媒資數據的安全存儲方案設計

周 楨，胡 林，沈 晶，宋 帆，方 念，陳正紅

（武漢廣播電視臺，湖北 武漢 430015）

0 引言

媒體資源數據容量隨著音視頻質量的提升、實時新聞報道的增加、新媒體傳播的發展而顯著增大。與日俱增的媒體資源數據需要安全、可靠的數據管理中心來進行存儲、備份，以為節目制作、播出提供安全、高可用性的媒資數據源，以在遭遇不可預見的災難時能進行數據恢復[1]。本文主要介紹基于Veritas 數據管理軟件、微軟的群集服務Microsoft Cluster Sever 以及數據庫SQL Server 聯合設計的媒體數據安全存儲方案。

1 媒資數據安全存儲方案架構

武漢廣播電視臺的媒資數據需要為節目后期制作人員隨時調取，剪輯加工，因此對媒資制作源數據的儲存提出了安全、高可用性和能災難恢復的要求。為了滿足媒資數據存儲方案的安全標準，架構設計選用Veritas 數據管理軟件結合結構化查詢語言（Structured Query Language，SQL）數據庫管理軟件（SQL Server）和Windows 群集（Microsoft Cluster Sever，MSCS）服務共同架構媒資數據存儲網絡。

安全存儲方案的架構參照校園群集（Campus Cluster）的結構，選用兩臺服務器、兩臺存儲陣列和兩臺交換機冗余連接，構成數據存儲中心的硬件基礎，為局域網段的制作客戶端提供數據資源。此架構中的兩臺服務器是同一個Windows 群集中的兩個節點，通過心跳線相連。SQL 數據庫應用程序分別安裝在兩個節點中，節點同過交換機光纖通道主機總線適配器（Host Bus Adapters，HBAs）分別連接兩臺存儲陣列。每個節點都有單獨對應的存儲陣列，并包含另一個陣列上存儲的鏡像數據，通過使用Veritas 管理媒資制作數據源，使得每個存儲陣列的磁盤組在每個站點上包含相同數量的用于鏡像卷的磁盤和動態磁盤組，且對群集服務的Quorum、數據庫服務（SQL Sever）的數據庫文件和日志文件、媒資數據在兩臺存儲陣列之間進行實時鏡像同步。設計的存儲架構如圖1 所示。

圖1 存儲架構圖

2 媒資數據存儲邏輯卷的布局

媒資數據安全存儲方案中，使用Veritas 軟件對兩臺制作數據源的存儲陣列分別進行虛擬磁盤服務，在管理域范圍內控制數據存儲，創建和設置軟件RAID，通過在線容量監控優化存儲系統性能負載平衡。安全存儲方案中有不同的邏輯卷布局，包 括Concatenated、Striped、Mirrored、Mirrored Concatenated、Mirrored Striped 及RAID-5 等。邏輯卷支持一個鏡像卷上最多有32 路鏡像；在不中斷使用邏輯卷應用程序的情況下提供故障磁盤的自動檢測和容錯修復功能，可提供媒資數據存儲遷移路徑，并升級現有分區到新的動態卷[2]。

安全存儲方案考慮到數據冗余和讀取性能，選用Mirrored Concatenated 方式來布局、劃分媒資數據的邏輯硬盤，對兩臺存儲陣列進行實時鏡像。

在媒資數據邏輯卷的布局過程中，使用數據管理軟件在兩臺制作數據源的存儲陣列中劃分對應的8 塊邏輯硬盤Harddisk1 ～Harddisk8，其中Harddisk1、Harddisk4、Harddisk5、Harddisk6 用 于存放群集資源，平均劃分在兩臺存儲陣列中，彼此為鏡像文件，將其設置為屬于MSCS_1 動態磁盤組和MSCS 邏輯卷。Harddisk2、Harddisk7 用于存儲數據庫（SQL）文件和日志，分別在兩臺陣列中互為鏡像，設置為屬于SQL_1動態磁盤組和SQL邏輯卷。Harddisk3、Harddisk8 用于存放媒資制作數據源，分別在兩臺陣列中互為鏡像，設置為屬于DATA_1動態磁盤組和DATA 邏輯卷。存儲網絡中的邏輯卷分別在服務器和存儲陣列中完成布局，并歸屬于不同的動態磁盤組。動態磁盤組和邏輯卷組成如圖2 所示。

3 媒資數據存儲的Windows 群集資源配置

在安全存儲方案中，存儲媒資制作數據源的存儲陣列分別被兩臺服務器使用，微軟集群需要每個服務器系統有多個網絡適配器，通過單獨的交換機路由連接每個存儲陣列的網卡，以保障網絡的運行安全。集群本身設置了一個靜態網際互連協議（Internet Protocol，IP）地址（本方案設置為192.168.1.10），為每個服務器節點配置驗證名稱解析，確保域名系統（Domain Name System，DNS）和活動目錄（Active Directory，AD）服務可用和DNS中存在反向查找區域[3]。

安全存儲方案中，每臺連接服務器節點的存儲陣列為每個邏輯卷都設置了相同數目的鏡像邏輯盤，每臺服務器節點都在同一個域中。在兩臺存儲陣列上設置群集邏輯盤之前，需要刪除每臺服務器節點上的群集盤資源，一個集群中可以存在一個或多個應用程序虛擬服務，管理制作源數據的SQL Server 服務配置了不同集的應用程序組管理兩臺服務器節點和兩臺存儲陣列。

存儲架構中每臺存儲陣列中的群集邏輯卷是MSCS，其中分別包含兩塊鏡像的邏輯盤用于存放群集資源，即仲裁（Quorum），并與另一臺存儲陣列中的兩塊邏輯盤實時鏡像。群集動態磁盤組是MSCS_1，一共包含4 路仲裁（Quorum）的鏡像邏輯盤來增加冗余，保障媒資數據存儲網絡運行安全。仲裁資源（Quorum）保存著Windows 集群數據庫和災難恢復信息，還決定集群的控制所有權，對兩臺服務器節點均有效。群集資源鏡像如圖3 所示。

圖3 群集資源鏡像圖

4 媒資數據安全存儲方案的SQL 設置

本安全存儲方案中，兩臺服務器節點都有分別獨立的存儲陣列，通過光纖通道分別與兩臺存儲陣列連接，兩臺存儲陣列不能被外網的節目制作工作人員同時訪問。每臺存儲陣列上的邏輯卷都是另一臺存儲陣列上邏輯卷的鏡像，并且包含相同數目的邏輯盤：Harddisk2、Harddisk7 兩個邏輯盤用于存儲數據庫（SQL）文件和日志，分別在兩臺存儲陣列中互為鏡像；Harddisk3、Harddisk8 用于存放媒資制作數據源，分別在兩臺存儲陣列中互為鏡像。存儲方案完成對群集、仲裁資源盤、邏輯卷和動態磁盤組的設置后，再設置SQL Server 的群集組。通過掛載兩臺存儲陣列為數據文件創建的動態磁盤組和邏輯卷，為SQL Server 創建故障轉移群集組。

Harddisk2、Harddisk7 分 別 屬 于 存 儲 方 案中兩臺存儲陣列中的邏輯卷SQL，其中主要包含數據庫日志文件和備份的數據庫系統文件。Harddisk3、Harddisk8 分別屬于兩臺存儲陣列中的邏輯卷DATA，通過Mirrored Concatenated 布局使得Harddisk2 與Harddisk7、Harddisk3 與Harddisk8 實時鏡像，以對未知的故障和意外事件能及時做出故障轉移和災難恢復，保障媒資制作數據網絡的安全運行[4]。邏輯卷DATA 中的媒資數據通過SQL Server 服務進行管理。SQL 數據庫鏡像設置如圖4所示[5]。

圖4 SQL Server 鏡像圖

5 結語

武漢廣播電視臺媒資制作數據的存儲方案基于數據管理軟件Veritas 設計，通過Veritas 軟件對存儲陣列的軟件RAID 化，對群集資源和數據庫文件進行管理，將存儲的媒資數據實時鏡像，為制作數據網絡提供故障轉移和災難恢復的安全基礎，以保障媒資制作數據存儲網絡的安全運行。武漢廣播電視臺的媒資制作源數據存儲網絡已經實踐使用此存儲設計方案，為節目制作人員提供了安全穩定的存儲服務。經長時間運行，驗證了此方案可提供安全、高可用性、應對災難的數據存儲服務。