新一代視頻存檔面臨存儲(chǔ)挑戰(zhàn)

數(shù)字化時(shí)代的到來使視頻領(lǐng)域發(fā)生了革命性的變化，有關(guān)數(shù)字視頻的應(yīng)用越來越廣泛和不可或缺。在應(yīng)用的背后，存儲(chǔ)的重要性日益凸顯。

如今，數(shù)字視頻已經(jīng)出現(xiàn)在許多不同的應(yīng)用場(chǎng)合，其作用越來越重要。但恐怕更重要的是，數(shù)字視頻經(jīng)過采集、編輯和制作后，變成了能為視頻企業(yè)帶來收益的產(chǎn)品。在這類企業(yè)內(nèi)部，視頻完全成了知識(shí)產(chǎn)權(quán)的具體體現(xiàn)—每個(gè)視頻內(nèi)容都可以被看做是一項(xiàng)重要資產(chǎn)，這些資產(chǎn)可一再地被重復(fù)使用或重新處理，并通過對(duì)最終產(chǎn)品的廣播、分發(fā)、合作或更多的形式，帶來新的收入。這類視頻企業(yè)長(zhǎng)期致力于重復(fù)使用數(shù)字視頻，通常它們將遵循一個(gè)這樣的周期，即某一段視頻可能再三地被重新調(diào)用、重新分發(fā)、重新編輯，或者以其他方式重新呈現(xiàn)到企業(yè)面前。

存儲(chǔ)面臨的挑戰(zhàn)

但是，重復(fù)使用數(shù)字視頻不是我們一夜之間就能完成的過程。盡管表面上來看似乎那些復(fù)雜的數(shù)字采集和編輯功能很快就能學(xué)會(huì)，但用戶們很快就會(huì)面臨其他長(zhǎng)期的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)往往來自于存儲(chǔ)。具體來說，數(shù)字化視頻、越來越高的分辨率、更頻繁的重復(fù)使用以及復(fù)雜的后處理功能，這些因素綜合起來就會(huì)導(dǎo)致視頻內(nèi)容的數(shù)據(jù)量過于龐大，常常使每個(gè)素材的一段視頻的數(shù)據(jù)量就達(dá)到數(shù)個(gè)TB大小。

此外，企業(yè)常常需要將一段視頻制作成多種分辨率的視頻，以便能在不同的場(chǎng)合使用，如一段視頻可能轉(zhuǎn)換成了網(wǎng)頁分辨率、標(biāo)清分辨率、多種高清分辨率甚至3D的視頻。如果是一段每像素24位、幀速率為60fps的沒有編碼的純1080p高清視頻，它所需的帶寬將輕松地超過350MBps。盡管經(jīng)過編碼和壓縮的視頻文件所需的帶寬可能會(huì)減至40MBps到50MBps，但僅僅兩個(gè)小時(shí)長(zhǎng)的文件動(dòng)輒就會(huì)成為容量超過100GB的龐然大物，而3D視頻需要比這大好幾倍的存儲(chǔ)空間。

此外，由隨機(jī)性數(shù)據(jù)組成的視頻無法得益于重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)。盡管有可能構(gòu)建一個(gè)滿足龐大視頻素材或幾個(gè)視頻素材需要的系統(tǒng)，但要是事先不經(jīng)過慎重考慮，長(zhǎng)期重復(fù)使用視頻會(huì)很快變得不可能。

由于制作及存儲(chǔ)數(shù)量龐大的視頻面臨重重難題，視頻企業(yè)只好選擇分離的存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)。這么做不無道理，快速的制作、采集和編輯可以在某一存儲(chǔ)層進(jìn)行，而企業(yè)通常在該存儲(chǔ)層投入巨額的資金來提高性能。

但是視頻的長(zhǎng)期存放一般是在另一存儲(chǔ)層，即存檔。盡管這個(gè)存儲(chǔ)層針對(duì)成本做了優(yōu)化，可用于存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，但視頻專業(yè)人士清楚地認(rèn)識(shí)到，這個(gè)高效的存放地可以保護(hù)企業(yè)最寶貴的資產(chǎn)。

但是，這兩個(gè)存儲(chǔ)層的共存往往留下了空檔。存檔系統(tǒng)著眼于高級(jí)別的數(shù)據(jù)完整性和可擴(kuò)展性，但常常飽受現(xiàn)有架構(gòu)所帶來的困擾，因?yàn)檫@些架構(gòu)在設(shè)計(jì)之初并沒有預(yù)計(jì)到今天的快速訪問的需求。存儲(chǔ)及讀取可能橫跨多段媒體(如視頻)的TB級(jí)的素材將是復(fù)雜的過程，并且還會(huì)白白浪費(fèi)數(shù)小時(shí)的時(shí)間—員工在等待素材檢索過程中，啥事也干不了。不過速度快、性能高的存儲(chǔ)系統(tǒng)價(jià)格極其高昂，對(duì)大多數(shù)企業(yè)來說，對(duì)這類系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展以便支持PB級(jí)的很少被訪問的存檔視頻，不是無法實(shí)現(xiàn)，就是不合實(shí)際。

娛樂/媒體企業(yè)現(xiàn)在面臨左右為難的境地。要么是花過多的錢購(gòu)買價(jià)格不菲、但被誤用于存檔的存儲(chǔ)系統(tǒng);要么就是耗費(fèi)大量時(shí)間等待慢速的存檔系統(tǒng)讀取所需的視頻。

顯然，如果結(jié)合生產(chǎn)存儲(chǔ)(主存儲(chǔ))和歸檔存儲(chǔ)(輔助存儲(chǔ))的一些最佳特點(diǎn)，將有助于長(zhǎng)期地存儲(chǔ)及重復(fù)使用數(shù)字視頻。

下一代活動(dòng)視頻

存檔的特點(diǎn)

幸好，面對(duì)媒體密集型企業(yè)的需求，存儲(chǔ)行業(yè)在迅速響應(yīng)，積極創(chuàng)新。對(duì)一些創(chuàng)新廠商來說，它們的重點(diǎn)放在提供一種更好的視頻存檔——這種視頻存檔集傳統(tǒng)存檔成本低、數(shù)據(jù)完整性級(jí)別高及長(zhǎng)期保留的優(yōu)點(diǎn)和基于磁盤的常規(guī)存儲(chǔ)系統(tǒng)性能較高等優(yōu)點(diǎn)于一身。這類解決方案能以類似于生產(chǎn)存儲(chǔ)級(jí)的高效率把數(shù)據(jù)遷移回到生產(chǎn)存儲(chǔ)上，同時(shí)保留了長(zhǎng)期存檔所需的全部完整性、可擴(kuò)展性和保護(hù)級(jí)別。

許多解決方案用磁盤來增加多層次的磁帶歸檔。或許更好的辦法是，提供經(jīng)濟(jì)高效的基于磁盤的解決方案，這種方案當(dāng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)變得閑置后，能把它們遷移到磁帶上。這類解決方案提供了行業(yè)研究機(jī)構(gòu)Taneja Group所說的活動(dòng)視頻存檔(active video archive)。對(duì)視頻專業(yè)人士來說，其優(yōu)勢(shì)很明顯，因?yàn)樗鼈兛梢园汛鏅n庫(kù)變成更加活動(dòng)的存儲(chǔ)層，能立即提供存檔內(nèi)容，以便重復(fù)使用，而又不喪失傳統(tǒng)存檔的高級(jí)別完整性和低成本等優(yōu)點(diǎn)。

在與最終用戶進(jìn)行討論后，我們列出了下一代活動(dòng)視頻存檔的一些最佳功能:

1.具有彈性

視頻資料可能重復(fù)使用幾十年，但活動(dòng)視頻存檔必須能夠確保其完整性。視頻可能要長(zhǎng)期地重復(fù)使用，可很少有數(shù)字存儲(chǔ)系統(tǒng)旨在將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)這么長(zhǎng)的時(shí)間。除了高可用性RAID和冗余技術(shù)外，如今的活動(dòng)視頻存檔系統(tǒng)采用深層次校驗(yàn)和與文件段鏡像等技術(shù)，可以提供比最佳的傳統(tǒng)磁盤或磁帶子系統(tǒng)還要高得多的完整性。基于磁盤的存檔能以互動(dòng)方式利用這些高級(jí)功能，不斷管理系統(tǒng)的完整性，自動(dòng)防范數(shù)據(jù)損壞、重新拷貝數(shù)據(jù)，或以其他方式糾正出現(xiàn)的數(shù)據(jù)問題。

2.靈活擴(kuò)展

活動(dòng)視頻存檔必須在容量和性能方面都能夠進(jìn)行靈活擴(kuò)展，以滿足數(shù)字資產(chǎn)不斷增加、似乎要無休止地創(chuàng)建的需要。了解數(shù)字內(nèi)容存儲(chǔ)的人都知道，幾乎不可能為明天的存儲(chǔ)要求做規(guī)劃。視頻企業(yè)應(yīng)當(dāng)尋找能滿足最高的預(yù)期目標(biāo)、能伴隨企業(yè)成長(zhǎng)的存儲(chǔ)解決方案。此外，企業(yè)應(yīng)該注意性能，這是應(yīng)對(duì)存儲(chǔ)增長(zhǎng)的一個(gè)重要考量因素，因?yàn)橐曨l增加后，回調(diào)及重復(fù)使用數(shù)據(jù)的用戶和系統(tǒng)的數(shù)量只會(huì)有增無減。盡管許多傳統(tǒng)的存檔解決方案試圖以串行方式訪問多段媒體時(shí)，很容易成為瓶頸，但更新的解決方案能夠通過為系統(tǒng)增添額外節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展和并行化，從而提升性能。此外，一些廠商可能混合使用幾代不同的軟硬件，讓用戶不需要升級(jí)整個(gè)存檔，就可以增添容量、提升性能。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這種擴(kuò)展性能夠創(chuàng)建“永遠(yuǎn)擴(kuò)展”的單一存檔，而不需要升級(jí)存儲(chǔ)介質(zhì)或硬件。一些解決方案借助與廠商無關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器和硬件，以及能夠靈活擴(kuò)展的純軟件方案，甚至不用像過去那樣必須依賴特定廠商的硬件，帶來了完全的自由。

3.開放和易于訪問

面對(duì)多個(gè)素材和系統(tǒng)，活動(dòng)視頻存檔必須易于訪問，而且訪問速度要快。許多傳統(tǒng)存檔采用串行方式讀取數(shù)據(jù)，降低了存儲(chǔ)和檢索的性能，同時(shí)這類系統(tǒng)還由于需要專門的訪問軟件，或者需要企業(yè)把所有訪問通過控制及管理惟一存檔接口的主服務(wù)器來傳送，這本身也是串行方式訪問。現(xiàn)代數(shù)字媒體資產(chǎn)管理(DMAN)系統(tǒng)為訪問存檔提供了便利，把存檔管理變成了在存儲(chǔ)設(shè)備之外進(jìn)行的一項(xiàng)任務(wù)，因而可以通過NFS或FTP等開放式協(xié)議來訪問數(shù)據(jù)，使多個(gè)客戶能夠同時(shí)訪問某文件，在速度和效率方面有顯著的優(yōu)點(diǎn)。

4.價(jià)位合理

由于長(zhǎng)期存儲(chǔ)海量系統(tǒng)在決策過程中有著重要地位，數(shù)字視頻存檔中存儲(chǔ)的價(jià)位合理性就頗受關(guān)注。如今，有較高響應(yīng)能力的基于磁盤的系統(tǒng)在成本上與目前最好的存檔解決方案相比具有競(jìng)爭(zhēng)力。此外，大規(guī)模的成本效益很重要。活動(dòng)視頻存檔保持了成本效益，因?yàn)樗鼈儾恍枰~外的整個(gè)庫(kù)或一組新的驅(qū)動(dòng)器來讀取視頻。長(zhǎng)此以往，基于磁盤的解決方案只有得益于不斷下降的硬件價(jià)格和不斷增加的磁盤容量，才能保持成本效益。如果簡(jiǎn)化及利用多種介質(zhì)類型(磁帶和磁盤)的最佳功能，一套全面集成的活動(dòng)數(shù)字視頻存檔的作用和靈活性只會(huì)隨之增長(zhǎng)。

在我們看來，上述這些功能將體現(xiàn)在未來的最佳解決方案中。數(shù)字視頻存檔存儲(chǔ)方面的這些創(chuàng)新讓這類解決方案有望大大改善企業(yè)處理視頻資料的方式。這些解決方案中的佼佼者不但仍可以提供同樣的可擴(kuò)展性和完整性，還能采用更高速的基于磁盤的架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。這種架構(gòu)可以把積滿灰塵又無法訪問的存檔變成能夠立即響應(yīng)內(nèi)容需要的互動(dòng)式存儲(chǔ)層。

此外，最佳解決方案常常把磁盤和磁帶結(jié)合起來，組成單一存儲(chǔ)庫(kù)，以便把數(shù)據(jù)從性能較高的磁盤層遷移到長(zhǎng)期存儲(chǔ)的磁帶層，同時(shí)實(shí)現(xiàn)功能、性能和容量三者的最佳平衡。

解決方案

對(duì)于處理數(shù)字內(nèi)容的企業(yè)來說，活動(dòng)視頻存檔會(huì)通過以下幾個(gè)方面給業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)的成本帶來重大影響:

● 縮短耗費(fèi)在等待慢速數(shù)字視頻讀取訪問上的時(shí)間;

● 讓視頻內(nèi)容更容易訪問，因而更有可能作為一種資產(chǎn)重復(fù)使用于其他素材，或利用它另外創(chuàng)造價(jià)值;

● 減少管理開銷，因?yàn)榛顒?dòng)視頻存檔簡(jiǎn)化了復(fù)雜的存檔和檢索過程;

● 使企業(yè)不再需要定期更換硬件和介質(zhì)，而這種更換對(duì)企業(yè)來說不但成本高，還會(huì)帶來干擾。

說到基于可擴(kuò)展磁盤并作為可擴(kuò)展視頻庫(kù)而設(shè)計(jì)的活動(dòng)視頻存檔這個(gè)領(lǐng)域，我們發(fā)現(xiàn)，Active Circle、Avid、Front Porch Digital和Omneon等廠商已經(jīng)脫穎而出，它們占據(jù)了領(lǐng)先地位;而媒體公司正在充分利用存儲(chǔ)技術(shù)來解決頗具挑戰(zhàn)性的視頻存檔管理難題。此外，諸多橫向擴(kuò)展型NAS(scale-out NAS)解決方案將來也許能夠滿足需要，比如惠普公司的IBRIX、IBM公司的Scale-Out NAS(SONAS)和戴爾公司的ExaNet，不過這類解決方案并不是專門針對(duì)視頻的。

此外，隨著云計(jì)算技術(shù)不斷完善，有望充分利用一些解決方案實(shí)現(xiàn)云中更龐大的視頻存檔層，比如EMC公司的Atmos、Iron Mountain公司的VFS和Nirvanix公司的CloudNAS等解決方案。不過，對(duì)許多這類基于云的解決方案來說，需要投入特別大的精力，才能把它們作為一種完全與工作流集成的存檔來利用。這類云解決方案常常必須認(rèn)真設(shè)計(jì)，以便與視頻管理流程的生命周期銜接起來。

我們認(rèn)為，這個(gè)領(lǐng)域一些比較年輕的廠商(如Active Circle)和橫向擴(kuò)展型NAS廠商將來可能提供的一些方案，有望在容量成本、保護(hù)級(jí)別和可擴(kuò)展性方面為下一代活動(dòng)視頻存檔提供真正差異化的價(jià)值。

我們要認(rèn)識(shí)到，一些廠商正在借助磁盤作為一個(gè)緩存層，消除磁帶固有的管理和缺少響應(yīng)能力等問題，而另一些廠商開發(fā)的端到端解決方案旨在作為一種名副其實(shí)的活動(dòng)視頻存檔。解決方案的可擴(kuò)展性也許有好壞，提供關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)的能力也有強(qiáng)弱，這取決于廠商采用哪一種方法。

鏈接

橫向擴(kuò)展NAS

橫向擴(kuò)展(Scale-out)是近兩年在業(yè)界出現(xiàn)頻率較高的詞匯。在存儲(chǔ)中，橫向擴(kuò)展是指存儲(chǔ)具有模塊化的結(jié)構(gòu)，在其擴(kuò)展容量的同時(shí)，性能也呈線性增長(zhǎng)。用戶最初只需部署能滿足眼下需要的容量和性能，也就是按需配置，之后可根據(jù)應(yīng)用的需要逐漸增加容量，當(dāng)然性能也隨之增加。與之相反的是一般傳統(tǒng)存儲(chǔ)的縱向擴(kuò)展(Scale-up)，也稱向上擴(kuò)展，這種存儲(chǔ)設(shè)備擴(kuò)展時(shí)往往增加了容量，降低了性能，并且可擴(kuò)展的空間也很有限。

目前，在橫向擴(kuò)展領(lǐng)域有不少?gòu)S商都推出了產(chǎn)品和解決方案。今年4月，惠普推出了可橫向擴(kuò)展的P4000 G2和X9000產(chǎn)品。這兩款產(chǎn)品均來自惠普之前收購(gòu)的存儲(chǔ)廠商LeftHand和IBRIX。IBRIX的橫向擴(kuò)展NAS平臺(tái)和IBRIX Fusion能夠極大地?cái)U(kuò)展性能、容量和管理能力。今年2月，IBM發(fā)布其首款橫向擴(kuò)展NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)SONAS(Scale Out Network Attached Storage)，正式進(jìn)入這一領(lǐng)域，日前該產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。Isilon公司是專注于這一領(lǐng)域的廠商，它的IQ橫向擴(kuò)展NAS在業(yè)界處于領(lǐng)先水平，其獨(dú)有的操作系統(tǒng)OneFS目前已經(jīng)到了第五代，最多可支持144個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，其產(chǎn)品在視頻領(lǐng)域有眾多的用戶，像傳媒娛樂公司NBC Universal就曾選用Isilon IQ來歸檔和訪問不斷增長(zhǎng)的媒體節(jié)目，包括娛樂電視與制作、電影、新聞和體育節(jié)目，并在其主制作與播出中心部署了數(shù)PB的IQ存儲(chǔ)。據(jù)說，NBC對(duì)2008年北京奧運(yùn)會(huì)的轉(zhuǎn)播報(bào)道就得益于其部署的IQ橫向擴(kuò)展NAS。BlueArc公司也是一家橫向擴(kuò)展NAS領(lǐng)域的先進(jìn)廠商，它的著名產(chǎn)品Titan在電影《阿凡達(dá)》等影片中的卓越表現(xiàn)被業(yè)界津津樂道。華為賽門鐵克公司推出的Oceanspace N8000產(chǎn)品也是橫向擴(kuò)展NAS，盡管其推出時(shí)間不長(zhǎng)，但已經(jīng)有了成功的應(yīng)用，具備很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。