非線性編輯網絡系統改造設計與實施

羅蘊軍

（新余電視臺，江西 新余 338000）

1 引言

新余電視臺非線性編輯網絡系統建于2006年初，隨著網絡技術的高速發展，新余電視臺業務量的不斷增加，廣電對節目制作的高質量追求，現有的網絡規模已經不能滿足業務增長的需求。為了解決由于業務增長而帶來的網絡問題，新余電視臺決定對現有的非線性編輯網絡系統做擴容改造工程，同時建立初級媒資管理系統，為今后建立完整的媒資管理系統打好基礎。

2 網絡改造需求

新余電視臺的非線性編輯網絡系統擴容改造必須滿足：

1） 解決現有網絡中數據庫備份問題。在新增加的盤陣中劃分一部分空間專門提供給數據庫服務器使用，即將網絡中的數據庫存放在安全性高的盤陣中，同時啟動數據庫的熱備服務。當主數據庫服務器宕機時，網絡中數據庫信息不會被丟失，備份服務器會自動接替主服務器工作，去讀取盤陣中的數據庫信息。

2） 增加現有網絡吞吐量。隨著業務量的增加，現有存儲帶寬的壓力增大，根據測試現有的網絡系統的吞吐量在180 Mbit/s左右，也就是能滿足13臺編輯系統同時編輯2層50 Mbit/s的素材，但在實際制作中經常有些專題欄目需求3～4層的視頻編輯。新增加一個高性能的存儲作為素材存儲，存儲吞吐量至少滿足500 Mbit/s，能滿足40臺非編同時編輯2層50 Mbit/s的素材，或滿足27臺設備同時編輯3層50 Mbit/s的素材，作為中心存儲體來存儲制作網絡共享素材。

3） 構建初級媒資管理系統。替換下來的非編網絡系統原有盤陣，用作構建媒資系統。作為媒資系統的核心盤陣，主要存放日常生產出來的節目素材，將節目數字化保存提前進行，同時為全臺媒資管理系統做好準備。按照現有盤陣的存儲容量6 Tbyte來計算，可存儲約300 h，50 Mbit/s的原始素材。

為了提供前期節目素材的歸檔、檢索、編目、回遷工作，還將新增一臺存儲服務器，安裝媒資管理系統軟件，為整個網絡提供歸檔、檢索、編目、回遷工作。

4） 總體規劃分步實施

與原有系統完美結合，充分利用原有非編網絡設備，不僅節約成本，同時對非編網絡直接歸檔、檢索、編目、回遷流程更加清晰連貫。非線性編輯網絡系統改造規劃圖如圖1所示。

3 系統技術要求

新余電視臺根據實際情況，結合非線性編輯網絡系統改造搭建了一個初級媒資系統。整個系統要求如下：

1）采用高性能的IP-SAN基礎平臺和SOA架構的上下載管理基礎平臺，保證系統快速、安全、高效、流暢的管理。2）磁盤陣列與磁帶庫互為備份，具有很好的擴展空間。3）采用高標清混合媒資系統為基礎平臺，實現了整個媒資系統高標清節目混合存儲歸檔的需求。4）分級別多層次地保證系統的網絡安全和核心存儲的數據安全，提供了完善的素材及節目的權限管理，確保素材和節目安全。提供防病毒設計方案，在媒資系統中采取單點登錄、域控服務器機制。5）采用具有高速處理芯片的雙控制器ISCSI存儲磁盤陣列作為網絡系統的核心存儲，多種高安全的RAID級別實現系統數據的絕對安全，保證存儲訪問的快速高效。6）網絡平臺提供存儲自動負載均衡功能，可以根據存儲通道的設備連接數量，端口流量以及不同LUN的磁盤利用率，進行存儲通道及磁盤位置的選擇，確保負載相對均衡；7）網絡平臺應有很好的開放性和擴展性，采用模塊化的設計思路，方便與臺內其他業務系統進行集成、數據交換和資源共享；8）媒資管理平臺是以文稿為主線，貫穿線索、剪輯、編目、檢索、查詢等新型媒資綜合業務管理平臺。9）提供網絡各終端運行狀況的統一監控：通過運行在各網絡終端上監控代理程序，定時匯報各終端上的網絡應用程序軟件、系統性能參數以及拷屏畫面等信息，對所有的網絡終端狀態進行實時監控。10）采用開放式的體系結構和模塊化的設計思路，方便系統未來的升級與擴展，未來可以擴展網絡的規模及增加相應的功能，可實現對IPTV、移動電視、數字廣播等新業務模式的支持。

圖1 非線性編輯網絡系統改造規劃圖

4 總體網絡結構

新余電視臺媒資管理系統采用IP-SAN架構。核心存儲系統采用千兆以太網構建在線核心存儲區域，同時構建千兆以太網絡系統實現信息流和低碼流等數據的傳輸和控制。該媒資系統架構保證新余電視臺媒資系統安全、高效、穩定地運行。總體網絡結構圖如圖2所示。

圖2 總體網絡結構圖

4.1 媒資平臺

主要以IPSAN系統構架為平臺。在線核心存儲平臺是整個媒資系統的在線核心平臺，所有近期使用頻率較高的高低碼流的視音頻數據都在在線存儲區域平臺上進行存儲和傳輸。此部分采用先進、成熟、穩定的ISCSI存儲技術來實現。考慮到減輕非編網絡的網絡帶寬壓力，新采購的存儲產品（AutoStor 3000I）網絡帶寬速度高達500 Mbit的核心存儲變更到非編網絡中，同時把目前非編網絡的在線存儲（silverstortn-6216s）變更為媒資在線存儲，來完成其他系統遷移素材和媒資低碼流存儲盤陣。新購磁盤陣列采用高性能高安全的ISCSI磁盤陣列來實現。采用雙控制器和高RAID級別的安全機制，保證系統數據的高安全，高可靠的保存和調用。新購磁盤陣列物理容量16 Tbyte；新購磁盤陣列讀寫速率：500 Mbyte/s。

4.2 交換平臺

沿用原非編網絡系統交換機，3臺CISCO Catalyst 3750G-24TS-S交換機，每臺均有24口全線速10/100/1 000 Mbit/s自適應千兆以太網交換端口和4個小型可插拔（SFP）SFP千兆位以太網端口。

4.3 中心存儲體

AutoStor 3000I是一款高容量、高性能及高穩定性的ISCSI存儲產品，該產品主要針對視音頻行業高帶寬需求而設計。主要采用iSCSI技術，使其完全滿足高標清收錄、編輯、播出、流媒體、IPTV等高性能和大容量的需求；采用高性能的64位PowerPC RISC CPU，同時支持高達8 Gbit/s的傳輸速度，極大地提高了產品運算性能和傳輸性能；采用SAS磁盤技術，支持SAS與SATA硬盤混裝使用，使存儲容量高達80 Tbyte。其產品主要特點為：數據傳輸性能高、運算性能高、數據容錯能力高、部署容易，切換容易，方便管理，配置靈活，存儲整合。

4.4 服務器系統

服務器是整個系統的中樞系統，負責系統中網絡素材共享管理、用戶權限管理、數據庫系統、應用服務等。在本系統中，采用高性能的PC server作為數據庫服務器，應用服務器及存儲管理服務器，通過硬件實現雙機備份和冗余配置，提高系統運行的可靠性。媒資存儲管理服務器采用HP PLDL380 G5四核心雙CPU服務器，系統硬盤采用 73 Gbyte×2＋146 Gbyte×2共4塊SAS硬盤， 實現RAID 1級別的安全保護。

5 總體網絡技術特點

5.1 視頻網絡平臺

以文稿為主線，貫穿新聞線索、選題、報題、收錄、剪輯、播出以及媒資存儲等新型綜合業務管理平臺。標題式管理：通過題目串接相關的文稿、工程、素材和配音等文件。文稿嵌入剪輯中：將文稿嵌入Himalaya中，實現看稿編片，看片寫稿，并實現從文稿中直接上字幕。

5.2 存儲子系統

提供存儲盤陣的手/自動訪問負載均衡：系統根據網絡設備連接數、端口帶寬以及存儲空間占用率確定存儲鏈路及存儲路徑的優先級及分配調度策略。支持多種存儲管理應用模式。提供高安全的RAID級別，保證數據的絕對安全。提供存儲管理器的自動切換：保證存儲連接安全。

5.3 服務子系統

所有核心服務都采用雙機熱備高可用性的配置模式；單獨配置數據庫磁盤共享陣列，大大提高了熱切換速度，并提供獨立的低碼率訪問路徑。提供JBoss數據服務的自動切換，保證數據交互順暢。

5.4 網管子系統

提供了網絡集中初始化配置的工具，網絡日常維護與管理與網絡初始化配置工具分開，方便網絡管理；網絡管理員可以采用分級的模式賦予不同的權限，履行相應的維護與管理職責；提供網絡資源的策略維護，網絡資源時效管理，垃圾素材文件維護和處理，保證存儲安全。提供完備的網絡監控，實現網絡中核心存儲、交換服務設備的集中配置程序及狀態監控，方便網絡設備的集中監控與管理；實現磁盤陣列，以太網交換機，網絡流量，工作站等的硬件設備監控；網絡各終端運行狀況監控；盤陣空間，數據庫空間和其他重要存儲空間，預定閾值報警。提供網絡各終端的運行狀況的統一監控，使網絡的管理更加清晰和有效。提供工程、素材、文稿（最小備份系統）等網絡資源備份。提供了網絡系統維護所需要的一鍵式清除、打包素材管理、垃圾素材文件的策略維護等工具，保證了素材盤陣空間的安全。提供純文稿輸出工具，從備份的文件列表中預覽文稿內容，并提供文稿打印輸出到Word。

6 媒資管理子系統

新余電視臺的媒資管理網絡要求具有媒資管理功能，如對節目進行編目分類及歸檔等工作。采用多級存儲的體系結構，同時實現部分歷史模擬磁帶的數據化，為媒資管理系統的應用積累經驗。因此在全中心網系統建設過程中，媒資的建設策略是單獨為媒資建設一個獨立的網絡系統，用媒資管理系統來服務全中心，在網絡中專門配置數據庫及應用服務器、多級存儲管理服務器等，配置獨立的編目和獨立的檢索工作站，實現媒資的編目及檢索，通過數據交換平臺實現媒資系統與新聞系統及總編業務系統的交互。采用此種模式，在有限的設備投入的模式下實現了媒資的基本編目功能，未來系統建設可以將媒資系統從現有網絡中獨立出來，建設相對獨立的媒資系統，并通過獨立的數據交換平臺實現與其他網絡系統的數據交換。

該媒資管理系統融合先進的IT技術，采用模板化的管理架構可以由簡到繁地自定義各電視臺媒資管理系統的范圍。編目子系統采用樹狀編目結構，節點屬性采用模板的方式進行定義，使不同類型的節目擁有不同的屬性，通過靈活自定義節點的屬性保障了編目結構的可用性和可擴展性。采用先進的自動或手動轉場分析和歸檔進程顯示使得編目歸檔工作更加人性化。檢索子系統支持C/S和B/S兩種方式，支持全文、主題詞、分類以及組合條件等多種查詢檢索方式，可以對關鍵幀、視音頻實時瀏覽。系統通過與AutoIngest收錄系統完美結合，使得整個媒資管理系統的編目前置，大大提高了媒資管理系統的時效性。

7 網絡安全設計要點

網絡系統的安全性是設計原則的重中之重，因此，筆者在在軟件和硬件選型和配置方面遵循了系統安全性的原則，同時也從數據級、鏈路級、模塊級以及設備級方面全面考慮了系統安全，為新余臺節目生產加工集成提供一個先進、安全、可靠的系統平臺。

7.1 服務器安全

所有服務器都采用雙機熱備份的配置模式，完全可以實現核心服務的故障熱切換，對于數據庫和應用服務器采用高效的熱切換軟件實現服務高效的切換，而且成功率極高。所有服務器系統盤都采用RAID1實現了鏡像，確保了服務器系統的安全穩定。

7.2 工作站安全

所有工作站采用穩定性高的主機平臺，專業的進口板卡，采用廣泛應用的軟件系統，確保系統的相對安全。

7.3 數據級安全

采用分布式數據庫和文件系統設計，在非編網絡系統中根據實際應用需求部署冗余數據庫系統和文件系統，分散數據風險，減輕訪問壓力。配置數據庫共享磁盤陣列，保證數據在出現問題時熱切換的速度和效率。對核心數據庫和文件系統采取本地備份和遠程自動備份相結合的方式，并具備高可靠災難恢復功能。

7.4 鏈路級安全

基礎網絡架構采用高可用高安全的千兆以太網的雙網結構確保鏈路可靠，并提供高速傳輸帶寬。預留一定數量的冗余鏈路，為故障處理作準備，確保整個制作網絡系統長時間可靠運行。

7.5 模塊級安全

對于重要的存儲系統及交換設備，采用高性能高可靠設備，并且設備內部具有冗余設計，具備自動故障切換能力，支持在線熱插拔，確保整個制作網絡系統可長時間穩定運行。

7.6 設備級安全

對于關鍵設備，如存儲、文件服務器、數據庫服務器等，采用雙機或多機熱備技術手段加以保障，實現智能檢測、自動切換，以確保非編網絡系統的業務連續性、設備穩定性。根據非編網絡的應用特點和技術實現的可行性，關鍵設備采用穩定的硬件系統平臺和應用服務器軟件平臺。

8 網絡擴展性設計要點

8.1 系統架構擴展

網絡改造解決方案采用成熟的網絡架構和網絡技術，是可擴展、經大量行業用戶驗證的網絡架構。此架構通過冗余交換機或冗余多協議路由器進行互聯，有利于針對業務的不同應用特點靈活部署和模塊系統擴展；非編網軟件架構方面，采用兼容各種標準化協議和規范的J2EE平臺，支持提供開放式的XML和Web Services接口，實現系統軟件架構的擴展及系統的互聯互通。

8.2 系統規模擴展

網絡改造解決方案在設計上考慮了系統規模性的擴展，其擴展主要包括存儲容量及性能、系統設備接入等方面。在存儲容量及性能方面，本臺選用知名品牌及成熟的存儲設備，其存儲容量和性能都具有很好的擴展性；在系統接入方面，無論是FC網還是以太網，均采用冗余交換式結構，并在設備選型過程中充分考慮了系統的擴展性能。

8.3 業務系統擴展

任何制作網絡系統都不會是一個長期穩定的依賴于固定業務模式的系統，隨著時間的推移，業務的調整以及業務的增加是避免不了的。在整個網絡系統的改造設計中筆者采用了靈活的模塊化設計理念，網絡中各個子系統既能獨立運行，又能有機地結合在一起，互通協作。在業務調整以及業務擴展方面非常主動，同時也為以后網絡的建設奠定了基礎。

8.4 新技術應用及功能擴展

該網絡系統目前已經是高標清兼容的網絡系統，未來完全可以根據需要，擴展為全面支持高清的網絡系統，同時，可以根據技術發展的需要，平滑升級與擴展支持新的視頻格式以及新技術，使該網絡功能更加強大，保護原有投資，充分地延長網絡設備的生命周期及設備的利用率。