系統當中，大量采用了NAS+SAN的解決方案，不僅能夠為目前的高性能有卡工作站、合成工作站等提供技術服務，同樣也能夠支持今后HDV等高清軟件應用。現如今，CPU+GPU技術在非編網絡系統中的應用逐漸廣泛，非編軟件也逐漸減小了對硬件板卡的依賴程度，再加上對本地緩存的高效應用，其正常運行對網絡帶寬的要求不再像以前那么高，所以成本較高的FC設備則逐漸會被IP網絡設備替代，以此來服務于無卡的非編應用。在NAS+SAN的存儲方案當中，采用FC-SAN的存儲當作NAS矩陣的后臺存儲，利用存儲對共享軟件進行訪問，能夠促使眾多NAS Head組成NAS存儲池，進而與無卡非編等應用的需求相符，實現了利用有限存儲帶寬服務于大量客戶端的目標。

1.5 iSCSI存儲技術

iSCSI也即為互聯網小型計算機系統接口，該存儲系統主要是利用IP網絡，把SCSI塊數據轉化為網絡封包的傳輸協議形式，此協議主要支持服務器（Initiator）、存儲設備（Target）以及協議傳輸網關設備。iSCSI與NAS同樣是利用IP網絡來實現數據的傳送，不過iSCSI的數據存取方式方面所采取的塊協議（ Block Protocal）卻與NAS不一樣，與FC-SAN相同，實際上iSCSI也屬于SAN大家族中的成員[4]。

正因為iSCSI存儲技術綜合了SCSI、以太網以及TCP/IP等相關技術，因此，所有支持iSCSI技術的服務器與存儲設備，均可以與IP交換機以及路由器進行相連，有著開放性強、容量大、可靠性高以及傳輸速率高等諸多優點，針對需在網絡進行存儲和傳輸大規模數據的應用情況最為適宜。然而，iSCSI存儲系統有一定的單點障礙，并且系統的組建與投入成本偏高。

2 電視制播系統中的存儲管理方案設計

對于電視臺的制播系統而言，不僅僅要能夠滿足正常的工作運轉所需，還應在此基礎上去盡量節約成本，實現回報效益最大化，因此，在電視臺的各個制播環節應用存儲管理技術時，要進行精心的設計，規劃出可行性的方案。

具體來講，可分為以下幾點：（l）針對電視臺的大制作網絡以及大媒體資產，筆者建議運用SAN存儲網絡，憑借該存儲技術的高可靠性與高性能，可滿足絕大多數的工作需求，尤其是由于數據訪問而產生的高帶寬要求。（2）針對于偏小型的制作網絡系統以及部門級別的小型媒體資產系統，筆者建議運用iSCSI-SAN存儲網絡，該存儲網絡同樣能夠滿足較高的帶寬要求，但成本更低。（3）針對硬盤播出系統，筆者建議運用DAS存儲技術，在容錯方案方面，由于該播出系統大多采用的是雙機鏡像方式，鏡像服務器與播出服務器都有著各自的存儲系統，因此，能夠通過網絡實現存儲系統上關于數據的進項。（4）針對節目的包裝網絡，筆者建議運用NAS存儲網絡，因為對于電視臺的節目包裝系統而言，一般其規模不會很大，對時效性的要求也不高，但主要強調的是數據共享性要非常高，然而目前的電視臺包裝設備有著非常多的操作系統平臺，比較普遍的設備系統為Windows系統、Apple系統、Unix系統以及Linux系統，而NAS存儲技術的優勢就在于即便是異構操作系統平臺，同樣能夠實現高效的文件共享[5]。（5）針對欄目級別的小型制作網絡，筆者建議運用DAS存儲技術，以成為低廉的成本去獲取較高的數據傳輸速率。

由此可見，DAS，NAS以及SAN存儲技術都有著各自的特點與優點，而具體應用到電視制播系統當中則需充分結合應用環節的自身特點，去選擇相適應的存儲管理方案，以最優化設計去實現最高資源效益。

3結語

綜上所述，當前電視臺的節目生產主要是對視頻音頻流進行采集、編制與播出，其制播系統對網絡帶寬與傳輸速率的需求非常高。不過電視臺對于視頻音頻的處理均相對集中，通常都無需對數據進行遠程處理。因此，核心存儲通常可選用FC-SAN的存儲系統，邊緣存儲則可采用iSCSI或者NAS Head存儲技術去構建二級存儲。此外，采用NAS+NAS方案去構建CPU+GPU網絡，能夠節省成本，優化網絡資源，同原來的雙網結構結合更為密切，是進行電視制播系統存儲管理的有效解決方案。當前，iSCSI作為未來存儲技術的發展趨勢，隨著技術的愈發成熟，也會在電視制播系統中應用更為廣泛。

[參考文獻]

[1]宋麗紅.淺析電視臺制播網絡系統中的網絡儲存體系結構[J]工程技術（文摘版），2015 （11）：265

[2]吳睿.我臺新聞制播網存儲系統概述[J].科技視界，2015 （32）：339.

[3]陳潔，徐晶晶.制播系統的數據庫歸檔管理[J]現代電視技術，2015 （1）：112-114

[4]史招山.高清新聞制播網存儲空間規劃及管理的探討[J]廣播與電視技術，2013 （10）：78

[5]李大扣.廣播制播網核心存儲池的深化設計與應用[J].視聽界（廣播電視技術），2016 （4）：28-32