生活資訊頻道非編制作網(wǎng)方案設(shè)計(jì)

朱紅華

（蘇州廣電總臺(tái) 生活資訊頻道，江蘇 蘇州 215128）

1 引言

蘇州廣電總臺(tái)生活資訊頻道于2006年開(kāi)始非編制作網(wǎng)的規(guī)劃和考察，今年出臺(tái)了非編制作網(wǎng)方案，并進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)。在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)上，要充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和存儲(chǔ)技術(shù)，利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)視頻技術(shù)，建立一個(gè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、流程化、高效率的節(jié)目制作平臺(tái)，建成的非線(xiàn)性編輯網(wǎng)絡(luò)要成熟、安全、穩(wěn)定。

2 非編制作網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

本臺(tái)依照“統(tǒng)一設(shè)計(jì)、分步實(shí)施”的總體原則來(lái)制定方案，并且根據(jù)對(duì)周邊縣市臺(tái)的考察情況，結(jié)合頻道自身實(shí)際，提出了非編制作網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)原則：統(tǒng)一設(shè)計(jì)，盡量按照全臺(tái)制播一體網(wǎng)的高度進(jìn)行規(guī)劃。具體如下：

1）開(kāi)放性。預(yù)先設(shè)計(jì)與硬盤(pán)播出網(wǎng)、新聞直播、衛(wèi)星節(jié)目收錄等系統(tǒng)的對(duì)接，以便適當(dāng)時(shí)機(jī)可以進(jìn)行系統(tǒng)功能的延伸與擴(kuò)展。

2）安全性。網(wǎng)絡(luò)主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要一步到位，服務(wù)器、交換機(jī)、存儲(chǔ)陣列的配置要嚴(yán)格從安全性角度出發(fā)，做到雙備份。

3）可擴(kuò)充性。為將來(lái)帶寬和設(shè)備的擴(kuò)展和建設(shè)留有充足的余地，要具有低成本升級(jí)到高清的能力。存儲(chǔ)容量要從實(shí)際出發(fā)，并預(yù)留足夠空間，以備頻道隨時(shí)增加的節(jié)目需要。

3 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

3.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)

目前，非編制作網(wǎng)架構(gòu)主要有3種：

1）FC-SAN雙網(wǎng)架構(gòu)。雙網(wǎng)架構(gòu)采用一臺(tái)服務(wù)器作為元數(shù)據(jù)控制器（Meta Data Controller，MDC），并建立以太網(wǎng)用于傳遞控制信息。基于“FC+以太”的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，最大的優(yōu)點(diǎn)在于高性能，可以保證在大數(shù)據(jù)量并發(fā)訪問(wèn)情況下，主機(jī)讀寫(xiě)帶寬穩(wěn)定。這主要是由于FC協(xié)議在設(shè)計(jì)時(shí)充分參考了以太網(wǎng)協(xié)議設(shè)計(jì)中的成功和不足，揚(yáng)長(zhǎng)避短，作了大量針對(duì)性的優(yōu)化。原先2 Gbit/s的光纖通道可以提供200 Mbit/s的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)帶寬，而目前主要是4 Gbit/s的FC產(chǎn)品。

2）IP-SAN單網(wǎng)架構(gòu)。采用的iSCSI協(xié)議的實(shí)質(zhì)是實(shí)現(xiàn)了基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腟CSI指令，它與FC協(xié)議之間的區(qū)別僅在于傳輸層協(xié)議的不同，而對(duì)于應(yīng)用層來(lái)說(shuō)是完全透明的，通過(guò)iSCSI協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)塊級(jí)共享訪問(wèn)，能夠達(dá)到150～300 Mbit/s的實(shí)測(cè)帶寬。從成本角度和維護(hù)角度分析，IP-SAN架構(gòu)具有一定的優(yōu)勢(shì)。

3）FC存儲(chǔ)+NAS訪問(wèn)架構(gòu)。通過(guò)將雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)的高性能與單網(wǎng)結(jié)構(gòu)的低成本特性進(jìn)行結(jié)合，以高性能存儲(chǔ)體構(gòu)成核心高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，并配合具有分布式處理能力的 iSCSI Target，NAS Gateway，F(xiàn)TP Server和流媒體服務(wù)器等組成的媒體數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，為不同類(lèi)型的客戶(hù)端提供不同服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)存取服務(wù)，前端業(yè)務(wù)站點(diǎn)既可以直接采用FC接口方式對(duì)后端存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)高速訪問(wèn) （如存儲(chǔ)遷移服務(wù)器、轉(zhuǎn)碼服務(wù)器等），部分上下載站點(diǎn)以千兆以太接入通過(guò)中間的NAS Gateway實(shí)現(xiàn)對(duì)后端FC存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)，節(jié)省FC卡和FC交換機(jī)端口。

3個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具體比較見(jiàn)表1。

在廣電領(lǐng)域中，現(xiàn)有系統(tǒng)仍然絕大部分都是基于“FC+以太”的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明，這種技術(shù)的成熟度比較高。

最開(kāi)始，也曾考慮采用FC-SAN雙網(wǎng)架構(gòu)，但臺(tái)內(nèi)預(yù)算有限，如果采用這種架構(gòu)，后端中心存儲(chǔ)無(wú)法使用檔次稍高的存儲(chǔ)器。另外，該網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)工作站都要直接連接存儲(chǔ)體，所以FC光纖網(wǎng)卡成本也較高。

隨著近年來(lái)IT技術(shù)的快速發(fā)展，萬(wàn)兆以太網(wǎng)也已經(jīng)逐步推廣并得到應(yīng)用。如果仍舊采用傳統(tǒng)的FC-SAN雙網(wǎng)架構(gòu)，其今后發(fā)展的空間并不大，即便它也擴(kuò)展到10 Gbit/s，對(duì)于系統(tǒng)今后的應(yīng)用仍是有限的。另一方面，F(xiàn)C存儲(chǔ)+NAS訪問(wèn)架構(gòu)雖然采用了一個(gè)折中的方法來(lái)緩解FC+SAN架構(gòu)的成本壓力，但由于工作站對(duì)中心存儲(chǔ)的訪問(wèn)是基于NAS結(jié)構(gòu)的，因此，NAS成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)和流量的瓶頸?，F(xiàn)在雖然可以使用NAS的集群來(lái)緩解這個(gè)問(wèn)題，但性能優(yōu)良的NAS網(wǎng)關(guān)也是價(jià)格不菲。

表1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的對(duì)比

經(jīng)過(guò)總臺(tái)技術(shù)層面的多次論證，采用了新提出的雙讀雙寫(xiě)機(jī)制和數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)、本地雙備份機(jī)制，大大拓展了IP-SAN架構(gòu)的發(fā)展空間。

雙讀雙寫(xiě)機(jī)制實(shí)際上是一個(gè)視音頻文件的本地備份機(jī)制。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，視音頻文件將采用高、中雙碼流概念，而不是傳統(tǒng)的單一高碼流。高碼流不變，中碼流采用6 Mbit/s的MPEG-2。對(duì)于有卡站點(diǎn)，高中碼流在寫(xiě)入中心存儲(chǔ)的同時(shí)也寫(xiě)入本地SAS硬盤(pán)，而對(duì)于無(wú)卡站點(diǎn)，本地則只保存6 Mbit/s中碼流，進(jìn)行編輯時(shí)也只對(duì)中碼流進(jìn)行編輯，只在輸出時(shí)由中心存儲(chǔ)下載高碼流。由于一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中無(wú)卡站點(diǎn)為多數(shù)，采用這種讀寫(xiě)機(jī)制將大大緩解編輯站點(diǎn)同中心存儲(chǔ)的流量壓力，使網(wǎng)絡(luò)帶寬并不占優(yōu)的IP-SAN得以運(yùn)用。

對(duì)于非編網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何信息的保存都離不開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括素材、人員資料、權(quán)限等。因此，數(shù)據(jù)庫(kù)的雙備份機(jī)制的重要性不言而喻。為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)癱瘓時(shí)仍然能夠進(jìn)行節(jié)目編輯，不至于造成節(jié)目無(wú)法生產(chǎn)的嚴(yán)重后果，編輯站點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)是很重要的。

這兩種機(jī)制相輔相成，缺一不可，共同完成了IPSAN在制作網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。因此，頻道也采用了這種機(jī)制下的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)自己的制作網(wǎng)絡(luò)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)具體方案設(shè)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)有節(jié)目生產(chǎn)需求，設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為6個(gè)有卡站點(diǎn)，15個(gè)無(wú)卡站點(diǎn)，2個(gè)配音站點(diǎn)，2個(gè)收錄站點(diǎn)，2個(gè)新聞直播站點(diǎn)的制作網(wǎng)絡(luò)。制作網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)組成有：

1）核心服務(wù)器及存儲(chǔ)子系統(tǒng)，由中心存儲(chǔ)體、主備域控DC服務(wù)器、主備MDC服務(wù)器、主備數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、新聞文稿服務(wù)器、遷移服務(wù)器和Web文稿服務(wù)器組成，支撐整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)作；

2）新聞制作子系統(tǒng)，由上下載編輯工作站、無(wú)卡編輯工作站、配音工作站、審片工作站組成。制作子系統(tǒng)是整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的主體功能子系統(tǒng)；

3）演播室播出子系統(tǒng)，由播出服務(wù)器、播出控制工作站以及演播室回采工作站組成；

4）收錄子系統(tǒng)，由AV收錄服務(wù)器組成；

5）安全傳輸訪問(wèn)子系統(tǒng)，使用硬件防火防毒設(shè)備；

6）網(wǎng)絡(luò)管理及監(jiān)控系統(tǒng)，負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控管理。在本網(wǎng)中，無(wú)論是工作站還是服務(wù)器都通過(guò)六類(lèi)網(wǎng)線(xiàn)連接，服務(wù)器使用雙網(wǎng)卡通過(guò)與Cisco交換機(jī)做Team模式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)線(xiàn)的備份冗余；中心存儲(chǔ)體采用2個(gè)Dell EqualLogic PS6000E iSCSA存儲(chǔ)陣列實(shí)現(xiàn)32 Tbyte的總?cè)萘?，有效容量也達(dá)到了18 Tbyte。PS6000E每個(gè)陣列具有8個(gè)千兆網(wǎng)口，作為主備實(shí)際使用其中4個(gè)網(wǎng)口，其最大數(shù)據(jù)傳輸可以達(dá)到4 Gbit/s，采用2個(gè)這樣的陣列后可以通過(guò)組成RAID0加快數(shù)據(jù)吞吐速度，但考慮到安全性，仍做成2個(gè)獨(dú)立的陣列，可以通過(guò)分配欄目對(duì)不同陣列的訪問(wèn)策略來(lái)達(dá)到分散數(shù)據(jù)流量的作用。

本臺(tái)還通過(guò)增加思科的ASA5520防火墻實(shí)現(xiàn)了制作網(wǎng)與辦公網(wǎng)的文稿、文件傳輸以及Internet遠(yuǎn)程BS文稿的寫(xiě)稿功能。目前，臺(tái)內(nèi)非編網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)建設(shè)完畢并投入試運(yùn)行，情況良好。