多級云融媒體系統(tǒng)設(shè)計

全東寧

（新疆廣播電視臺，新疆 烏魯木齊 830044）

0 引 言

傳統(tǒng)融媒體中心建設(shè)具有系統(tǒng)復雜、投資海量、建設(shè)周期長、系統(tǒng)兼容性差以及對技術(shù)人員要求高的特點，基于中西部地區(qū)人才、資金及地域等特點，融媒體建設(shè)需要新的建設(shè)思路。

1 云融媒體架構(gòu)模型

1.1 云計算的基本框架

對網(wǎng)絡(luò)、計算及存儲等資源虛擬化，通過網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)來為用戶提供服務(wù)，是云計算平臺的核心。除了技術(shù)實現(xiàn)手段外，云計算更多地體現(xiàn)為一種商業(yè)服務(wù)模式。從用戶體驗視角出發(fā)，云計算平臺具有基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)（Infrastructure as a Service，IaaS）、平臺服務(wù)（Platform as a Service，PaaS）以及軟件服務(wù)（Software as a Service，SaaS）3種服務(wù)模式。其中，IaaS提供整個生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)架構(gòu)，包括計算資源、存儲資源及網(wǎng)絡(luò)資源等基礎(chǔ)資源；PaaS提供可彈性調(diào)度的平臺服務(wù)層，為不同業(yè)務(wù)應用提供標準化的應用工具和服務(wù)；SaaS提供面向業(yè)務(wù)的系統(tǒng)化解決方案[1]。

1.2 云平臺總體技術(shù)架構(gòu)模型

云融合媒體平臺的主體架構(gòu)采用通用云平臺SaaS、PaaS、IaaS三層架構(gòu)模式，如圖1所示。

圖1 云平臺總體技術(shù)架構(gòu)模型

媒體設(shè)施服務(wù)層IaaS為各類服務(wù)提供統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境，虛擬池化網(wǎng)絡(luò)、存儲、計算等各類資源。媒體平臺服務(wù)層PaaS為媒體服務(wù)提供對應的接口和平臺支撐，包括資源適配層、公共能力服務(wù)層、運營支撐層、業(yè)務(wù)集成層以及開發(fā)接口層等。媒體軟件服務(wù)層SaaS包括可擴展、可配置、多用戶及網(wǎng)絡(luò)化的應用服務(wù)；傳統(tǒng)應用軟件轉(zhuǎn)換成媒體服務(wù)層下的應用軟件產(chǎn)品，充分利用平臺的各類虛擬資源[2]。

2 方案設(shè)計

2.1 總體架構(gòu)設(shè)計

各級縣級融媒體中心以租戶為單位，由省級融媒體中心平臺提供工具服務(wù)類產(chǎn)品，租戶按需選擇應用。打造一個面向省、市、縣宣傳部門和媒體機構(gòu)的服務(wù)平臺，在一盤棋的統(tǒng)一規(guī)劃下，幫助各級媒體機構(gòu)快速建立云融媒體平臺，解決現(xiàn)有技術(shù)、人才不足等問題，擺脫資金、平臺等非主業(yè)限制，專注于新聞媒介內(nèi)容開發(fā)，快速提升其在區(qū)域內(nèi)的新聞輿論傳播力、引導力、影響力及公信力[3]。總體架構(gòu)如圖2所示。

圖2 云融媒體架構(gòu)

2.2 總體拓撲設(shè)計

在整體網(wǎng)絡(luò)拓撲方面，融媒體中心進行本地+云的建設(shè)，在保證自身業(yè)務(wù)的支撐能力和工具能力的同時，也提供支持多租戶的、可彈性擴展的平臺能力，通過網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，為縣級融媒體中心提供工具和服務(wù)[4]。云融媒體拓撲如圖3所示。

圖3 云融媒體拓撲圖

2.3 縣級融媒體方案設(shè)計

按照縣級融媒體平臺的建設(shè)方式，縣融機構(gòu)與省級有線融媒體中心的對接方式主要有融合本地系統(tǒng)方案和全云平臺方案兩種。

2.3.1 融合本地系統(tǒng)方案

本方案以本地建設(shè)融媒體系統(tǒng)為基礎(chǔ)，即以本地建設(shè)為主、云上建設(shè)為輔，還需考慮融合第三方系統(tǒng)。新建本地平臺對接方案如圖4所示。

圖4 新建本地平臺對接方案

云端視頻支撐服務(wù)平臺是縣級融媒體中心本地與省融媒體平臺的“橋梁”，云下任何系統(tǒng)與融媒體平臺對接，只需要和該服務(wù)平臺對接即可。云端視頻支撐服務(wù)平臺主要負責云端視頻管理和處理服務(wù)，承擔內(nèi)容管理、挑選及分發(fā)等功能；同時提供專業(yè)的媒體處理服務(wù)，如轉(zhuǎn)碼和抽幀等。該服務(wù)平臺通過與CMS和VMS進行對接，實現(xiàn)文字稿件和視頻文件的交互。CMS和VMS服務(wù)以及大數(shù)據(jù)輿情作為新媒體發(fā)布渠道，為縣級融媒體中心媒體大數(shù)據(jù)輿情服務(wù)的支撐。本地生產(chǎn)系統(tǒng)是專業(yè)的電視制播系統(tǒng)，具備文稿、非編、播出、媒資等一系列專業(yè)電視能力，可支撐本地電視生產(chǎn)。本地上云網(wǎng)關(guān)作為本地系統(tǒng)與云端安全互聯(lián)的橋梁，實現(xiàn)本地和云端的文件和稿件的流程化交互。

2.3.2 全云平臺方案

全云平臺方案中，本地僅有辦公電腦、非編站點，即以云上建設(shè)為主，本地建設(shè)為輔。方案如圖5所示。

圖5 全云平臺方案

云端視頻支撐服務(wù)平臺主要實現(xiàn)云下系統(tǒng)與云融媒體平臺的對接，提供媒體處理服務(wù)，實現(xiàn)交互。中央廚房、CMS和VMS服務(wù)以及大數(shù)據(jù)輿情是縣級融媒體中心中央廚房總體業(yè)務(wù)、新媒體發(fā)布渠道以及媒體大數(shù)據(jù)輿情服務(wù)的支撐。上下載工作站作為本地單機非編與云端的橋梁，實現(xiàn)本地非編和云端的素材文件的手動交互。辦公電腦和單機非編由縣融中心提供，是云端平臺訪問和融合業(yè)務(wù)生產(chǎn)的工作終端，具備基礎(chǔ)的專業(yè)視頻生產(chǎn)能力。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 多租戶設(shè)計

3.1.1 運營自助門戶

運營自助門戶作為租戶的技術(shù)運維人員使用的門戶，提供簡潔的圖形化操作界面。各租戶可按照用戶權(quán)限不同自行配置權(quán)限并展示不同的登陸模塊。例如，臺方業(yè)務(wù)部門管理人員可以看到所選擇的各類生產(chǎn)工具和服務(wù)，臺方技術(shù)人員根據(jù)權(quán)限只可看到基礎(chǔ)資源管理及幫助中心，而平臺支撐技術(shù)人員則可以登陸看到業(yè)務(wù)運維、運營管理及幫助中心等[5]。

3.1.2 服務(wù)運營管理

服務(wù)運營管理能夠在縱向?qū)崿F(xiàn)自動化的邏輯業(yè)務(wù)系統(tǒng)安裝部署，在橫向?qū)崿F(xiàn)根據(jù)業(yè)務(wù)負載自動化的彈性伸縮，提供面向用戶的自服務(wù)門戶，實現(xiàn)用戶自主按需訂購所需資源，從而在安裝、部署以及運維等環(huán)節(jié)降低一線技術(shù)管理人員的勞動強度，將精力更多地轉(zhuǎn)移到快速跟進技術(shù)發(fā)展、做好新技術(shù)和業(yè)務(wù)結(jié)合上來，助力技術(shù)部門在新環(huán)境下，從技術(shù)保障到技術(shù)運營的角色轉(zhuǎn)變。

運營管理層能夠滿足租戶使用的場景有：租戶可通過云平臺門戶完成查詢服務(wù)資源及價格，申請云平臺自服務(wù)門戶賬號，對賬號進行充值，申請云平臺服務(wù)資源等，通過自服務(wù)門戶可以管理云平臺服務(wù)資源，監(jiān)控服務(wù)資源狀態(tài)，查看操作日志等。

運營管理場景主要有：運營人員可以通過運營門戶完成對服務(wù)資源的統(tǒng)計、查詢，掌握服務(wù)資源余量信息，制定不同的服務(wù)規(guī)格和業(yè)務(wù)套餐，并確定相應的價格，審批服務(wù)資源申請，掌握服務(wù)資源消費和收益情況，處理問題單，對賬號、角色權(quán)限進行統(tǒng)一管理等工作。

3.1.3 租戶管理

多租戶設(shè)計是為了滿足各業(yè)務(wù)單位“按需使用、按量結(jié)算”的使用模式。本系統(tǒng)面向全省的地、市、縣，可通過租戶的形式進行構(gòu)建，幫助各地、市、縣、區(qū)快速建立融媒體平臺。

多租戶應用場景之一是統(tǒng)一的資料庫，由綜合云管理平臺負責資料資源的分發(fā)、回收及計價。管理層統(tǒng)一管控資源層的管理和用戶權(quán)限管理。

3.2 彈性配置設(shè)計

3.2.1 容器部署

平臺采用Docker容器技術(shù)封裝微服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)應用與平臺的解耦及應用和能力的靈活部署和管理，包括Docker倉庫，支持應用編排、容器調(diào)度、應用模塊（容器）自動伸縮、應用滾動升級以及跨云調(diào)度部署。

3.2.2 微服務(wù)設(shè)計

微服務(wù)即服務(wù)的細粒度化，將運行環(huán)境與服務(wù)進行容器化管理，即解耦服務(wù)與運行環(huán)境設(shè)施的關(guān)聯(lián)，使得業(yè)務(wù)邏輯變?yōu)橐粋€個可獨立調(diào)試、分發(fā)、部署及升級的微服務(wù)。使用微服務(wù)架構(gòu)，可以大幅度降低業(yè)務(wù)邏輯的耦合程度，使得復雜的業(yè)務(wù)系統(tǒng)也可以容易地進行局部更改和升級，同時也讓基于IaaS資源和運管軟件的自動服務(wù)生成和部署成為可能。

以Micro Service架構(gòu)容納業(yè)務(wù)應用服務(wù)，可為平臺靈活擴充業(yè)務(wù)能力和匯聚、處理、制作、審核及發(fā)布等業(yè)務(wù)流程，支持業(yè)務(wù)流程的靈活定制和配置。而微服務(wù)拆分在設(shè)計過程中使用的技術(shù)重點是容器技術(shù)、分布式框架、分布式緩存、負載均衡技術(shù)、各研發(fā)語言的遠程調(diào)用框架以及自動化測試技術(shù)等。仔細分析具備媒體特性的PaaS平臺，平臺需提供一系列支撐媒體采、編、播、存、管等多種業(yè)務(wù)的微服務(wù)。

3.3 App生態(tài)

由于廣播電視特殊的行業(yè)屬性，不同電視臺對App的需求有所差別，因此往往采用定制開發(fā)的方式。這種方式不僅使得需求調(diào)研時間長，無法靈活適應互聯(lián)網(wǎng)的快速迭代，而且由于定制造成了成本高居不下。因此，可以采用App生態(tài)的思想來進行建設(shè)。省級融媒體平臺可以提供統(tǒng)一組件和個性化組件，縣級臺可以根據(jù)實際需求進行搭配選擇。同時，省級融媒體平臺或縣級臺自身的開發(fā)者團隊也可以發(fā)布組件到該平臺，在滿足本身需求的同時，還可創(chuàng)收應用。

4 資源層計算

系統(tǒng)采用公有云構(gòu)建，構(gòu)建業(yè)務(wù)所需的資源有公有云資源、計算資源及網(wǎng)絡(luò)資源等。通過云技術(shù)構(gòu)建出企業(yè)級、安全、可靠、彈性的云平臺基礎(chǔ)資源池，可實現(xiàn)資源的集中使用和集中維護，提高資源使用效率，實現(xiàn)彈性擴展。

4.1 存儲設(shè)計

本次用戶規(guī)模設(shè)計按全自治區(qū)100個區(qū)縣接入點的規(guī)模進行設(shè)計，主要包括如下部分。

（1）縣級融媒體中心部分。按100個區(qū)縣，每個縣每天上傳5條視頻節(jié)目，每條視頻時長5 min，碼率為8 Mb·s-1，那么1年產(chǎn)生的視頻資源大小為：

100（縣）×5（條）×（5×60）（秒）× 8 Mb·s-1÷8×365（天）=54.75 TB

（2）冗余配置。按縣級融媒體中心總量的25%計算，作為系統(tǒng)安全冗余，大小為：

54.75×25 %≈13.7 TB

（3）區(qū)縣App發(fā)布內(nèi)容庫部分。按100個區(qū)縣，每天10條視頻節(jié)目，每條視頻5 min，碼率為8 Mb·s-1，那么一年產(chǎn)生的視頻資源大小為：

100（ 縣）×10（ 條）×（5×60）（ 秒）×8 Mb·s-1÷8×365（天）=109.5 TB

綜合以上計算結(jié)果，總計大約需要180 TB的云存儲空間。

4.2 計算資源設(shè)計

總體計算資源分配如表1所示。

表1 計算資源分配

5 結(jié) 語

云融媒體中心平臺采用云架構(gòu)方式進行多級建設(shè)，根據(jù)實際業(yè)務(wù)情況，基于最新的技術(shù)構(gòu)架進行部署。以內(nèi)容共享、資源集約、統(tǒng)一建設(shè)、各具特色為目的，搭建融合媒體平臺，提供基礎(chǔ)資源、應用支撐、運營支撐及公共后臺服務(wù)等能力，為中西部融媒體建設(shè)提供新的建設(shè)方法。