淺談電視播控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)容錯技術(shù)

文/張曄

互聯(lián)網(wǎng)及數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，給廣播電視播控系統(tǒng)帶來新技術(shù)、新優(yōu)化和新機(jī)遇的同時，也對播控系統(tǒng)的技術(shù)水平及安全可靠提出了更高的要求，停播時間以秒來計算。因此，需利用多種技術(shù)手段完善播控系統(tǒng)，促進(jìn)播出信息安全優(yōu)質(zhì)傳播。容錯基本思想由馮諾依曼最先提出，在商用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用容錯技術(shù)則是在20世紀(jì)80年代，隨后在能源、交通、制造和物流等行業(yè)得到有效推廣，[1]電視行業(yè)也進(jìn)行了運(yùn)用。數(shù)據(jù)容錯技術(shù)的運(yùn)用，增強(qiáng)數(shù)據(jù)服務(wù)的連續(xù)性，促進(jìn)播出質(zhì)量與穩(wěn)定性的提升，該技術(shù)能夠解決傳統(tǒng)主備方式中的多種弊端，順應(yīng)當(dāng)前數(shù)字化播控系統(tǒng)的發(fā)展需求，減輕工作人員的工作壓力，其兼容管理模式的特點(diǎn)也受到工作人員的廣泛歡迎。

1.播控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)容錯技術(shù)的必要性

在電視行業(yè)的繁榮發(fā)展過程中，網(wǎng)絡(luò)化、信息化和數(shù)字化促使播控系統(tǒng)不斷更新?lián)Q代。在播控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)置中，應(yīng)該嚴(yán)格控制設(shè)備的質(zhì)量和技術(shù)的先進(jìn)性，防止由于設(shè)備質(zhì)量和性能問題對系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性造成影響，應(yīng)該淘汰不適用的技術(shù)，確保相關(guān)技術(shù)的先進(jìn)性。在系統(tǒng)設(shè)備的安裝與運(yùn)行當(dāng)中，應(yīng)該對其運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行需求進(jìn)行分析，嚴(yán)格把控?zé)o論是鏈路還是節(jié)點(diǎn)都不應(yīng)該出現(xiàn)單一潰點(diǎn)，致使播出中斷。采用關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)、關(guān)鍵設(shè)備互為備份，減少因設(shè)備問題導(dǎo)致故障出現(xiàn)概率，逐步提升播控系統(tǒng)的運(yùn)行效果。當(dāng)前，電視播控系統(tǒng)的更新升級較快，在進(jìn)行改造時，應(yīng)該留有充足的擴(kuò)充升級空間，滿足當(dāng)前電視行業(yè)的發(fā)展需求，增強(qiáng)其升級改造的靈活性，使其更加適應(yīng)節(jié)目播出的高質(zhì)量要求。

隨著廣播電視數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，用戶需求的提高，節(jié)目數(shù)量的增多，播出系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量也在不斷增加。數(shù)據(jù)服務(wù)成了電視播控系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。要保障播控系統(tǒng)的安全正常播出，單靠設(shè)備質(zhì)量控制和備份設(shè)計無法滿足要求。播控系統(tǒng)是一個精密龐大的運(yùn)轉(zhuǎn)體系，電視節(jié)目文件化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化，致使系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)與文件的處理會受到多種因素影響，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障會引發(fā)數(shù)據(jù)中斷、損壞、丟失等嚴(yán)重的播出事故。[2]因此，將先進(jìn)的數(shù)字傳輸設(shè)備與數(shù)據(jù)容錯技術(shù)相結(jié)合，最大限度地降低數(shù)據(jù)故障對播控系統(tǒng)造成的影響。播控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)容錯技術(shù)的應(yīng)用就是對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與文件進(jìn)行檢測，實(shí)時發(fā)現(xiàn)故障，減小故障潛伏期；對不引起物理破壞的瞬時故障的消除，屏蔽不影響播出的故障；限制故障傳播范圍，防止故障對其他區(qū)域的破壞或影響；可以對損壞或者丟失的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效恢復(fù)，使其保持原有的狀態(tài)。播控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)容錯技術(shù)的廣泛運(yùn)用，避免突發(fā)事故的發(fā)生，使播控系統(tǒng)不會因?yàn)楣收隙鴮?dǎo)致中斷或出現(xiàn)錯誤，促進(jìn)播控系統(tǒng)的升級改造。

2.數(shù)據(jù)容錯系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

在播控系統(tǒng)故障的檢測、診斷和解決中，數(shù)據(jù)容錯技術(shù)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在現(xiàn)代化電視行業(yè)發(fā)展中，對于節(jié)目播出質(zhì)量的要求越來越高，應(yīng)該確保播出數(shù)據(jù)服務(wù)不中斷，且在故障發(fā)生時能夠第一時間進(jìn)行恢復(fù)。與此同時，數(shù)據(jù)容錯技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)?shù)據(jù)服務(wù)中斷問題進(jìn)行有效控制，數(shù)據(jù)恢復(fù)功能得到發(fā)揮。數(shù)據(jù)庫接管功能的可靠性也得到了明顯提升，尤其是備服務(wù)器的使用是增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵。[3]

2.1 音視頻文件多路徑分發(fā)設(shè)計

硬件出故障可以重新修復(fù)、更換，數(shù)據(jù)丟失，無力恢復(fù)原狀，影響力較大。播控系統(tǒng)中節(jié)目素材多路徑分發(fā)、存儲，對系統(tǒng)故障的切換和恢復(fù)起著至關(guān)重要的作用。數(shù)據(jù)容錯技術(shù)音視頻文件多路徑分發(fā)的功能，能夠使服務(wù)器負(fù)載量降低，在保障系統(tǒng)運(yùn)行安全性的同時，能夠在發(fā)生故障時保障節(jié)目播出的實(shí)時性。[4]播出素材實(shí)時存儲在主備文件服務(wù)器、播控工作站，在不同備文件服務(wù)器即備份路徑中自動分發(fā)主服務(wù)器中的電視節(jié)目素材，這是音視頻文件多路徑分發(fā)的主要工作內(nèi)容，能有效防止數(shù)據(jù)損壞和數(shù)據(jù)丟失等問題的出現(xiàn)。此外，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)故障時，能夠確保節(jié)目播出的實(shí)時性，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。在音視頻文件多路徑分發(fā)中，需增強(qiáng)上載工作站、文件服務(wù)器和公共服務(wù)器之間的協(xié)調(diào)性，以上設(shè)備都采用主備工作模式，滿足多路徑分發(fā)的工作要求，提高數(shù)據(jù)傳輸速率和存儲備份速度。在節(jié)目素材上載、存儲的過程中，采用選擇上載到文件服務(wù)器與二級存儲相結(jié)合，也就是在文件服務(wù)器主備、二級存儲（盤塔）主備存儲節(jié)目素材，當(dāng)其中某分發(fā)路徑上素材有問題，可利用其他路徑上的分發(fā)的同素材，重新分發(fā)到這條路徑上，保證整個播控系統(tǒng)實(shí)時存取素材。多路徑分發(fā)運(yùn)用結(jié)構(gòu)化查詢語言中的Trigger，能夠?qū)π枰碌男畔⑦M(jìn)行有效獲取，以便實(shí)時更新相關(guān)素材文件，這是多路徑分發(fā)工作中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在多路徑分發(fā)音視頻文件時，需要構(gòu)建拷貝執(zhí)行程序，數(shù)據(jù)庫調(diào)用控制命令與拷貝程序的通信，則需要借助于Socket套接字實(shí)現(xiàn)。[5]在電視播控系統(tǒng)當(dāng)中，音視頻文件多路徑分發(fā)中的終端主要是指播出工作站，在對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行訪問時，往往依靠數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模塊實(shí)現(xiàn)。對于數(shù)據(jù)庫表和存儲過程等進(jìn)行調(diào)用，在節(jié)目的更新、添加和刪除操作中，主要是依靠數(shù)據(jù)模塊中的存儲過程實(shí)現(xiàn)。在數(shù)據(jù)庫建立當(dāng)中，應(yīng)該完成備份路徑表、音頻節(jié)目表、擴(kuò)展存儲和觸發(fā)器的構(gòu)建。在控制命令的實(shí)現(xiàn)過程中，建立連接、捆綁地址、數(shù)據(jù)接受、數(shù)據(jù)發(fā)送和關(guān)閉等，是Sockt提供的原語。在拷貝執(zhí)行程序中，主要是通過數(shù)據(jù)源名稱的獲得、配置文件config.ini的獲取、SQL連接的釋放和通信線程SocktServerThread等過程實(shí)現(xiàn)。

2.2 文件服務(wù)器數(shù)據(jù)容錯設(shè)計

文件服務(wù)器容錯主要運(yùn)用錯誤檢測和文件檢查恢復(fù)來實(shí)現(xiàn)。Active-Standby即雙機(jī)主從熱備份模式，主要應(yīng)用于文件服務(wù)器的錯誤檢測中。在對主機(jī)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)進(jìn)行檢查時，主要是由備機(jī)向主機(jī)發(fā)送ping命令，其發(fā)送時間間隔大約為0.1s。當(dāng)默認(rèn)的主服務(wù)器無響應(yīng)出現(xiàn)問題，備服務(wù)器接管并報警，人工修復(fù)主文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)。CheckUselessFileThread即檢查無用文件、HandleCoherenceThread即檢查文件一致性、DeleteUselessFileThread即消除無用文件，是文件檢查與恢復(fù)的主要功能。[6]在文件服務(wù)器數(shù)據(jù)容錯設(shè)計中，主要是運(yùn)用雙機(jī)容錯系統(tǒng)。在檢查文件的一致性時，需要在數(shù)據(jù)庫中對播放文件記錄進(jìn)行查找，在該文件的查找中需要訪問存儲該文件的各個路徑，對其修改時間進(jìn)行對比分析，能夠有效恢復(fù)維修后的主文件服務(wù)器。在上述操作當(dāng)中，能夠使主服務(wù)器和備服務(wù)器的數(shù)據(jù)類型保持一致，實(shí)現(xiàn)對文件數(shù)據(jù)的及時恢復(fù)。而在消除無用文件時，則需要通過打開SQL數(shù)據(jù)庫、獲取文件路徑、路徑下該文件的存在判斷和JM表中文件記錄的判斷等進(jìn)行檢查，以實(shí)現(xiàn)對無用文件的清除。

2.3 數(shù)據(jù)庫容錯設(shè)計

數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)存儲中心，是播控系統(tǒng)管理和信息中樞。加強(qiáng)結(jié)合數(shù)據(jù)的復(fù)制技術(shù)與數(shù)據(jù)庫容錯技術(shù)，是改善電視播控系統(tǒng)性能的關(guān)鍵方法，能夠保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。在局域網(wǎng)相同服務(wù)器的備份數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)對另一數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的復(fù)制，當(dāng)原有數(shù)據(jù)庫完成數(shù)據(jù)的更新后，該備份數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)也能夠隨之更新，數(shù)據(jù)同步性得到明顯增強(qiáng)。備服務(wù)器主要在數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障時得到應(yīng)用，通過備機(jī)運(yùn)行發(fā)布建立腳本，實(shí)現(xiàn)對主機(jī)啟動、運(yùn)行發(fā)布刪除腳本的有效控制。在數(shù)據(jù)庫容錯設(shè)計當(dāng)中，則應(yīng)該借助數(shù)據(jù)硬拷貝技術(shù)、數(shù)據(jù)庫網(wǎng)管技術(shù)和數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)等，以數(shù)字音頻系統(tǒng)中的主、備服務(wù)器容錯切換原理為基礎(chǔ)，完成數(shù)據(jù)庫的分發(fā)。主服務(wù)器與備服務(wù)器之間可以通過發(fā)布數(shù)據(jù)的建立與刪除、事務(wù)復(fù)制和數(shù)據(jù)分發(fā)等進(jìn)行角色轉(zhuǎn)換，大大增強(qiáng)系統(tǒng)的容錯效果。

結(jié)語

數(shù)據(jù)容錯技術(shù)在當(dāng)前電視播控系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，能夠有效提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，防止意外播出事故的發(fā)生，保障電視節(jié)目播出的實(shí)時性。在對其進(jìn)行數(shù)字化改造的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵循通道達(dá)標(biāo)、擴(kuò)充升級、因地制宜和平穩(wěn)過渡等原則。同時，通過音視頻文件多路徑分發(fā)設(shè)計、文件服務(wù)器數(shù)據(jù)容錯設(shè)計和數(shù)據(jù)庫容錯設(shè)計，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的逐步優(yōu)化。