論私有云存儲在高清制作網(wǎng)中的應用與優(yōu)勢

文/孫強

引言

電視領域的飛速發(fā)展對電視節(jié)目制作與節(jié)目數(shù)據(jù)處理與管理提供了更高的要求。因此，為了滿足大眾需求，相關技術人員采用了云儲存這種先進的改良措施，以提高電視節(jié)目的質量與效率，同時對數(shù)字化的電視節(jié)目進行管理與儲存。制作網(wǎng)承載著電視節(jié)目的裁剪、編輯等任務，海量的節(jié)目信息與制作網(wǎng)密不可分，所以，云儲存在高清制作網(wǎng)中的使用尤為重要。

1.虛擬存儲技術以及其應用

隨著科技的快速發(fā)展，網(wǎng)絡技術和計算機技術也得到了快速發(fā)展，視頻網(wǎng)絡和整個頻道正在逐步實現(xiàn)網(wǎng)絡一體化。特別是對存儲要求超高的高清制作網(wǎng)絡來說，更是需要將先進的產(chǎn)品和存儲技術引入視頻領域。

SAN技術發(fā)展至今，產(chǎn)生了許多新概念。虛擬存儲的出現(xiàn)更是其中具有代表性的存在。與過去的交換機和RAID陣列相比，陣列中的SAN結構可以被主機通過硬件層直接接觸，而虛擬存儲的定義是把數(shù)據(jù)存儲技能從物理的、實際的數(shù)據(jù)儲存中抽象出來，使普通用戶在讀取數(shù)據(jù)時不用擔心存儲設備的物理容量和位置、參數(shù)配置。因此，減少編輯用戶和系統(tǒng)管理人員的工作難度。

將存儲材料放到網(wǎng)絡上，方便存取的儲存方式就是云儲存。這樣的儲存方式方便用戶無論何時何地都能夠通過網(wǎng)絡輕松地取得數(shù)據(jù)，不用苦惱由于存儲的需求增多而沒有儲存空間，也不會由于建立了太多存儲設備而造成資金浪費，相反地簡化了管理難度。[3]如果存儲商能提供一套快速且安全的云存儲系統(tǒng)，同時附有簡單的管理和數(shù)據(jù)檢索功能，一方面滿足了用戶對存儲彈性，機動性的要求，另一方面也是一個經(jīng)濟劃算的解決存儲的方案。

與公有存儲有區(qū)別的是私有存儲云，它只局限于一個區(qū)域內(nèi)應用。私有云僅僅只對區(qū)域內(nèi)用戶提供存儲服務和對應的服務質量。編輯用戶不需要明白“云”的具體組成細節(jié)，只需要知道使用存儲服務對應的接口，以及相對應的戰(zhàn)略，其余的“云”都會自動完成。對用戶來說，存儲云是透明的，云的內(nèi)部如何配置，如何實現(xiàn)，使用哪種技術、哪種平臺都不需要關心。當用戶需要儲存時，“云”就可以提供空間儲存，并且編輯用戶還能夠隨時讀取儲存資源。因為云端的原則是以不妨礙用戶使用為前提，提供許多附加功能，也由此云端成為安全、可靠、高效的存儲池。

目前的電視顯示屏越來越清晰，人們大多追求全高清、高清的媒體格式。對制作網(wǎng)的帶寬來說，高清視頻制作是極大的挑戰(zhàn)，特別是對那些大型制作網(wǎng)來說更是挑戰(zhàn)，大型制作網(wǎng)平臺對視頻音頻的對讀延遲極其敏感，因此對制作網(wǎng)的讀寫功能同樣是挑戰(zhàn)。用戶在造制作網(wǎng)時，希望能有極好的拓展功能，可以完成性能和容量的一并擴展。因此，對大型制作網(wǎng)儲存規(guī)劃來說，第一選擇就是私有云。

私有云制作系統(tǒng)為4層架構，各層主要功能和作用如下。

基礎資源層：作為云制作系統(tǒng)的基礎設施，包括通用的硬件、通用服務器、網(wǎng)絡、存儲；專業(yè)媒體資源，例如制作資源管理服務、制作策略管理服務、數(shù)據(jù)庫訪問組件等一些專門為電視臺制作網(wǎng)業(yè)務設計的專業(yè)設備。

服務平臺層 服務平臺層是一些核心制作業(yè)務具體完成者，使用基礎資源并對上層提供具體業(yè)務子系統(tǒng)組裝的核心服務組件，包括媒體處理平臺（面向所有和媒體處理相關的業(yè)務，如渲染、轉碼等）、元數(shù)據(jù)管理平臺（面向所有和內(nèi)容操作業(yè)務，如元數(shù)據(jù)管理）、應用產(chǎn)品平臺。

業(yè)務系統(tǒng)層：制作管理、流程引擎驅動、虛擬化系統(tǒng)和云桌面系統(tǒng)。

制作端應用：高清云上載系統(tǒng)、非編瘦客戶機等各種類型的端站點。

云制作系統(tǒng)采用千兆+萬兆以太網(wǎng)架構設計，業(yè)務系統(tǒng)可以根據(jù)需求進行靈活增減。全系統(tǒng)架構采用全IP化部署，整個系統(tǒng)使用萬兆交換加千兆接入交換機級聯(lián)，采用10GE 交換模式上連，并有充分的冗余連接方式做帶寬保證和容災保證。

存儲容量和分層存儲。考慮到投資成本的合理性以及云存儲平臺的可擴展性，在一期建設中部署60TB的磁盤容量，包括SSD、SAS、SATA等3種不同類型以及不同容量大小，以應對不同的應用需要。待業(yè)務系統(tǒng)分批遷入云存儲平臺過程中再按需逐步擴容。

根據(jù)磁盤性能與業(yè)務應用需求，對磁盤類型以及組合方式做了細致的規(guī)劃。首先，將性能最好的SSD盤部署在離控制器最近的總線上，將性能最弱的SATA盤部署在離控制器最遠的總線上，以提高存儲設備的整體性能。此外，采用數(shù)據(jù)分層技術，在容量最小但性能最好的SSD盤上存放讀寫頻率最高的數(shù)據(jù)，在容量和性能都適中的SAS盤上存放使用頻率相對較高的數(shù)據(jù)，在容量最大但性能最低的SATA盤上存放使用頻率很低的數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫的最佳效能。

2.私有云存儲的優(yōu)點

2.1 超低延遲，超高帶寬

目前，云存儲大多利用8GB的FC-SAN架構滿足用戶對儲存的要求，SAN的高性能可以提供超大儲存空間，對某些要求嚴格的應用來說，它還滿足超低延遲這樣嚴格的要求。

2.2 集中容災及備份可以輕易實現(xiàn)

沒有什么設備是完全可靠的，存儲設備也不能確保每分每秒都可靠。硬盤壞了用戶能購買一個新的，但數(shù)據(jù)損壞了，用戶卻沒辦法補救，尤其是數(shù)據(jù)丟失，這樣的損失是無法彌補的。[4]因此，進行數(shù)據(jù)備份，以及在合適的時間以可以接受的成本完成業(yè)務的容災，確保業(yè)務和應用的可用性。集中地進行數(shù)據(jù)備份和業(yè)務應用的容災比分散的存儲更容易管理和實現(xiàn)，并且更加快速有效。多種RAID級別的組合還有全冗余的硬件設計，再加上復制、快照等數(shù)據(jù)技術服務，以確保存儲的數(shù)據(jù)的安全。

云存儲平臺的存儲網(wǎng)關必須具有高性能的IOPS（每秒進行讀寫操作的次數(shù)）以及存儲帶寬，部署雙引擎單元，且每個引擎單元具有2個管理模塊，提供對存儲設備的管理與對外接口。雙引擎之間不僅實現(xiàn)雙機熱備，而且每個引擎中的管理模塊也實現(xiàn)了兩兩互為熱備。在傳輸鏈路方面，每個管理模塊提供了多個接口實現(xiàn)與各類交換機、存儲設備之間的鏈路均衡、負載均衡，由此實現(xiàn)存儲平臺的高安全性和高性能。

2.3 集中管理，便于維護

集中管理能夠在同一個界面下，對所有的數(shù)據(jù)進行控制和維護，用戶只需要將數(shù)據(jù)儲存進云空間，接下來處理數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、備份數(shù)據(jù)等工作都由云端來完成，這既對數(shù)據(jù)的安全性增加了保障，又減少了儲存數(shù)據(jù)的成本。

2.4 延展性好，便于伸縮

對于大多數(shù)編輯用戶來說，他們不知道如何實現(xiàn)存儲，只了解存儲的接口。這就像是在用戶和私有云儲存之間增加了一個中間層。如果此時對私有云儲存的后面部分進行改動過，它不會影響到前端的數(shù)據(jù)，也不會妨礙編輯用戶使用前端。因此，私有云存儲得以在空間上進行靈活的維護，延伸和升級，對后端的影響實現(xiàn)最小化。SCALE-out架構能確保同時實現(xiàn)線性提升和容量動態(tài)延伸，提供快速有效的存儲服務，破解對數(shù)據(jù)容量需求大的問題；提供虛擬化的環(huán)境，利用堆疊多節(jié)點帶寬實現(xiàn)超高的前端帶寬。

2.5 存儲方式和接口的多樣性

為了適應多種業(yè)務系統(tǒng)的應用，云存儲平臺的存儲網(wǎng)必須能夠支持現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)所需的所有存儲方式，能夠提供多種模塊化的存儲接口，同時支持接口模塊的在線擴展。例如，無錫廣電歸檔型媒資系統(tǒng)中各類素材采用NAS的存儲方式，利用萬兆網(wǎng)絡實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；其虛擬化搭建的服務器端采用SAN的存儲方式，并通過FC的接口進行互聯(lián)。

結語

隨著時代不斷的進步，私有云儲存被越來越多地應用于制作網(wǎng)中。對于私有云儲存的應用不但可以提高電視節(jié)目的高清生產(chǎn)頻率，與此同時，也在一定程度上提高節(jié)目的相關特效質量。通過對云儲存在制作網(wǎng)中的應用進行研究，可以看出，以云儲存為基礎的制作網(wǎng)創(chuàng)新完全符合了節(jié)目高清制作的需求，并且私有云儲存在高清制作網(wǎng)的應用，增強了電視臺處理大量媒體數(shù)據(jù)與視頻音樂素材的能力。不僅消除了媒資編輯中后期音頻文件處理的瓶頸，而且能夠使百余臺工作站同時運作。