電視臺私有云的建設

蘇慶豐，黃華玉

（海南廣播電視總臺，海南 海口 520106）

0 引 言

隨著我國互聯網和云計算等全新一代技術的快速發展，電視臺的發展迎來了全新的機遇和挑戰。基于當下的社會背景，全臺網1.0的弊端越來越明顯，資源共享存在嚴重的局限性是主要的表現。全臺網難以形成較高的共享效率，資源的增加或部署變得更加費力。相關部門在2015年就已經下發了《電視臺融合媒體平臺建設技術白皮書》，明確地指導、規劃了新形勢下電視臺的發展。如何促使電視臺從全臺網1.0向2.0發展，不僅成為技術人員的挑戰，而且與技術體系構架以及生產流程的部署都有十分緊密的關聯。為了保障這些問題得到充分的解決，電視臺應當充分明確私有云的構架、用途、可擴展性、業務能力以及未來的管理模式優勢等。

1 私有云核心技術

私有云作為一個范圍性的觀念，在某種程度上是一種商業服務模式的體現，借助分布式以及虛擬化等多種技術，為用戶提供大規模計算及數據存儲等服務[1]。

就虛擬化技術而言，作為私有云最關鍵的技術，首先需要顆粒化地處理全部資源，具體有網絡資源、存儲資源以及計算資源。其中，計算資源主要包括服務器的CPU，存儲資源主要包括各種存儲和服務器的本地硬盤，網絡資源包括多種服務器的網卡以及交換設備。其次，借助虛擬化的軟件將資源進行集合，從資源庫中對資源進行分類，創建虛擬機，將多種操作系統以及應用程序部署在虛擬機中實現操作系統和硬件的解耦，進而在少量的設備中完成多種應用程序的部署，保障設備性能得以充分激發。

分布式技術對于私有云而言也有著十分重要的作用和價值。分布式技術的原理就是將利用傳統集中處理方式無法解決的問題進行分類與拆解，隨后交付多個設備進行處理。分布式處理技術和資源互相結合，能夠在多個構建于計算池之上的虛擬機來完成運算任務分配，因此人們也稱之為分布式計算，是云計算的代表，經常被用來處理大數據。

2 私有云架構

參照私有云的思想，集中部署平臺上軟件以及硬件等功能，在各個業務板塊中不應反復地建設同一個功能，而是要進行統一的云端建設與管理，通過建設之后的功能才能夠提供服務。

參照現階段我國電視臺的業務體系，可以用私有云構架代替原有的全臺網1.0架構，在私有云上布置業務。全臺網2.0私有云構架如圖1所示。

圖1 全臺網2.0的私有云構架

2.1 基礎層

基礎層通過虛擬化技術將硬件設備進行封裝，保障上層用戶能夠上手直接操作底層硬件的服務[2]。在進行基礎層構建的過程中，需要對投資保護的問題進行充分的考量，促使電視臺原有的設備能夠直接或升級配置后接入到虛擬資源池。

2.1.1 計算資源池

首先，就計算資源池而言，其主要來源于服務器（主機）的CPU、內存，若利用現有的服務器，升級服務器內存容易，但是對服務器的CPU進行升級則需要較大的成本支出[3]。因此，通常情況下并不會考慮舊服務器的CPU升級，而限制原有服務器應用的主要因素就是CPU的性能。從資源應用效率的角度而言，若考慮將一臺服務器加入私有云，該服務器最起碼應當具備兩個以上的CPU，同時還必須支持超線程，更應當具備更多的內核。計算資源池中的資源通過虛擬機交付使用，因此基礎層可以構建更多的資源池。對于虛擬機而言，其只能夠建立在某一個資源池上，不能跨資源池建立，同時為了能夠最大程度保障虛擬機的計算資源在池內進行自由的伸縮和遷移，每一個不同資源池中存在的VCPU都需要保持嚴格的時鐘頻率。在進行資源池構建的過程中，對于服務器的選擇應當高度重視，應確保有足夠的資源池來維持上層應用的順利開展。

2.1.2 存儲資源池

私有云系統的存儲主要分為系統存儲和業務存儲，虛擬機受系統存儲的服務，其能夠為虛擬機提供充足的本地存儲空間；媒體云可以接受業務存儲的服務，進而提供不同媒體文件的存儲空間[4]。這兩種存儲由于服務對象存在差別而具有不同的性能與需求，因此在進行私有云建設的過程中要配置兩套獨立的存儲。系統存儲最成熟的解決方案是使用終端的一體化存儲，通常使用ISCSI來提供存儲訪問，并使用雙存儲鏡像的方式保證安全。業務存儲選型更關注存儲的擴展性和整體帶寬，白皮書指出“私有云宜采用基于IP的單網結構分布式存儲”，分布式存儲支持橫向擴展，其容量和帶寬可以隨著存儲節點的增加而線性增加，并具備提供大數據接口和對象接口的能力，可以更好地支持融合媒體業務。在單客戶端帶寬方面，一些產品已經突破了單客戶端連接帶寬性能瓶頸，可以支持4層以上4K視頻的實時剪輯。

2.1.3 網絡資源池

為了對私有云所需的網絡環境提供支持，相關網絡工作人員需要切實掌握SND以及VxLAN這兩種新型技術的應用[5]。相較于傳統的網絡構建，私有云構建有著明顯的不同，主要體現在使用方式以及網絡資源的管理上。在不同的主機之上建立虛擬機，能夠確保主機與虛擬機之間遷移過程中網絡配置的一致性有充分保障，應當積極利用虛擬交換軟件在虛擬網絡接口和主機的網絡結構之間構建一個分布式的交換機。對于所有關聯的主機而言，分布式交換機實際上就是單一的交換機，可以將其理解為在各個服務器上分布的虛擬交換機，這種虛擬交換機有著良好的二層網絡交換機屬性，借助物理網絡接口的標準交換機，能夠引導虛擬機在二層網絡上進行拓展。

2.2 公共服務層

作為業務層與基礎層進行溝通的主要依據，公共服務層的設計應當將電視臺的特色充分展現出來，真正實現按需提供的目標，促使廣電業務應用服務的需求得以充分的滿足，更應建立一個具有明顯公共特性的通用服務集群，自適應匹配基礎層產生的各種資源[6]。同時，公共服務層還應當滿足對應用層進行統一部署和交付使用的條件，在確保服務品質的基礎上促使設備成本以及管理成本得到充分的消減。

2.2.1 數據庫和中間件

在公有云背景下，為了有效地支撐大數據，一般應部署一些更容易拓展和更高并發訪問量的分布式數據庫，如常見的開源數據庫MySQL[7]。但是這種分布式數據庫并不能滿足傳統電視臺業務的一致性要求，也難以與當前的電視臺設備兼容，因此仍然需要應用傳統的關系型數據庫，如Oracle、DB2、SQL Server。數據庫使用基礎層所提供的存儲資源以及計算資源，可以充分體現私有云具備的安全性能以及拓展性能，這種數據庫集中部署方式也更加有利于DBA提供的統一化管理。中間件的使用沒有任何變化。

2.2.2 合成、轉碼與遷移

電視臺包含眾多的系統集成，權限管理問題涉及十分復雜的內容，一般情況下不會使用簡單的文件共享方式來針對業務系統進行數據共享，因此還需要在系統間進行節目文件的遷移[8]。在私有云建設過程中，需要采用ESB的方式促使數據能夠在各個業務系統的數據庫中進行交換，但是可以摒棄最初的EMB遷移數據，因此所有的數據存儲都會采用分布式存儲的方式進行保存，針對數據的權限在存儲管理層進行明確，這就可以擺脫以往以復制來轉移數據的方式，最大程度地節省網絡資源以及工作人員的時間。建設公共服務層時，可以以各個業務系統為參照，建立一個統一的轉碼和合成服務集群，積極利用計算資源池的拓展性，自由伸縮集群規模。

2.2.3 平臺接口

平臺接口是廣電網私有云與公共服務的接口，也是廣電從私有云走向移動互聯網的關鍵環節。平臺接口包括網絡層次的連接和業務層次的連接兩個方面。網絡層面的連接通常選擇專線，并且配置安全裝置，保障網絡連接的帶寬與安全。業務層面的連接通常需要構造一個內容分發和共享的系統，用于公有云和私有云之間的數據交換與共享。平臺接口需要由互聯網企業和廣電系統的集成商共同按照電視臺的業務特點進行定制開發。

3 私有云的管理

在實際運維工作中，各類型的電視臺根據自己的實際情況已經基本形成了不同的新型電視臺整體運維技術管理機制，技術服務平臺和新型電視網整體運維技術管理機制相輔相成，互補地發揮作用。技術服務平臺的巨大創造或者革新，必然會直接推動新型電視網整體運維技術管理機制發生巨大變化，否則，新型電視網運維技術服務平臺就難以在實際運維工作中真正發揮出應有的效果。

私有云資源部署后，傳統業務網絡的分散獨立的資源管理模式已不再適合，除了內容發布平臺以外，所有資源都被統一部署并進行集中化運維[9]。按照云平臺的分層管理體系，電視臺公司應該實行分層管理，將系統層與應用級別的管理區域分開，基礎層與服務級別的管理區域分開，各個層之間通過服務調用為主角色劃分所有管理界面。根據云服務系統來劃分所有的管理機構和功能，根據技術人員的能力特長來分配管理對象。基礎層的管理注重物理基礎設施資源和虛擬化資源池的維護，提供基礎的資源服務。公共服務層著眼于數據庫、中間件及廣電業務組件等信息化技術，并且專門從事邏輯性資源服務。

4 結 語

面對媒體融合背景下業務的開展，需要電視臺建設云平臺來進行支撐，但是私有云的建設是一項系統性的工程，相關部門應當進行合理的設計與管理，才能夠真正保障私有云發揮出自己的作用。首先，要保障管理層面能夠為所有技術管理人員提供高質量的服務，利用互聯網思維來分析問題；其次，要充分意識到現階段大部分原有資源并不適合在私有云平臺中應用，相較于傳統的系統，私有云有著完全不同的架構，需要進行專門的軟件、硬件設計，條件允許的情況下可以建設一個全新的平臺，將原有的業務逐漸轉移到新平臺上；再次，現階段，私有云還沒有形成固定的模式，因此需要電視臺、廣電設備商以及互聯網公司共同參與設計；最后，私有云建設完成后運行成本較高，但是隨著業務的拓展，后期的成本會相應降低，電視臺可以采取分期建設的方式進行建設，但是在此過程中還應當制定完善的規劃，保障建設周期的科學性以及合理性。