分布式系統(tǒng)架構(gòu)在媒體融合中的應用

尹麗麗

（合肥市廣播電視臺，安徽 合肥 230071）

1 廣播電視臺傳統(tǒng)架構(gòu)的劣勢

傳統(tǒng)網(wǎng)絡架構(gòu)從最初的“多島”建設（各制作島之間互相獨立，依靠共享存儲實現(xiàn)通信）到網(wǎng)絡化建設，都存在劣勢。

1.1 資源管理難

傳統(tǒng)制播業(yè)務系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)相對獨立，數(shù)據(jù)保存在各個子系統(tǒng)，比較分散，難以統(tǒng)一管理。隨著融合媒體的發(fā)展，業(yè)務數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)越來越多，各種類型的文件越來越多，對象關(guān)系錯綜復雜，導致數(shù)據(jù)管理越來越分散，難以形成有效的統(tǒng)一管理［1］。

1.2 單點故障多

系統(tǒng)設備類型越來越多，維護的系統(tǒng)越來越復雜，大量系統(tǒng)建設存在單一故障點。

1.3 數(shù)據(jù)恢復難

數(shù)據(jù)沒有副本，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)問題，難以維護，嚴重時甚至出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、無法恢復的情況。對于一些有價值的數(shù)據(jù)來說，這是難以挽回的損失。另外，很多系統(tǒng)在進行升級改造過程中，由于數(shù)據(jù)難以繼承或者繼承方案過于復雜，不得已放棄一些已保存的數(shù)據(jù)，是傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)存在的隱患。

1.4 系統(tǒng)擴展難

隨著廣電業(yè)務的發(fā)展，傳統(tǒng)架構(gòu)無法滿足業(yè)務數(shù)據(jù)的增長時，勢必要進行系統(tǒng)擴展［2］。然而，傳統(tǒng)架構(gòu)在系統(tǒng)擴展方面存在兩個難點。

（1）規(guī)模擴展。傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)中，一套業(yè)務框架包含多個系統(tǒng)，擴展時需同時擴展多個存儲和數(shù)據(jù)庫等，且不同服務器的擴展方式不同，增加了系統(tǒng)擴展的難度。

（2）業(yè)務擴展。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫進行橫向字段擴展易造成數(shù)據(jù)丟失，且表結(jié)構(gòu)的橫向字段有限，不僅擴展性差，而且經(jīng)常使用多張表關(guān)聯(lián)描述一個事物，使得數(shù)據(jù)庫性能下降。

可見，傳統(tǒng)的廣電架構(gòu)已經(jīng)不能滿足融合媒體形勢下廣電行業(yè)的發(fā)展需求。為了更好地進行融合媒體建設，廣電行業(yè)需要利用最新的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，基于數(shù)據(jù)融合和媒體應用特點，構(gòu)建以數(shù)據(jù)為中心、面向業(yè)務的平臺即服務（Platform as a Service，PAAS）平臺，采用成熟的分布式集群技術(shù)，解決廣電行業(yè)日益膨脹的內(nèi)容數(shù)據(jù)問題，降低數(shù)據(jù)通信和產(chǎn)品維護成本［3］，為業(yè)務系統(tǒng)提供更加穩(wěn)定和安全的內(nèi)容、存儲及數(shù)據(jù)分析與挖掘的綜合服務。

2 分布式系統(tǒng)的設計思想

分布式文件系統(tǒng)（以下簡稱“系統(tǒng)”）既有遵循傳統(tǒng)設計模式的機架服務器結(jié)構(gòu)，又有基于集群模式的分布式文件系統(tǒng)。分布式網(wǎng)絡通常包含多個服務器，用于向用戶提供訪問路徑。分布式文件系統(tǒng)由多個節(jié)點組成，每個節(jié)點可以分布在不同的地方，通過網(wǎng)絡進行通信和數(shù)據(jù)傳輸［4］。

全新系統(tǒng)采用平臺加工具的技術(shù)架構(gòu)，基于Hadoop分布式處理的軟件框架，使用節(jié)點服務器、非編及數(shù)據(jù)資源庫等核心技術(shù)與模塊。物理拓撲如圖1所示。

系統(tǒng)由1個后臺服務集群、1臺千兆萬兆交換機、若干媒體處理服務工作站及客戶端工作站組成。后臺服務集群由3個節(jié)點組成，節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信需要使用交換機萬兆接口，以保障數(shù)據(jù)傳輸速率。節(jié)點與工作站之間的通信可以使用交換機千兆接口。媒體處理服務工作站的數(shù)量根據(jù)臺內(nèi)實際節(jié)目制作量進行配置，主要提供素材轉(zhuǎn)碼、節(jié)目生成及文件遷移服務。客戶端工作站根據(jù)臺內(nèi)實際工作進行配置，主要有4類：高標清上下載工作站，用于素材的上下載與編輯；高標清編輯/審片工作站，用于素材編輯及節(jié)目審查；配音工作站，用于節(jié)目配音；文稿編輯工作站，用于文稿和串聯(lián)單的制作與審核以及素材檢索。

3 分布式系統(tǒng)的工作流程

圖1 物理拓撲圖

使用分布式系統(tǒng)進行程序編輯制作的總體工作流程如圖2所示。從整體制作流程可以看出，系統(tǒng)提供了基于節(jié)目手稿的當前配音和后期配音的工作模式，完善了節(jié)目評審機制，并提供了素材生成等多種功能，具有節(jié)目直接輸出和節(jié)目點評輸出兩種輸出方式，完全符合電視節(jié)目制作過程管理的實際情況，可滿足制作過程的需要［5］。

圖2 分布式系統(tǒng)工作流程圖

編輯制作流程詳細描述：

（1）直接在非編中新建文稿進行節(jié)目制作，且在文稿中能查看到該文稿信息；

（2）非編編輯完成節(jié)目后直接通過系統(tǒng)調(diào)度分配任務給后臺合成，后臺合成后直接遷移到演播室播出；

（3）非編編輯完成節(jié)目制作、合成及送審，審片通過后節(jié)目遷移到播出、演播室或者第三方，否則打回重新編輯制作；

（4）非編編輯完成本地合成后，可由系統(tǒng)分配任務給遷移、播出或者第三方。

4 分布式系統(tǒng)的優(yōu)點

4.1 安全性和穩(wěn)定性高

電視臺使用的綜合網(wǎng)絡系統(tǒng)每天負責制作多個頻道和大量自辦節(jié)目，由于業(yè)務流程相對固定，程序生成量大，對網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和安全性有很高的要求。分布式系統(tǒng)的優(yōu)點是資源分散在每個節(jié)點上，因此一個節(jié)點的損壞不影響程序的正常生產(chǎn)和合成，故網(wǎng)絡的穩(wěn)定性和安全性高。

4.2 開放性好

除了電視臺完整的業(yè)務流程外，分布式系統(tǒng)還具有良好的開放性，使運營商能夠制作出更好的節(jié)目。同時，分布式系統(tǒng)具有可擴展性，除了編輯站點和編輯功能的擴展外，還能為今后整個網(wǎng)絡的擴展和升級做好準備。

4.3 成本控制好

分布式系統(tǒng)采用多種先進技術(shù)來保證系統(tǒng)的整體性能，同時最大限度地優(yōu)化網(wǎng)絡工作模式和網(wǎng)絡架構(gòu)，大大降低了整個系統(tǒng)的成本，使之成為各級地區(qū)電視臺可以使用的系統(tǒng)。

4.4 機房維護方便

不同于大型網(wǎng)絡擁有龐大的占地面積和大量的人員投入，分布式系統(tǒng)安裝和建設簡單快捷，流程規(guī)范，便于日常管理和維護。

4.5 提供標準和開放的對外接口

融合媒體業(yè)務需求是不斷變化的，因此新的匯聚方式、生產(chǎn)工具及發(fā)布渠道會不斷出現(xiàn)，對業(yè)務系統(tǒng)造成了影響。分布式系統(tǒng)具備豐富的對外預置接口，可以根據(jù)業(yè)務變化進行適配。

5 結(jié) 語

廣播電視在邁向高清化、融合化甚至智慧化的過程中，技術(shù)的快速發(fā)展能夠加快融合和智慧化的步伐。融合媒體業(yè)務的變化發(fā)展日新月異，新的業(yè)務形態(tài)和新的商業(yè)模式經(jīng)常會帶來系統(tǒng)規(guī)模的變化，而多種多樣的業(yè)務形態(tài)同時存在和發(fā)展對系統(tǒng)的擴展性要求也逐步提高。分布式系統(tǒng)架構(gòu)非常適合廣播電視融媒體的建設需要，是目前較為流行的架構(gòu)模式，能夠給廣播電視智慧化預留接口，節(jié)約一定的成本投入。