淺談磁帶庫和光盤庫在全媒體時(shí)代媒資素材存儲(chǔ)中的應(yīng)用

孔憲飛

（作者單位：中央廣播電視總臺(tái)）

1 全媒體時(shí)代素材的特點(diǎn)和媒資素材近線存儲(chǔ)需求

“全媒體”是指采用影像、聲音、文字、網(wǎng)頁等不同的傳播媒介，融合互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)等多種傳播途徑形成的一種新的傳播形態(tài)。用戶可以通過手機(jī)、電腦、電視等多種終端進(jìn)行“全媒體”信息的接收，隨時(shí)隨地獲取想要的信息。近些年傳統(tǒng)媒體逐漸衰落，技術(shù)壁壘被打破，形成了多種媒體形式共存的局面，媒體融合逐漸發(fā)展起來，全媒體正是媒體融合的必然產(chǎn)物[1]。

21世紀(jì)以來，各級(jí)廣播、電視機(jī)構(gòu)迅速完成“數(shù)字化”轉(zhuǎn)型，通過建設(shè)非線性編輯、播出系統(tǒng)和媒資系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了采編播全流程的數(shù)字化。各級(jí)廣播、電視機(jī)構(gòu)將原有的歷史視音頻素材進(jìn)行數(shù)字化存儲(chǔ)，通過對(duì)素材的編目將視音頻文件進(jìn)行詳細(xì)分類和標(biāo)簽化，實(shí)現(xiàn)了素材的精細(xì)化管理。

一般來講，不同活躍程度的數(shù)據(jù)應(yīng)通過不同性能的存儲(chǔ)設(shè)備來存儲(chǔ)：在線存儲(chǔ)一般都采用高規(guī)格的磁盤陣列，讀寫性能最好，存放業(yè)務(wù)中不斷用到的活躍數(shù)據(jù)；近線存儲(chǔ)一般采用性能一般的磁盤陣列或者磁帶庫、光盤庫，存放使用相對(duì)較少但還需保持在線的數(shù)據(jù)；離線存儲(chǔ)一般采用磁帶庫或光盤庫，存放備份數(shù)據(jù)、歸檔數(shù)據(jù)[2]。面對(duì)全媒體時(shí)代業(yè)務(wù)的敏捷性要求，音視頻素材在原有的三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中，離線存儲(chǔ)和近線存儲(chǔ)的邊界已逐漸消失，近線存儲(chǔ)成為數(shù)據(jù)的長期保存的載體。

2 LTO磁帶庫和藍(lán)光光盤庫的特點(diǎn)分析

線性磁帶開放協(xié)議（Linear Tape-Open，LTO）由三家技術(shù)供應(yīng)商[國際商用機(jī)器公司（IBM）、惠普、昆騰]共同發(fā)起。目前LTO磁帶主流產(chǎn)品為LTO-8，無壓縮情況下單盤磁帶可存儲(chǔ)12 TB數(shù)據(jù)，壓縮情況下單盤磁帶容量可達(dá)30 TB，LTO-8與LTO-7相比，不僅容量翻番，數(shù)據(jù)傳輸速率更是高達(dá)750 MB/s，支持LTFS、WORM和AES 256位加密。目前LTO組織的網(wǎng)站已經(jīng)將路線圖延伸到了LTO-14，即GEN14（見圖1）。GEN6～GEN14是指第6～14代LTO產(chǎn)品。LTO GEN5以及之前的LTO代次，實(shí)現(xiàn)的壓縮比為2∶1，LTO GEN6及以后的壓縮比已經(jīng)達(dá)到2.5∶1，本產(chǎn)品路線圖從LTO GEN6開始統(tǒng)計(jì)。

圖1 LTO磁帶迭代路線圖

LTO磁帶庫是指使用LTO磁帶作為介質(zhì)的大型存儲(chǔ)設(shè)備（見圖2），它包含一個(gè)或多個(gè)磁帶驅(qū)動(dòng)器、磁帶槽位、抓取器、條形碼掃描器以及自動(dòng)機(jī)械臂。需要數(shù)據(jù)讀取或?qū)懭霑r(shí)，機(jī)械臂在磁帶庫中自動(dòng)尋址移動(dòng)到相應(yīng)的柜體槽位取出磁帶放入驅(qū)動(dòng)器中進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，用戶可以通過近線軟件智能管理機(jī)械臂來實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)據(jù)的讀寫。驅(qū)動(dòng)器插槽可以放入或者取出磁帶，整個(gè)過程無須打開帶庫柜體檢修門。LTO磁帶庫廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)的近線、離線存儲(chǔ)。全球以LTO為標(biāo)準(zhǔn)的磁帶庫廠家非常多，包括IBM、惠普、昆騰、戴爾、Actidata、Spectra logic等[3]。

圖2 磁帶庫

藍(lán)光光盤（BD-R/RE）是DVD之后下一代的高品質(zhì)影音儲(chǔ)存光盤格式之一，采用了青紫色激光技術(shù)，具備隨機(jī)存取、大容量、高速等優(yōu)勢(shì)，是一種超級(jí)光盤，它的容量達(dá)到了50 GB，是DVD的11倍、OPTICAL DISK的75倍。藍(lán)光光盤是由索尼和松下電器等公司發(fā)起的“藍(lán)光光盤聯(lián)盟”（Blu-ray Disc Association, BDA）策劃的次世代光盤規(guī)格，并在2006年由索尼率先推出了相關(guān)產(chǎn)品。2022年，美國公司Folio Photonics宣布在多層光存儲(chǔ)技術(shù)方面取得了重大突破，開發(fā)了第一款經(jīng)濟(jì)可行的企業(yè)級(jí)光學(xué)存儲(chǔ)光盤，其具有動(dòng)態(tài)多層寫入/讀取功能，單盤起始容量就達(dá)1 TB。

藍(lán)光光盤庫是指使用藍(lán)光光盤匣（見圖3）作為介質(zhì)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備。目前主流的藍(lán)光光盤匣為第三代產(chǎn)品，單匣容量5.5 TB。光盤庫硬件主要有：光驅(qū)、光盤匣、彈出屜和機(jī)械手。其中，光盤存放于光盤匣，由光驅(qū)實(shí)現(xiàn)光盤讀寫，由彈出屜實(shí)現(xiàn)單張光盤的輸入/輸出，當(dāng)用戶端訪問光盤庫數(shù)據(jù)，需要光盤交換時(shí)，機(jī)械手自動(dòng)定位，從光盤匣中抓取目標(biāo)光盤放入光驅(qū)，進(jìn)行數(shù)據(jù)讀、寫。另外，為了方便下次檢索，將數(shù)據(jù)同步緩存到磁盤陣列或硬盤上[4]。

圖3 光盤匣

這兩種近線存儲(chǔ)在廣電行業(yè)中應(yīng)用廣泛，目前主流的是基于LTO-8磁帶和第三代藍(lán)光光盤匣為介質(zhì)的磁帶庫與光盤庫。下面就市場(chǎng)上主流的IBM LTO磁帶庫產(chǎn)品和索尼藍(lán)光光盤庫產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行具體分析與比較（見表1）。

表1 LTO-8磁帶庫（IBM）和第三代藍(lán)光光盤庫（SONY）對(duì)比

通過以上的對(duì)比可以比較清晰地看出LTO磁帶和藍(lán)光光盤兩種介質(zhì)近線存儲(chǔ)的不同特點(diǎn)。

（1）LTO磁帶庫。優(yōu)點(diǎn)：能耗低，容量大，介質(zhì)成本低，線性化讀寫，適合大文件存儲(chǔ)，單機(jī)柜的平均容量可達(dá)15.4 PB，性價(jià)比高。不足：帶機(jī)向下兼容性差，介質(zhì)壽命短，故障率高，需定期轉(zhuǎn)換介質(zhì)，對(duì)環(huán)境要求高，線性化讀取不適合小文件。

（2）光盤庫。優(yōu)點(diǎn)：能耗低，介質(zhì)壽命長故障率低，非線性讀，讀取效率高，光驅(qū)向前兼容藍(lán)光光盤讀取，數(shù)據(jù)可持續(xù)利用，無須定期倒換介質(zhì)。不足：?jiǎn)误w容量小，介質(zhì)成本高，單個(gè)文件不能超過4.7 TB。

基于LTO磁帶和藍(lán)光光盤作為介質(zhì)的兩種近線存儲(chǔ)，在自身產(chǎn)品特性上具有很強(qiáng)的互補(bǔ)性。媒體機(jī)構(gòu)可結(jié)合自身業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，充分利用兩種存儲(chǔ)的差異性，將業(yè)務(wù)產(chǎn)生的大文件、小文件進(jìn)行分類存儲(chǔ)，可提高近線存儲(chǔ)文件歸檔、回遷的業(yè)務(wù)敏捷性，降低視音頻文件存儲(chǔ)的全流程成本。

3 全媒體時(shí)代素材近線存儲(chǔ)解決方案

全媒體時(shí)代，大型媒資系統(tǒng)在面對(duì)PB甚至EB級(jí)海量的、單文件大小從KB級(jí)到TB級(jí)素材的復(fù)雜存儲(chǔ)需求時(shí)，單獨(dú)依靠LTO磁帶庫或者藍(lán)光光盤庫來應(yīng)對(duì)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足業(yè)務(wù)的需求，充分依托LTO磁帶庫和藍(lán)光光盤庫兩種存儲(chǔ)各自的產(chǎn)品特點(diǎn)，構(gòu)建高效的、敏捷的、成本低廉的近線存儲(chǔ)系統(tǒng)越來越得到大家的認(rèn)可。

在設(shè)計(jì)近線存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于近線存儲(chǔ)系統(tǒng)和上層媒資系統(tǒng)可采用松耦合的接口交互式設(shè)計(jì)方案，近線存儲(chǔ)系統(tǒng)可通過接口服務(wù)與媒資系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，接收來自媒資系統(tǒng)的歸檔和回遷任務(wù)信息（見圖4）[5]。

圖4 近線存儲(chǔ)系統(tǒng)拓?fù)鋱D

3.1 入庫場(chǎng)景下素材近線存儲(chǔ)解決方案

（1）媒資系統(tǒng)首先對(duì)入庫的節(jié)目和文件進(jìn)行分類，然后根據(jù)文件的大小、類型等屬性信息，按照既定的歸檔策略賦予文件所屬的唯一識(shí)別（ID）號(hào)。例如，需要?dú)w檔至光盤庫的文件ID為：DIS********，需要?dú)w檔至磁帶庫的文件ID為：TAP********。

（2）媒資系統(tǒng)向近線存儲(chǔ)系統(tǒng)下發(fā)歸檔任務(wù)信息，信息中至少包含了文件的ID號(hào)、文件名稱、文件大小、類型、目前文件所在的在線存儲(chǔ)訪問路徑等多種信息。

（3）近線存儲(chǔ)系統(tǒng)接口服務(wù)將收到的歸檔任務(wù)信息下發(fā)至任務(wù)調(diào)度服務(wù)，任務(wù)調(diào)度服務(wù)會(huì)根據(jù)任務(wù)的先后順序和優(yōu)先級(jí)對(duì)任務(wù)進(jìn)行隊(duì)列排序。

（4）調(diào)度任務(wù)根據(jù)任務(wù)的ID可以準(zhǔn)確判斷出文件需要?dú)w檔到磁帶庫中還是光盤庫中，將任務(wù)下發(fā)給對(duì)應(yīng)磁帶庫遷移服務(wù)器或光盤庫遷移器。

（5）遷移器根據(jù)收到的任務(wù)信息，到文件對(duì)應(yīng)的在線存儲(chǔ)中將文件歸檔到近線光盤庫或磁帶庫中，完成文件的歸檔寫入。

（6）近線接口服務(wù)向媒資系統(tǒng)反饋歸檔任務(wù)完成信息，歸檔流程完成。

3.2 回遷場(chǎng)景下素材近線存儲(chǔ)解決方案

（1）媒資系統(tǒng)的用戶，根據(jù)檢索信息，找到自己所需要的文件，如文件未能在在線存儲(chǔ)上被獲取到，則可創(chuàng)建文件回遷任務(wù)。

（2）媒資系統(tǒng)向近線接口服務(wù)器下發(fā)回遷任務(wù)信息，信息中至少包含了文件的ID號(hào)、文件名稱、文件大小、類型、文件回遷將寫入到在線存儲(chǔ)的哪個(gè)路徑下等多種信息。近線存儲(chǔ)系統(tǒng)接口服務(wù)將收到的回遷任務(wù)信息下發(fā)至任務(wù)調(diào)度服務(wù)，任務(wù)調(diào)度服務(wù)會(huì)根據(jù)任務(wù)的既定優(yōu)先級(jí)和先后順序?qū)θ蝿?wù)進(jìn)行隊(duì)列排序。

（3）任務(wù)調(diào)度根據(jù)任務(wù)的ID可以準(zhǔn)確判斷出文件目前已歸檔儲(chǔ)存在磁帶庫中還是光盤庫中，將任務(wù)下發(fā)給對(duì)應(yīng)磁帶庫遷移服務(wù)器或光盤庫遷移器。

（4）遷移器根據(jù)收到的任務(wù)信息，找到文件所在的光盤或磁帶，將文件讀取出來寫入到任務(wù)信息中媒資所指定的在線存儲(chǔ)路徑中，完成文件的回遷寫入。

（5）近線接口服務(wù)向媒資系統(tǒng)反饋任務(wù)回遷完成信息，回遷流程完成。

近線存儲(chǔ)系統(tǒng)可以將光盤庫、磁帶庫等多種類型、多套的近線存儲(chǔ)設(shè)備整合到統(tǒng)一的近線存儲(chǔ)系統(tǒng)中進(jìn)行使用，通過與上層媒資系統(tǒng)的配合，對(duì)歸檔策略的靈活配置，可以對(duì)不同類型、大小、熱度的節(jié)目和素材文件進(jìn)行靈活歸檔、回遷操作，實(shí)現(xiàn)高效的、敏捷的、成本低廉的近線存儲(chǔ)。

4 結(jié)語

在全媒體時(shí)代，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心媒資系統(tǒng)已無法應(yīng)對(duì)海量級(jí)素材的處理要求，它需要隨著技術(shù)的發(fā)展和用戶的需求不斷更新迭代。傳媒行業(yè)在近線存儲(chǔ)設(shè)備的選擇上已趨于“磁帶庫+光盤庫”，配合高效的近線存儲(chǔ)系統(tǒng)可以很好地滿足海量全媒體數(shù)據(jù)處理的需求。