EMC Isilon二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)在電視播出中的應(yīng)用

章瀟泉

（作者單位：紹興廣播電視總臺(tái)）

EMC Isilon二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)在電視播出中的應(yīng)用

章瀟泉

（作者單位：紹興廣播電視總臺(tái)）

隨著廣電行業(yè)在IT技術(shù)上的發(fā)展，全程的文件化制播成為主流，硬盤播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)在強(qiáng)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)分散的同時(shí)，開始利用二級(jí)存儲(chǔ)將上載和播出服務(wù)器進(jìn)一步分離，把素材的編輯、修改以及審看工作從播出服務(wù)器中分離出來，避免誤操作及其他情況對(duì)播出造成影響。紹興廣播電視總臺(tái)在異址新建一個(gè)高標(biāo)清同播電視播出系統(tǒng)，新系統(tǒng)增加二級(jí)存儲(chǔ)。本文淺析EMC Isilon二級(jí)存儲(chǔ)的配置和日常維護(hù)。

EMC；二級(jí)；存儲(chǔ)；配置；維護(hù)

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)在電視臺(tái)得到了大量的應(yīng)用，一方面為了滿足自己日益增長的節(jié)目量的需求，另一方面為了保障電視節(jié)目安全播出，各家電視臺(tái)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的要求也不斷提高，主要體現(xiàn)在讀寫帶寬、容量擴(kuò)展、數(shù)據(jù)安全幾個(gè)方面。正是在這種需求環(huán)境下，各個(gè)存儲(chǔ)體廠商相繼開發(fā)了多種新型的存儲(chǔ)設(shè)備，以滿足客戶的需求，EMC Isilon二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)也就應(yīng)運(yùn)而生。紹興廣播電視總臺(tái)在異址新建一個(gè)高標(biāo)清同播電視播出系統(tǒng)中采用二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，將上載和播出服務(wù)器進(jìn)一步分離，把素材的編輯、修改以及審看工作從播出服務(wù)器中分離出來，以避免誤操作及其他情況對(duì)播出造成影響。

1 EMC Isilon二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

EMC Isilon采用的是橫向擴(kuò)展存儲(chǔ)方法，即創(chuàng)建一個(gè)運(yùn)行分布式文件系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)群集。OneFS 將存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的三個(gè)層（文件系統(tǒng)、卷管理器和數(shù)據(jù)保護(hù)）合并為一個(gè)橫向擴(kuò)展NAS群集。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)向群集中添加資源。由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含全局一致的RAM，因此隨著群集不斷擴(kuò)大，它將變得越來越快。此外，文件系統(tǒng)會(huì)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和重新分發(fā)內(nèi)容，因此不必再分區(qū)磁盤和創(chuàng)建卷。各節(jié)點(diǎn)對(duì)等工作以跨群集分散數(shù)據(jù)。細(xì)分和分發(fā)數(shù)據(jù)（稱為分條過程）不僅可保護(hù)數(shù)據(jù)，還能讓用戶只要連接到任意節(jié)點(diǎn)就能利用整個(gè)群集的性能。OneFS使用分布式軟件跨商用硬件擴(kuò)展數(shù)據(jù)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有助于控制數(shù)據(jù)請求，提高性能并且擴(kuò)展群集容量。沒有主要設(shè)備控制群集；也沒有從屬項(xiàng)涉及依賴關(guān)系，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有助于控制數(shù)據(jù)請求，提高性能并且擴(kuò)展群集容量。

作為一種架裝式應(yīng)用裝置，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)包括帶LCD前面板的2U或4U架裝式機(jī)箱中的以下組件：內(nèi)存、CPU、RAM、NVRAM、網(wǎng)絡(luò)接口、InfiniBand適配器、磁盤控制器和存儲(chǔ)介質(zhì)。Isilon群集包含三個(gè)或更多節(jié)點(diǎn)（最大數(shù)為144）。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行Isilon OneFS操作系統(tǒng)，一個(gè)群集的最小存儲(chǔ)容量為18 TB，而最大存儲(chǔ)容量為15.5 PB。

群集包括兩種網(wǎng)絡(luò)，用于在節(jié)點(diǎn)間交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和用于處理客戶端連接的外部網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)運(yùn)用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)交換數(shù)據(jù)時(shí)使用的是通過InfiniBand的專利單播協(xié)議。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包括冗余InfiniBand 端口，可添加第二內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，以防范第一網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障?？蛻舳送ㄟ^1 GigE或10 GigE以太網(wǎng)連接到群集。由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有以太網(wǎng)端口，因此在添加節(jié)點(diǎn)時(shí)，群集帶寬也會(huì)隨著性能和容量一起擴(kuò)展。

Silon群集包含三個(gè)或更多硬件節(jié)點(diǎn)（最大數(shù)為144）。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行Isilon OneFS操作系統(tǒng)（一種將節(jié)點(diǎn)聯(lián)合成群集的分布式文件系統(tǒng)軟件）。一個(gè)群集的最小存儲(chǔ)容量為18 TB，而最大存儲(chǔ)容量為15.5 PB。

在文件系統(tǒng)中，目錄是信息節(jié)點(diǎn)編號(hào)鏈接。信息節(jié)點(diǎn)包含文件元數(shù)據(jù)和標(biāo)識(shí)文件位置的信息節(jié)點(diǎn)編號(hào)。OneFS動(dòng)態(tài)分配信息節(jié)點(diǎn)，而信息節(jié)點(diǎn)的數(shù)量沒有限制。要在節(jié)點(diǎn)之間分發(fā)數(shù)據(jù)，OneFS將通過群集內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用全局可路由的數(shù)據(jù)塊地址發(fā)送消息。數(shù)據(jù)塊地址標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊的驅(qū)動(dòng)器?？蛻舳藢⑽募懭牍?jié)點(diǎn)時(shí)，節(jié)點(diǎn)上的啟動(dòng)器將管理文件在群集上的布局。首先，啟動(dòng)器將文件分為8 KB大小的數(shù)據(jù)塊。接著，啟動(dòng)器將數(shù)據(jù)塊置于一個(gè)或多個(gè)條帶單位中。大小為128kB 時(shí)，條帶單位包含16個(gè)數(shù)據(jù)塊。然后，啟動(dòng)器將條帶單位分布到整個(gè)群集中，直到它們跨越整個(gè)群集寬度創(chuàng)建一個(gè)條帶為止。條帶寬度取決于節(jié)點(diǎn)數(shù)和保護(hù)設(shè)置。由于Isilon群集的連貫緩存跨越所有節(jié)點(diǎn)，因此OneFS可將不同數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的RAM中。通過使用內(nèi)部InfiniBand網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)可從其他節(jié)點(diǎn)的緩存檢索文件數(shù)據(jù)，比從自己的本地磁盤檢索更快。如果讀取操作請求的是任意節(jié)點(diǎn)上緩存的數(shù)據(jù)，OneFS即可直接提取緩存數(shù)據(jù)進(jìn)行快速響應(yīng)。

2 紹興廣播電視總臺(tái)EMC Isilon二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)建

紹興廣播電視總臺(tái)現(xiàn)有個(gè)電視頻道，每天有約20小時(shí)的播出時(shí)間，新播出系統(tǒng)每天的節(jié)目量約60小時(shí)，設(shè)定的策略是所有素材在二級(jí)存儲(chǔ)上保存的時(shí)間是30天內(nèi)的節(jié)目存儲(chǔ)，又考慮到每個(gè)頻道都有一些需要長期保存的節(jié)目以及對(duì)存儲(chǔ)空間的利用率不可能達(dá)到100%這兩個(gè)因素，播出二級(jí)存儲(chǔ)需提供2套美國EMC 861-0120系列的ISILON X2000存儲(chǔ)，每套3個(gè)節(jié)點(diǎn)、有效容量62T、600MB有效遷移帶寬，可提供6個(gè)萬兆接口，在50Mb/s視頻碼率的情況下，可存儲(chǔ)30天的節(jié)目量。

3 EMC Isilon二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)在紹興廣播電視總臺(tái)播出系統(tǒng)中的應(yīng)用

新系統(tǒng)滿足1個(gè)高標(biāo)清同播頻道、2個(gè)高標(biāo)清兼容頻道的播出需求，在編單系統(tǒng)的統(tǒng)一計(jì)劃下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)播出節(jié)目的全文件化播出，優(yōu)化了臺(tái)內(nèi)業(yè)務(wù)流程。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備完全兼容高標(biāo)清播出，視頻服務(wù)器支持高標(biāo)清混合播出，上載服務(wù)器支持高清和標(biāo)清節(jié)目上載。通過配置可支持高清到標(biāo)清或標(biāo)清到高清的信號(hào)播出，目標(biāo)是安全、準(zhǔn)時(shí)的完成既定的節(jié)目播出計(jì)劃。

高標(biāo)清同播采用輸出級(jí)分離方式（見圖1），從高清播出切換臺(tái)的PGM OUT輸出完整高清信號(hào)，經(jīng)過視分、3選1、響度控制，最終高清播出；從高清播出切換臺(tái)的CLEAN OUT輸出干凈高清信號(hào)，經(jīng)下變換后進(jìn)入標(biāo)清切換臺(tái)或鍵控器、視分、3選1、響度控制，最終標(biāo)清播出，如圖1所示。系統(tǒng)考慮立體聲及5.1聲道節(jié)目的高清播出、高標(biāo)清節(jié)目的同步播出、高清下變換AFD方式的運(yùn)用等高標(biāo)清同播關(guān)鍵技術(shù)問題。

圖1 系統(tǒng)輸出分離圖示

為了優(yōu)化廣告的送播，同步更新了原有的廣告串編系統(tǒng)，完成廣告?zhèn)洳ト蝿?wù)。新電視播出系統(tǒng)與老系統(tǒng)在存儲(chǔ)體系中增加了EMC Isilon二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其主要是承擔(dān)當(dāng)天的節(jié)目存儲(chǔ)及30天內(nèi)的節(jié)目的存儲(chǔ)，可提供穩(wěn)定、可靠的大數(shù)據(jù)量的文件讀寫帶寬，有完備冗余備份，當(dāng)對(duì)主存儲(chǔ)體寫入數(shù)據(jù)完后，經(jīng)文件完整性校驗(yàn)、自動(dòng)技審、人工復(fù)檢后，通過策略服務(wù)器也將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)寫入備存儲(chǔ)體，保證主備存儲(chǔ)內(nèi)容時(shí)刻保持一致，并確保存儲(chǔ)能7×24小時(shí)正常工作。同時(shí)，劃部分區(qū)域給廣告串編系統(tǒng)用。由互聯(lián)互通平臺(tái)傳送過來的待播文件，經(jīng)文件完整性校驗(yàn)、自動(dòng)技審、人工復(fù)檢后遷移至EMC Isilon二級(jí)主備存儲(chǔ)。

4 結(jié)語

電視硬盤播出系統(tǒng)使用大容量磁盤陣列來做近線存儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)必然的選擇，并作為節(jié)目采集、播出、非編網(wǎng)、媒資及備播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換存儲(chǔ)中心。EMC Isilon二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)工作狀態(tài)穩(wěn)定，操作維護(hù)方便，可以滿足大容量素材的存儲(chǔ)和再利用，節(jié)約素材重復(fù)上載的工作量，以其高性能和高安全性滿足了電視安全播出的要求。

[1]王艷紅.硬盤數(shù)字化播出技術(shù)[J].中國有線電視,2005(12).

[2]汪煒鋼.紹興廣播電視臺(tái)全數(shù)字硬盤播出系統(tǒng)[J].現(xiàn)代電視技術(shù),2007(3).