基于云服務(wù)的融媒體技術(shù)平臺在線擴(kuò)容升級方案

章 劍

（麗水市新聞傳媒中心，浙江 麗水 323000）

1 背景

2018 年7 月，麗水市廣播電視總臺（以下簡稱麗水臺）基于浙江廣播電視集團(tuán)“中國藍(lán)云”的云服務(wù)能力，通過省廣電光傳送網(wǎng)（Optical Transport Network，OTN）骨干光纜網(wǎng)，以遠(yuǎn)程“租戶”的形式完成了麗水融媒體技術(shù)平臺的建設(shè)。麗水新聞綜合頻道率先進(jìn)駐融媒體技術(shù)平臺，為傳統(tǒng)電視媒體與互聯(lián)網(wǎng)從相“加”邁向相“融”提供了有力的技術(shù)支撐。

2021 年初，麗水臺開始實(shí)施全臺高清化改造，公共頻道和文化休閑頻道都將遷移到融媒體技術(shù)平臺高清制作系統(tǒng)上，平臺原有的12 個實(shí)體非編站點(diǎn)已無法滿足需求。同時，考慮到拓展臺外融媒體技術(shù)服務(wù)業(yè)務(wù)的需要，通過充分論證，麗水臺決定將現(xiàn)有融媒體技術(shù)平臺進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)容升級，將其打造一個能以多租戶技術(shù)對外賦能的市級融媒體技術(shù)平臺。

2 系統(tǒng)方案設(shè)計

基于制作業(yè)務(wù)需求，首先要將融媒體技術(shù)平臺已有的12 套實(shí)體非編站點(diǎn)擴(kuò)容，以滿足全臺3 個電視頻道的使用。考慮到媒體資源存儲、檢索、利用等業(yè)務(wù)需求，計劃將原平臺的生產(chǎn)媒資改造為獨(dú)立媒資，并新建演播室直播系統(tǒng)。為了進(jìn)一步提高制作系統(tǒng)的安全性和可靠性，設(shè)計建設(shè)臺內(nèi)超融合應(yīng)急備份制作系統(tǒng)。為了拓展行業(yè)融媒體技術(shù)服務(wù)能力，對云接入系統(tǒng)和多租戶能力進(jìn)行升級。擴(kuò)容升級后的平臺總體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 平臺總體架構(gòu)

2.1 非編系統(tǒng)擴(kuò)容

為了不中斷現(xiàn)有業(yè)務(wù)，先行設(shè)計建設(shè)獨(dú)立的高清非編網(wǎng)，再將新建非編系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與原系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行無縫對接，延續(xù)原有使用習(xí)慣，使新、老非編制作網(wǎng)融合成一張制作網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)用戶無感知的在線擴(kuò)容，滿足全臺高清化的制作需要。

系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)、存儲、服務(wù)器、編輯站點(diǎn)以及相關(guān)軟件組成。系統(tǒng)升級后將原系統(tǒng)三節(jié)點(diǎn)Hive 數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)應(yīng)用一體架構(gòu)拆分成三Hive 核心加三業(yè)務(wù)服務(wù)冗余的系統(tǒng)架構(gòu)，進(jìn)一步強(qiáng)化了本地節(jié)目制作系統(tǒng)核心模塊及業(yè)務(wù)模塊的健壯性[1]。非編系統(tǒng)還與媒資系統(tǒng)和高清播出系統(tǒng)互聯(lián)互通，制作完成的成品節(jié)目文件可以通過安全設(shè)備入庫媒資系統(tǒng)和高清播出系統(tǒng)的二級緩存，提高了節(jié)目歸檔入庫和上載播出的效率。

系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用“千兆＋萬兆”混合以太網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其中實(shí)體非編工作站和配音工作站以萬兆10 Gb BASE-X 的方式進(jìn)行接入，實(shí)現(xiàn)萬兆到桌面，其他事務(wù)管理型的設(shè)備采用千兆l Gb BASE-T的方式接入。核心存儲采用高性能分布式架構(gòu)，由原系統(tǒng)的4 個節(jié)點(diǎn)、560 TB 物理容量擴(kuò)容至5 個節(jié)點(diǎn)、700 TB物理容量；新增3 臺平臺核心服務(wù)器，采用全對稱分布式集群架構(gòu)；新增4 臺遷移/轉(zhuǎn)碼服務(wù)器，增強(qiáng)系統(tǒng)遷移轉(zhuǎn)碼速度；新增4 臺合成服務(wù)器，提高系統(tǒng)的合成效率。與此同時，新增28 臺高清實(shí)體非編工作站點(diǎn)和2 臺配音工作站，能夠滿足同時支撐至少50 臺高清非編工作站4 ～6 層100 Mb 高清碼率的編輯能力。

2.2 生產(chǎn)媒資改造

生產(chǎn)媒資改造方面，建設(shè)獨(dú)立的媒資系統(tǒng)，提供媒資上載客戶端、媒資審核客戶端、媒資管理系統(tǒng)等，將原有融合部署在制作平臺上的生產(chǎn)媒資數(shù)據(jù)無縫繼承到新的獨(dú)立媒資系統(tǒng)中。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置主備交換機(jī)，新增630 TB 物理容量的3 節(jié)點(diǎn)分布式存儲；利舊3 臺平臺核心服務(wù)器和2 臺遷移/轉(zhuǎn)碼服務(wù)器用于遷移、轉(zhuǎn)碼及媒資流程管控；利舊2 臺媒資上下載工作站進(jìn)行各類媒體文件的上載和編目；利舊ODA 管理服務(wù)器和藍(lán)光庫作為媒資系統(tǒng)的近線存儲使用[2]。

改造升級后的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了媒體資料的集中存儲和管理，滿足了高清播出系統(tǒng)播后節(jié)目歸檔需求以及全臺媒資系統(tǒng)整備送播需求，并引入“中國藍(lán)云”的智能處理能力。

2.3 應(yīng)急備份系統(tǒng)

新建應(yīng)急備份系統(tǒng)由超融合設(shè)備、刀片式服務(wù)器及相關(guān)軟件組成。新增3 節(jié)點(diǎn)超融合設(shè)備，具備計算、存儲能力，平臺采用Docker 應(yīng)用容器引擎虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理模塊和文稿、編輯、上載、審核及同步等功能模塊的部署應(yīng)用。利舊刀片式服務(wù)器，采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)方式，虛擬出2 臺遷移/轉(zhuǎn)碼服務(wù)器和2 臺同步服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的遷移轉(zhuǎn)碼和同步功能。

整個系統(tǒng)能夠備份至少10 天內(nèi)的文稿、素材及工程文件等相關(guān)數(shù)據(jù)，在應(yīng)急模式下至少具備10臺高清非編工作站編輯制作能力。本地非編制作系統(tǒng)異常時，應(yīng)急備份系統(tǒng)可以提供必要的素材和元數(shù)據(jù)，使重要節(jié)目的制作業(yè)務(wù)能夠不間斷地繼續(xù)進(jìn)行。本地非編制作系統(tǒng)恢復(fù)后，應(yīng)急備份系統(tǒng)能夠?qū)?yīng)急模式下的所有數(shù)據(jù)及時同步回本地非編制作系統(tǒng)。在本地制作網(wǎng)異常且與“中國藍(lán)云”專網(wǎng)中斷的極端情況下，應(yīng)急備份系統(tǒng)可以保證整個系統(tǒng)的容災(zāi)制作和備份。

2.4 演播室直播系統(tǒng)

新建演播室直播系統(tǒng)由服務(wù)器、播出工作站及相關(guān)軟件組成。新增2 臺視頻服務(wù)器、2 臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、2 臺接口/遷移服務(wù)器和2 臺播控工作站互為主備，保障系統(tǒng)無單點(diǎn)故障。播出設(shè)備采用流式媒體存儲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)邊采邊編和邊采邊播。智能冗余存儲管理技術(shù)比通用磁盤陣列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID）技術(shù)具有更高的數(shù)據(jù)安全性以及超強(qiáng)的數(shù)據(jù)恢復(fù)特性[3]。整個系統(tǒng)制播一體化，實(shí)現(xiàn)演播室播出與節(jié)目制作一體化，以高效率的節(jié)目制作播出流程保證新聞節(jié)目時效性。

2.5 云接入系統(tǒng)和多租戶能力升級

云接入系統(tǒng)通過省骨干光纜網(wǎng)對接浙江廣電集團(tuán)“中國藍(lán)云”技術(shù)平臺，實(shí)現(xiàn)云端與本地文稿、素材及工程文件等相關(guān)數(shù)據(jù)的互通和實(shí)時同步。升級云接入系統(tǒng)后，新增全媒體考評功能模塊，提供多渠道數(shù)據(jù)搜集、多平臺并軌考核、多類型考核方式；新增“藍(lán)云智剪”功能模塊，提供了多樣化的素材庫以及多種智能生產(chǎn)工具，實(shí)現(xiàn)快速生產(chǎn)和智能生產(chǎn)，提高視頻制作工作效率[4]。

本地系統(tǒng)軟件升級為多租戶應(yīng)用版本，并預(yù)留了租戶管理接口，為今后實(shí)現(xiàn)多租戶輸出運(yùn)營提供基礎(chǔ)條件。

3 關(guān)鍵技術(shù)

平臺擴(kuò)容升級保留融媒體中心全部現(xiàn)有數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)流程及人員使用習(xí)慣，僅通過擴(kuò)容整體硬件設(shè)施建設(shè)達(dá)到未來規(guī)劃的業(yè)務(wù)能力。在系統(tǒng)建設(shè)中無縫集成原有數(shù)據(jù)庫信息、素材元數(shù)據(jù)信息等臺內(nèi)原有系統(tǒng)數(shù)據(jù)。本地系統(tǒng)無縫對接浙江廣電“中國藍(lán)云”技術(shù)平臺，實(shí)現(xiàn)本地素材與云上素材雙向?qū)崟r同步，并提供云制作和“中央廚房”服務(wù)。

3.1 Hive 媒體服務(wù)框架

系統(tǒng)底層采用Hive 架構(gòu)，主要由數(shù)據(jù)引擎層、計算引擎層、業(yè)務(wù)引擎層和數(shù)據(jù)接口層組成，其整體基礎(chǔ)框架基于微服務(wù)化互聯(lián)網(wǎng)思維建設(shè)，通過將功能分解到各個離散的服務(wù)中以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)建設(shè)方案的解耦[5]。同時，Hive 媒體服務(wù)框架應(yīng)用了Keepalived/HAProxy 技術(shù)，利用成熟的開源技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用服務(wù)的負(fù)載均衡和高可用；借助Docker/Swarm技術(shù)進(jìn)行服務(wù)容器化管理；平臺采用HTTP/Restful 接口技術(shù)實(shí)現(xiàn)了服務(wù)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)開放和輕量高效。

3.2 人工智能技術(shù)

麗水邊緣云節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了與“中國藍(lán)云”的無縫對接，具備調(diào)用藍(lán)云智能的能力，能夠通過云端多種AI 能力，賦能本地統(tǒng)一媒資平臺的傳統(tǒng)電視、新媒體等內(nèi)容資源，實(shí)現(xiàn)資源檢索智能化、計算高效化并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價值最大化。

3.3 全流程一體化設(shè)計

項目實(shí)施打通了直播、制作、播出、媒資等各個業(yè)務(wù)模塊，實(shí)現(xiàn)采、編、播、存、管全流程無縫銜接；整合了臺內(nèi)融媒體中心現(xiàn)有制作網(wǎng)，整體融合為一張非編網(wǎng)；同時建設(shè)獨(dú)立媒資系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了非編網(wǎng)與本臺媒資的互聯(lián)互通無縫對接；搭建演播室播出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)演播室播出與節(jié)目制作一體化，構(gòu)建高效率的節(jié)目制播流程。

3.4 三級協(xié)同安全備份

通過在本地建設(shè)超融合應(yīng)急備份系統(tǒng)，加上中國藍(lán)云云上系統(tǒng)和本地系統(tǒng)，能夠與中國藍(lán)云形成“藍(lán)云+本地非編系統(tǒng)+應(yīng)急備份系統(tǒng)”兩地三端三級協(xié)同安全備份，確保全臺網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性、可靠性。任何一個環(huán)節(jié)異常，都可以繼續(xù)支持非編制作業(yè)務(wù)持續(xù)不間斷進(jìn)行，提高了系統(tǒng)可靠性。

3.5 多租戶技術(shù)

平臺擴(kuò)容升級后，軟件系統(tǒng)具備對外輸出多租戶能力，通過添加租戶相關(guān)服務(wù)，即可完成對外輸出融媒體業(yè)務(wù)的能力，為有需求的行業(yè)用戶提供融媒體業(yè)務(wù)服務(wù)、進(jìn)行融媒體中心建設(shè)。

4 遇到的問題及解決辦法

平臺擴(kuò)容升級過程中，技術(shù)人員遇到了一些實(shí)際問題并予以妥善解決。

4.1 文稿三寫無法正常寫入

文稿三寫是指將文稿在本地、云端和應(yīng)急備份系統(tǒng)中各存儲一份。在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，曾出現(xiàn)過本地應(yīng)急系統(tǒng)中的文稿無法更新的問題，導(dǎo)致本地和云端的文稿也都無法寫入。技術(shù)人員通過修復(fù)文稿更新功能，升級應(yīng)急備份系統(tǒng)中文稿服務(wù)后，問題得到了有效解決。

4.2 本地與云端同步系統(tǒng)無法正常工作

同步系統(tǒng)遇到業(yè)務(wù)高峰大批量任務(wù)并發(fā)時，為了保障數(shù)據(jù)同步的可靠性，同步軟件采用線性同步的方法；遇到大批量任務(wù)積壓和等待時間過長時，會導(dǎo)致任務(wù)失敗或進(jìn)度卡停問題。人工手動重置是解決此類問題的傳統(tǒng)方法，但同步效率會減慢或停止，用戶也會反映同步系統(tǒng)不夠穩(wěn)定。為了解決這些問題，技術(shù)人員及時更新了同步軟件，增強(qiáng)了軟件穩(wěn)定性，增加了失敗任務(wù)自動重置功能，優(yōu)化了云端軟件并定期重啟服務(wù)。這些措施提升了同步系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，減少了同步失敗的任務(wù)數(shù)量，并且失敗的任務(wù)能夠自動重置，在實(shí)際運(yùn)行過程中不需要人工干預(yù)，從而提升了同步效率。

4.3 實(shí)體非編與云非編存儲空間不一致

系統(tǒng)試運(yùn)行期間，用戶發(fā)現(xiàn)云非編和物理機(jī)非編存儲空間不一致，導(dǎo)致素材丟失和同步出錯等問題。針對該問題，技術(shù)人員通過定制默認(rèn)同步策略進(jìn)行解決。具體來說，當(dāng)云端個人賬號存儲空間不足，系統(tǒng)會將超出存儲空間的內(nèi)容自動劃入公共空間，不占用個人存儲空間。該策略有效解決了存儲空間不一致的問題，保證了素材的安全存儲和同步的正常進(jìn)行。

5 結(jié)語

麗水融媒體技術(shù)平臺采用在線擴(kuò)容升級的方式，僅增加部分設(shè)備以支撐系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展和功能增加，現(xiàn)有數(shù)據(jù)、文稿、業(yè)務(wù)流程、素材信息及節(jié)目數(shù)據(jù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)在工程實(shí)施過程中均予以繼承，在不中斷業(yè)務(wù)的情況下實(shí)現(xiàn)了用戶無感擴(kuò)容，達(dá)到了設(shè)計要求和預(yù)期效果。