電視制播系統(tǒng)中的存儲及存儲管理技術(shù)分析

1、電視制播系統(tǒng)中的存儲及存儲管理技術(shù)分析摘 要：在當(dāng)今的電視制播系統(tǒng)當(dāng)中，存儲系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 平臺作為電視制播系統(tǒng)關(guān)鍵的重要平臺，性能優(yōu)劣則會對整 個電視制播系統(tǒng)造成直接影響?；诖?，文章針對電視制播 系統(tǒng)中的存儲及存儲管理技術(shù)進(jìn)行具體分析。關(guān)鍵詞：電視制播系統(tǒng)；存儲；管理技術(shù) 電視制播系統(tǒng)中的存儲系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺作為核心平臺，對 其存儲容量以及數(shù)據(jù)訪問、傳輸、管理等性能有著非常高的 要求，其綜合性能的優(yōu)劣對整個制播系統(tǒng)有著直接影響。在 當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的時代中，存儲技術(shù)也主要分為直 接附加存儲(Direct Attached Storage, DAS)、網(wǎng)絡(luò)附加存儲(Network Attache

2、d Storage , NAS)與存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (StorageAera Network， SAN) 3 種，不同存儲技術(shù)有著不同的特點(diǎn)與 技術(shù)優(yōu)勢，在電視制播系統(tǒng)的具體存儲管理方案設(shè)計(jì)中，有 其各自的用武之地。1 電視制播系統(tǒng)中的存儲技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)1.1 DAS存儲技術(shù)DAS大多應(yīng)用于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，所有工作都基于服務(wù)器，外部的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備直接與內(nèi)部總線掛接，存儲系統(tǒng) 同樣是服務(wù)器的重要組成，服務(wù)器需要完成應(yīng)用服務(wù)與文件服務(wù)，通過同一服務(wù)器處理客戶機(jī)的服務(wù)請求與數(shù)據(jù)的出入1 。正因?yàn)?DAS 的所有訪問工作都需要經(jīng)由服務(wù)器完成，因此，在用戶量激增或者是服務(wù)器處于滿載狀態(tài)時，其響應(yīng)速 度則難

3、以跟上，會出現(xiàn)不同程度的延遲與傳輸速率下降，即 便是帶寬充足的情況下，還是會受到服務(wù)器的限制。1.2 NAS存儲技術(shù)NAS主要利用專屬文件服務(wù)器對文件存儲系統(tǒng)進(jìn)行管理。NAS存儲系統(tǒng)能夠按照應(yīng)用服務(wù)器或是客戶機(jī)的命令去實(shí)現(xiàn) 對內(nèi)在文件的管理工作。 一般來講NAS采用UDP/IP或TCP/IP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)訪問服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化，可在異構(gòu)服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù) 共享。NAS所應(yīng)用的是直接針對用戶制作且是專屬于數(shù)據(jù)存儲 的簡便化操作系統(tǒng)，將與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的協(xié)議內(nèi)置在了系統(tǒng) 當(dāng)中，所以NAS存儲系統(tǒng)的管理與設(shè)置都非常方便，是一款 即插即用型的產(chǎn)品。所以，相對來講NAS的成本經(jīng)濟(jì)且方便管理，同時能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)共享。1

4、.3 SAN 存儲技術(shù)SAN 將存儲器與網(wǎng)絡(luò)工作站節(jié)點(diǎn)直接相連，有著高速的 訪問效率。借助于光纖將服務(wù)器與存儲設(shè)備進(jìn)行相連，實(shí)現(xiàn) 更咼吞吐量、更遠(yuǎn)距離以及更咼穩(wěn)定性的連通2。SAN的存儲網(wǎng)絡(luò)模式可為交換式，也可為共享式。SAN存儲技術(shù)有著更高的拓展性能、訪問速度與處理效 率。正因?yàn)镾AN應(yīng)用的是網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，服務(wù)器能夠訪問存儲網(wǎng) 絡(luò)中的所有存儲設(shè)備，所以用戶可根據(jù)需求隨意添加磁盤陣 列、帶庫以及服務(wù)器等存儲設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)客戶想要的存儲 空間與處理能力。此外， SAN 存儲技術(shù)還具有專門用于大體 量數(shù)據(jù)傳送而制作的光纖通道(Fibre Channel)技術(shù)，現(xiàn)如 今光纖傳輸速率不斷提升， SAN 的

5、數(shù)據(jù)傳輸速度與處理性能 也提升到了更高層次。1.4 NAS+SAN存儲技術(shù)由于NAS與SAN都有各自的優(yōu)劣勢，并且這兩項(xiàng)存儲技 術(shù)可進(jìn)行相互彌補(bǔ)，因此，在具體應(yīng)用當(dāng)中經(jīng)常將兩者置于 同個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，所以也就存在了 NAS+SAN存儲系統(tǒng)。該 存儲系統(tǒng)的前端為部分 NAS Head與采用SAN存儲設(shè)備的服 務(wù)器，NAS HeadDiU主要支持NFS和CIFS協(xié)議接口與管理服 務(wù)。不過，其中的NAS存儲系統(tǒng)與傳統(tǒng)相比有所不同，該系 統(tǒng)的NAS Head使用的并非本地存儲設(shè)備，而改用 SAN存儲 設(shè)備主要對外提供文件服務(wù)。以兩種存儲技術(shù)的融合，通過 優(yōu)勢互補(bǔ)有效改善了 NAS和SAN系統(tǒng)在存儲設(shè)備

6、級方面的共 享難題，不過在文件級的共享方面仍然有著和傳統(tǒng)NAS系統(tǒng)同樣的可擴(kuò)展性難題。NAS+SAN融合了兩種存儲技術(shù)的優(yōu)勢，有效得到了互補(bǔ)。采取NAS Head作為NAS服務(wù)器的控制端，能夠直接或是利用 SAN 的 Fibre Channel 與后端存儲系統(tǒng)相連， 因此， 也就不 需要依附于服務(wù)器內(nèi)部存儲，有效支持了更高性能、更大容 量以及更高可靠性的存儲后端 3。如此一來，NAS+SAN的解 決方案將用戶原先投資在企業(yè)級存儲系統(tǒng)或是SAN存儲設(shè)備方面的實(shí)效延續(xù)發(fā)揮，通過引入經(jīng)濟(jì)合理的以太網(wǎng)去實(shí)現(xiàn)更 高可擴(kuò)展性的文件訪問功能。這種采用NAS Head的解決方案，有效盤活了規(guī)劃存儲增長，很大程

7、度上提高了存儲系統(tǒng) 的利用效率，同樣有效發(fā)揮出存儲系統(tǒng)與存儲管理軟件的重 要作用，并且提高了數(shù)據(jù)管理的便捷性以及數(shù)據(jù)的自我保護(hù) 性能，進(jìn)而大幅縮減成本投入。在非編網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)當(dāng)中，大量采用了 NAS+SAN的解決方案， 不僅能夠?yàn)槟壳暗母咝阅苡锌üぷ髡尽⒑铣晒ぷ髡镜忍峁┘?術(shù)服務(wù)，同樣也能夠支持今后 HDV 等高清軟件應(yīng)用。 現(xiàn)如今， CPU+GPU技術(shù)在非編網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用逐漸廣泛，非編軟件也逐漸減小了對硬件板卡的依賴程度，再加上對本地緩存的 高效應(yīng)用，其正常運(yùn)行對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求不再像以前那么高， 所以成本較高的FC設(shè)備則逐漸會被IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備替代，以此 來服務(wù)于無卡的非編應(yīng)用。 在NAS+SAN

8、的存儲方案當(dāng)中，采 用FC-SAN的存儲當(dāng)作NAS矩陣的后臺存儲，利用存儲對共 享軟件進(jìn)行訪問，能夠促使眾多NAS Head組成NAS存儲池， 進(jìn)而與無卡非編等應(yīng)用的需求相符，實(shí)現(xiàn)了利用有限存儲帶 寬服務(wù)于大量客戶端的目標(biāo)。1.5 iSCSI存儲技術(shù)iSCSI也即為互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口，該存儲系統(tǒng)主要是利用IP網(wǎng)絡(luò)，把SCS塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)封包的傳輸協(xié) 議形式，此?f議主要支持服務(wù)器(Initiator )、存儲設(shè)備(Target) 以及協(xié)議傳輸網(wǎng)關(guān)設(shè)備。iSCSI與 NAS同樣是利用IP網(wǎng)絡(luò)來 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，不過iSCSI的數(shù)據(jù)存取方式方面所采取的塊 協(xié)議(Block Protocal

9、、卻與NAS不一樣，與 FC-SAN相同， 實(shí)際上iSCS也屬于SAN大家族中的成員4。正因?yàn)閕SCS存儲技術(shù)綜合了 SCS、以太網(wǎng)以及 TCP/IP等相關(guān)技術(shù)， 因此，所有支持iSCS技術(shù)的服務(wù)器與存儲設(shè)備， 均可以與IP 交換機(jī)以及路由器進(jìn)行相連，有著開放性強(qiáng)、容量大、可靠 性高以及傳輸速率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，針對需在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行存儲和 傳輸大規(guī)模數(shù)據(jù)的應(yīng)用情況最為適宜。然而，iSCSI存儲系統(tǒng)有一定的單點(diǎn)障礙，并且系統(tǒng)的組建與投入成本偏高。2電視制播系統(tǒng)中的存儲管理方案設(shè)計(jì)對于電視臺的制播系統(tǒng)而言，不僅僅要能夠滿足正常的 工作運(yùn)轉(zhuǎn)所需，還應(yīng)在此基礎(chǔ)上去盡量節(jié)約成本，實(shí)現(xiàn)回報(bào) 效益最大化，因此，在電

10、視臺的各個制播環(huán)節(jié)應(yīng)用存儲管理 技術(shù)時，要進(jìn)行精心的設(shè)計(jì)，規(guī)劃出可行性的方案。具體來講，可分為以下幾點(diǎn)：(l、針對電視臺的大制作網(wǎng)絡(luò)以及大媒體資產(chǎn)，筆者建議運(yùn)用SAN存儲網(wǎng)絡(luò)，憑借該存儲技術(shù)的高可靠性與高性能，可滿足絕大多數(shù)的工作需求，尤其是由于數(shù)據(jù)訪問而產(chǎn)生的高帶寬要求。 （ 2）針對于偏小 型的制作網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及部門級別的小型媒體資產(chǎn)系統(tǒng)，筆者 建議運(yùn)用iSCSI-SAN存儲網(wǎng)絡(luò)，該存儲網(wǎng)絡(luò)同樣能夠滿足較高 的帶寬要求，但成本更低。 （ 3）針對硬盤播出系統(tǒng)，筆者建 議運(yùn)用DAS存儲技術(shù)，在容錯方案方面，由于該播出系統(tǒng)大 多采用的是雙機(jī)鏡像方式，鏡像服務(wù)器與播出服務(wù)器都有著 各自的存儲系統(tǒng)，

11、因此，能夠通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)存儲系統(tǒng)上關(guān)于 數(shù)據(jù)的進(jìn)項(xiàng)。（4）針對節(jié)目的包裝網(wǎng)絡(luò)，筆者建議運(yùn)用NAS存儲網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)閷τ陔娨暸_的節(jié)目包裝系統(tǒng)而言，一般其規(guī) 模不會很大，對時效性的要求也不高，但主要強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù) 共享性要非常高，然而目前的電視臺包裝設(shè)備有著非常多的 操作系統(tǒng)平臺，比較普遍的設(shè)備系統(tǒng)為 Windows系統(tǒng)、Apple 系統(tǒng)、Unix系統(tǒng)以及Linux系統(tǒng)，而NAS存儲技術(shù)的優(yōu)勢就 在于即便是異構(gòu)操作系統(tǒng)平臺，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)高效的文件共 享5。（5）針對欄目級別的小型制作網(wǎng)絡(luò)，筆者建議運(yùn)用 DAS存儲技術(shù)，以成為低廉的成本去獲取較高的數(shù)據(jù)傳輸速 率。由此可見，DAS, NAS以及SAN存儲技術(shù)

12、都有著各自的 特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)，而具體應(yīng)用到電視制播系統(tǒng)當(dāng)中則需充分結(jié)合 應(yīng)用環(huán)節(jié)的自身特點(diǎn)，去選擇相適應(yīng)的存儲管理方案，以最 優(yōu)化設(shè)計(jì)去實(shí)現(xiàn)最高資源效益。3 結(jié)語綜上所述，當(dāng)前電視臺的節(jié)目生產(chǎn)主要是對視頻音頻流 進(jìn)行采集、編制與播出，其制播系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)帶寬與傳輸速率 的需求非常高。不過電視臺對于視頻音頻的處理均相對集中， 通常都無需對數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程處理。因此，核心存儲通?？蛇x 用FC-SAN的存儲系統(tǒng)，邊緣存儲則可采用iSCSI或者NASHead存儲技術(shù)去構(gòu)建二級存儲。此外，采用NAS+NAS方案去構(gòu)建CPU+GPU網(wǎng)絡(luò)，能夠節(jié)省成本，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源，同 原來的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)結(jié)合更為密切，是進(jìn)行電視制播系統(tǒng)存儲管 理的有效解決方案。當(dāng)前，iSCSI作為未來存儲技術(shù)的發(fā)展趨 勢，隨著技術(shù)的愈發(fā)成熟，也會在電視制播系統(tǒng)中應(yīng)用更為 廣泛。參考文獻(xiàn) 1 宋麗紅 .淺析電視臺制播網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)儲存體系結(jié)構(gòu)J工程技術(shù)（文摘版），2015（ 11）: 26