文件化安全送播平臺的設計與應用

王雅

南寧廣播電視臺 廣西 南寧 530022

1 平臺概述

PMSC（Private transport protocol Media Service Center，基于私有傳輸協議的媒體服務中心）私有協議媒體安全服務系統是東方盛行2016年底推出的第五代安全傳輸平臺，是以實現電視臺全臺范圍內各個子業務系統互聯互通、以安全傳輸為目的的專業傳輸平臺。平臺以安全高速傳輸為核心應用，同時最大程度滿足用戶不同使用場景的數據安全傳輸需求，包括點對點、點對系統、系統對系統、多系統之間互傳等應用場景。根據應用模式，制作域與播出域文件化安全傳輸（節目安全送播）為實現本臺內節目文件化安全送播的方案。

2 方案設計

2.1 系統總體設計

采用現代先進IT網絡技術，先進的安全防護技術，PMSC平臺采用了“高安全”區的設計方式，實現數據/信息的安全、高效地在不同安全等級的云/網絡之間進行交互。總體邏輯結構如圖1所示。

圖1 PMSC安全送播系統結構圖

2.2 系統網絡設計

系統網絡是總線型拓撲結構，主干網絡帶寬可到達萬兆速度。底層傳輸以私有協議實現，保證網絡安全。系統預留有足夠的擴展空間，需要擴展時可直接接入主干網絡，實現安全互聯。對于已有的業務網絡系統，可通過隔離服務器接入，實現多業務系統互聯。

2.3 系統軟件設計

該安全傳輸平臺系統的核心功能設計主要由媒體服務中心（Media Service Center，MSC）來實現。能完成文件的高效遷移、安全認證、解析、殺毒等基礎工作。還為未來可能擴展的功能提供基礎平臺和各種業務接口。

2.4 媒體服務中心設計

平臺系統具有高擴展性和高可用性、分布式并行處理、分布式存儲、負載均衡等特點。整個“媒體服務中心”由六類不同的功能區域構成，不同功能區域之間或者功能區域內部間通過SOA和標準的IP協議進行數據交換，媒體文件的存取通過FTP（文件傳輸協議）完成[1]。“媒體服務中心”管理中心能夠自動剔除異常功能模塊，在運行過程中，能根據各個板塊的具體業務需求動態配置確保數據傳輸的便捷性。媒體服務單元：該功能模塊完成媒體的歸檔、下載、轉碼、遷移、回遷、合成等媒體服務；分布式任務調度中心：該功能區域主要進行用戶任務的分配和調度；Web及應用服務器中心：該功能模塊完成Web服務的提供；消息任務處理中心：該功能中心進行消息的處理；數據存儲中心：以存儲消息為主的MQ系統；網管服務中心：主要功能是完成板塊間互聯互通的業務參數配置。

2.5 客戶端設計

客戶端支持各種媒體文件類型的傳輸，包括視頻、音頻、文檔、圖片等，也能支持文件夾的傳輸。C/S客戶端的設計是為了解決多個制作網集中上載的問題，根據用戶需求，設計8套C/S高速上載客戶端，滿足制作網節目文件的高速上傳，站點分配到各個制作網編輯區域。同時C/S客戶端還部署有技審模塊、私有協議封裝模塊等安全控制軟件，用戶打開客戶端后直接傳輸文件，大文件傳輸不需要值守。此種方式相比B/S客戶端來說，適合大量視頻文件安全送播，且帶有技術審核，可快速判斷視頻文件中出現的技術問題。

2.5.1 前臺技審。在上傳操作時選擇同時進行技審，傳輸完成同步到播出服務器后技審信息已顯示，每條結果都有對應的時間點和對應的技審參數，方便快速找到問題點。對于時間長、內容多的連續劇文件進行前臺技術審核時，技審效率最大可達20:1，可大幅提傳輸效率。

2.5.2 技審配置。技術審核配置管理是通過配置表完成各項參數設置的。對文件視頻中的黑場、彩場、彩條、靜幀、靜音、立體聲相位、聲音過高過低等設置好的技審參數經行檢測[2]。所有文件封裝、文件編碼、文件內容檢測實現倍速檢測，效率為2倍以上。

3 設計要求

3.1 安全邊界

采用PMSC平臺中的客戶端接入制作各個制作網，客戶端到平臺通過交換機作為外部邊界，以PIS和PFS鏈路作為安全傳輸系統和播出系統的邊界。私有鏈路是部署在廣播電視臺各個內部網絡系統之間的連接邊界。使用多組基于Infiniband架構的PCIe高速物理鏈路，組成高速鏈路集群。并且使用私有協議進行通信，實現文件的高速交互。私有鏈路保證了內部網絡與外部的物理隔絕和網絡的絕對安全[3]。

3.2 臨時緩存

臨時緩存為系統對文件處理提供臨時的緩存空間。涉及的臨時文件處理操作包括殺毒、白名單認證、解析、遷移等。為保證有足夠的臨時緩存空間滿足臨時文件處理操作，可通過PMSC系統對臨時緩存的存儲空間進行管理，根據各項業務需求設置各業務緩存數據的存儲時長。臨時緩存采用專業的萬兆存儲盤陣，存儲節點以Raid5模式進行數據備份。可以兩個存儲節點以主備方式運行，也可以多個存儲節點為集群方式運行。

3.3 安全能力

安全能力包括一級殺毒、二級殺毒、認證解析和私有協議傳輸。多臺服務器上都部署了這些安全能力，通過PMSC平臺提供的殺毒服務、認證服務、解析服務、私有協議服務保證了文件的安全傳輸。服務器集群還可以部署不同殺毒引擎（如NOD32，卡巴斯基），通過調用不同的殺毒引擎實現對文件的交叉殺毒。當中的認證服務，是指使用白名單技術對文件進行認證，非“白名單”中的數據是不能進入系統的，也不能在系統內處理數據，因此某些“丟包”或破損的數據文件都不會出現在系統內，從而保證了數據的完整性和真實性。解析服務則是指對文件進行全面的特征碼比對解析，包括封裝信息、文件頭、索引信息等等，保證傳輸的文件不是由其他的文件偽裝。一旦認證解析發現異常，流程將自動終止，并給用戶提供相關的提示操作。

3.4 全流程監控能力

該系統擁有圖形化監控界面，對設備、業務進程進行全程監控，可查看內外網交互文件的導入和導出的狀態，還及時迅速提供消息處理、故障分析等信息。用戶可自定義策略：可以自定義任務的優先級、可臨時調整單個任務優先級、調整并發傳輸文件的數量，可定義不同類型大小的文件同時傳輸的數量。

3.5 任務優先級

系統可針對多用戶排隊上傳文件任務實行優先級控制，日播類的節目采用最高優先級，最多可以設計10級優先級。針對多條物理私有協傳輸協議鏈路可實現鏈路的控制管理，設置專用鏈路與公用鏈路，按傳輸需求分別設置大文件傳輸通道，緊急文件傳輸通道，正常通道等符合自身使用的通道。

3.6 審核流程功能

為了保護電視臺媒體資產的安全，某些文件從內網導出的時候，系統設計了審核流程。領導可以通過電腦、平板、手機端登錄平臺進行審核。用戶也可以通過電腦、平板、手機端登錄平臺查詢自己導出文件的審核狀態。同時，需要根據用戶的權限設置，也可能存在特權用戶是不需要審核的情況。

4 系統特點

4.1 全異步系統

全異步并發設計，保證支持多任務、多平臺、多目標同步發送。PMSC系統由任務調度中心進行任務調度及分配，設計為全異步并發執行。單臺設備可以同時部署不同的功能軟件同時完成不同的任務，從流程上完全實現異步并行，讓系統在同等配置環境下，處理效率大幅提高。多機集群的架構有利于提高核心組件的安全運行，增加數據傳輸的可靠性，盡力將故障對業務流程的影響降低到最小限度。

4.2 異構安全

該系統平臺結合安全網關、私有鏈路等技術在系統設計層面實現系統的安全性。系統配置安全網關，實現訪問的網絡安全。安全網關包括硬件防火墻、智能路由、負載均衡等新興技術功能。在板塊的邊界，采用私有協議傳輸通道PCIe矩陣進行通信，實現不同板塊的物理隔離。

4.3 高效文件傳輸

系統采用多種機制保證文件傳輸的效率及穩定性，拉通整個送播流程速度不低于360MB/S，客戶端受制于網絡端口和本地磁盤或移動介質接口的速率影響。系統在文件傳輸上采用Infiniband架構的PCIe高速傳輸鏈路，采用傳輸協議的“一對多”和“多對多”的集群并發傳輸，除了保證接入下游業務板塊的極高安全性外，還能保證單鏈路文件傳輸速率不低于1000MB/S。系統還采用多通道同時傳輸，對傳輸的通道進行分組設置，分別為“緊急文件”、“普通文件”、“超大文件”等傳輸通道，普通文件不能在緊急的通道上傳輸，但緊急的文件可在普通通道閑暇時優先借道傳輸。一組中同級別的傳輸通道也實現并行傳輸和負載均衡。

5 結束語

之前使用的業務流程中，制作網文件送播時，文件先落地到存儲介質，介質送到播出上載系統進行安全處理完成后，入庫到播出，文件需要人工送達，人工處理數據安全。新系統設計了全新的業務流程，用戶只需將節目送到平臺，平臺進行安全處理，處理完成后直接通過臨時存儲發起遷移任務，將文件推送到播出系統中指定位置，極大簡化了人工處理流程和提高了數據傳輸過程的安全。