佛山電臺新媒體私有云建設(shè)和應(yīng)用

文｜陳卓杰

背景

佛山電臺建立于1983年，是一家擁有六套調(diào)頻廣播的傳統(tǒng)媒體。隨著互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的出現(xiàn)，新媒體對傳統(tǒng)廣播媒體產(chǎn)生巨大的沖擊和影響。在新舊媒體相互滲透融合的今天，只有利用好傳統(tǒng)媒體的固有優(yōu)勢，才能讓傳統(tǒng)媒體的發(fā)展機遇再現(xiàn)。但我們發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)上發(fā)展新媒體存在一定的困難，例如：由于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的日益龐大，底層的硬件設(shè)備維護和上層的應(yīng)用維護變得繁雜，使業(yè)務(wù)系統(tǒng)管理越發(fā)困難；新業(yè)務(wù)建設(shè)周期過長，每開展一個新興業(yè)務(wù)模式，必將帶來新系統(tǒng)的部署、配置和運維，而這往往需要時間和人力的大量投入，至使新業(yè)務(wù)無法快速靈活的開展；難以界定發(fā)展新媒體新業(yè)務(wù)的資源用量，一旦業(yè)務(wù)投入使用，系統(tǒng)的計算、存儲、帶寬資源便難以更改；硬件資源利用率偏低，不同業(yè)務(wù)設(shè)備難以通用和共享。

云技術(shù)的解決方案

鑒于此，云計算技術(shù)的引入為我們解決上述問題提供了可能。云計算旨在通過網(wǎng)絡(luò)把多個成本相對較低的計算實體整合成一個具有強大計算能力的完美系統(tǒng)，構(gòu)建資源池，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計算能力、存儲空間和信息服務(wù)。

結(jié)合我臺的實際情況，我們以服務(wù)器虛擬化和存儲虛擬化相結(jié)合的方式構(gòu)建私有云平臺。構(gòu)建大型存儲器提供數(shù)據(jù)存儲服務(wù)，組建多臺虛擬服務(wù)器群提供系統(tǒng)計算服務(wù)，再以SAN網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)方式耦合連接虛擬設(shè)備。

關(guān)鍵核心技術(shù)：虛擬化平臺

云計算資源的池化，需要依靠虛擬化技術(shù)。多個物理設(shè)備如CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等經(jīng)過虛擬化后，能被抽象分割為更小的資源并且可被系統(tǒng)識別和使用。

虛擬化作為一項重要的支撐技術(shù)發(fā)展至今，技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前市面上的虛擬化平臺分別以威睿公司的VMware ESX Server、思杰公司的Citrix Xen Server、微軟公司的Windows Server 2008 Hyper-V產(chǎn)品為主要代表。從各產(chǎn)品的實現(xiàn)組合上看，思杰公司的XenServer適合在Liunx服務(wù)器上運行，微軟公司的Hyper-V適合在windows服務(wù)器上運行，而威睿公司的ESX Server既能運行于各種操作系統(tǒng)之上，也可獨立安裝運行在硬件服務(wù)器上。對于三種虛擬化平臺的選擇，可根據(jù)自有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運行環(huán)境進行搭配。

虛擬化平臺的部署

1、 硬件架構(gòu)

硬件平臺的搭建和構(gòu)造。主要分為三部分，第一部分通過搭建存儲磁盤柜，實現(xiàn)存儲資源的虛擬化。第二部分通過搭建硬件服務(wù)器，實現(xiàn)計算資源的虛擬化。第三部分通過iSCSI SAN的方式耦合連接各種硬件設(shè)備，以此組成一個完整的虛擬環(huán)境。詳細如圖1所示。

（1）存儲設(shè)備虛擬化的實現(xiàn)。我們采用HP StorageWorks P2000磁盤柜作為存儲的物理設(shè)備，并配置12個2T的硬盤組成一個容量為24T的存儲介質(zhì)。將多個硬盤組成raid6陣列模式，從邏輯上劃分指出多個LUN（logical unit number邏輯單元號）。再通過使用LVM（Logical Volume Manager邏輯卷管理）工具將LUN定義為硬件分區(qū)卷PV（Physical volumes物理卷），然后將若干個PV組成一個卷組VG（Volume group卷組），最后在VG的基礎(chǔ)上劃分存放數(shù)據(jù)的邏輯卷LV（Logical volumes邏輯卷），以此提供操作系統(tǒng)能識別的存儲單元。存儲邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（2）服務(wù)器虛擬化的實現(xiàn)。我們選擇VMware ESX Server作為服務(wù)器虛擬化的實現(xiàn)方式。硬件方面選擇了HP的DL380G7作為服務(wù)器，在服務(wù)器上直接安裝了VMware的ESX系統(tǒng)。通過ESX系統(tǒng)，服務(wù)器的硬件資源如：CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)接口等將被抽象劃分出來，以達到資源被虛擬化后再分配的目的。另外我們還增加了一臺管理PC，用于對整個虛擬環(huán)境的管理。管理PC只需安裝VMware Center Server軟件，并連接于虛擬服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)即可。

（3）硬件設(shè)備間的耦合連接。利用iSCSI、SAN技術(shù)，能將不同功能的硬件設(shè)備耦合連接一起。我們以H3C S5120交換機作為中間設(shè)備組建SAN網(wǎng)絡(luò)，配置iSCSI協(xié)議實現(xiàn)存儲與計算設(shè)備的物理鏈接。iSCSI技術(shù)能將SCSI數(shù)據(jù)塊映射成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包并通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，使計算服務(wù)器可與使用IP網(wǎng)絡(luò)的儲存裝置交換數(shù)據(jù)。iSCSI通過創(chuàng)建SAN(存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò))解決以往SCSI協(xié)議存在連接設(shè)備數(shù)量和連接距離上的限制。通過以太網(wǎng)來構(gòu)建IP存儲局域網(wǎng)，使我們可以跨不同服務(wù)器共享存儲資源，并可以在不停機狀態(tài)下擴充存儲容量。這大大增強了系統(tǒng)的可擴展性。

2、軟件架構(gòu)

對于威睿公司的VMwarev Sphere解決方案，其基礎(chǔ)架構(gòu)主要包含兩個軟件層：虛擬化層和管理層。ESX系統(tǒng)作為底層軟件系統(tǒng)為頂層應(yīng)用平臺提供虛擬化功能。vCenter Server軟件作為管理層為物理架構(gòu)轉(zhuǎn)化為虛擬化架構(gòu)提供監(jiān)控和組織功能。軟件架構(gòu)如圖3所示。

（1）ESX系統(tǒng)的安裝部署

作為一個安裝于硬件之上的底層系統(tǒng)，ESX的安裝和部署并不需要太多的人為干預(yù)，只需滿足系統(tǒng)的硬件要求并安裝即可。

（2）vCenter Server系統(tǒng)的安裝部署

vCenter Server系統(tǒng)安裝在操作系統(tǒng)之上，并作為一個管理設(shè)備獨立于設(shè)備資源池，系統(tǒng)旨在為管理者提供一個虛擬化應(yīng)用的終端使用平臺。vCenter Server系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)由頂往下分別為：數(shù)據(jù)中心、群集、主機、虛擬機，每一層都是下一層結(jié)構(gòu)的容器載體。通過系統(tǒng)，我們可以創(chuàng)建多個數(shù)據(jù)中心，在數(shù)據(jù)中心中可創(chuàng)建多個群集，在群集中可添加多個主機資源，并最終利用群集資源實現(xiàn)虛擬機的創(chuàng)建。

云技術(shù)的應(yīng)用和效果

我臺私有云在2012年8月開始建設(shè)并于10月投入使用，通過虛擬化平臺我們創(chuàng)建了多個虛擬機，并以此構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部的私有云，如圖4。云技術(shù)的部署，給我臺帶來的以下切實的效益。

1、對傳統(tǒng)服務(wù)器群進行歸并

電臺具有多種不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，傳統(tǒng)做法是將不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)分布在不同的硬件服務(wù)器之上，以此減少不同系統(tǒng)在同一主機運行時所產(chǎn)生的兼容性問題。而在虛擬化平臺構(gòu)建的虛擬機，所提供的性能與傳統(tǒng)服務(wù)器并無差異，并且多個虛擬機能同時運行于同一虛擬化平臺而不會相互干擾。以虛擬機代替?zhèn)鹘y(tǒng)服務(wù)器，可讓傳統(tǒng)的服務(wù)器群歸并于統(tǒng)一的虛擬化平臺之上并聚于云端。以此極大地縮減了原有物理設(shè)備的數(shù)量，減少了服務(wù)器機房的占地空間，減少了電力和散熱的能耗。

2、對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源分配更有針對性

特殊的業(yè)務(wù)系統(tǒng)對于不同資源的利用總有側(cè)重。如佛山電臺6套頻率的音頻轉(zhuǎn)碼、流媒體編碼發(fā)布等需要高密度的數(shù)據(jù)計算能力，而音頻的存儲、各地域的視頻監(jiān)控存儲則需要海量的存儲能力，web等應(yīng)用服務(wù)則需要高頻度的信息處理和I/O流量。當(dāng)業(yè)務(wù)遷移至私有云端后，虛擬化的資源池能動態(tài)地賦予虛擬機各種資源，我們可通過虛擬化平臺對運行特殊業(yè)務(wù)的虛擬機進行更有針對性的資源配置。

3、對業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運行起負(fù)載均衡作用

由多個物理主機組成的虛擬服務(wù)器群集，具有負(fù)載平衡的特性。虛擬化平臺里運行著多個虛擬機，而多個虛擬機則分散運行于多個物理主機上。每當(dāng)物理主機工作出現(xiàn)繁忙時，虛擬化平臺就能自動檢測并將虛擬機分散到各個空閑的物理主機上，以此為虛擬機提供更優(yōu)質(zhì)的資源服務(wù)。

4、對監(jiān)控管理的改進

監(jiān)控和管理一直是廣電行業(yè)關(guān)注的重點，從軟件層面到硬件層面，都要求做到可監(jiān)控可管理。而計算機硬件以一個完整的物理運作模式為上層操作系統(tǒng)提供物理支撐，對于硬件故障處理一直是計算機管理的難點。對于傳統(tǒng)服務(wù)器的硬件管理，也只能做到“可監(jiān)”但難以“可控”，為此廣電行業(yè)的硬件設(shè)備通常以雙備份的形式進行投放使用。而基于云技術(shù)的虛擬化平臺的引入，則很好地解決了這方面的問題。在監(jiān)測方面，虛擬化平臺提供了對主機的監(jiān)控、存儲資源的監(jiān)控、以及用戶自定義的告警事件。在控制方面，虛擬化平臺提供了眾多操作虛擬機的方法，由于虛擬機并不固定運行于某一硬件主機上，當(dāng)硬件主機出現(xiàn)故障時，虛擬機能通過手動或者自動的方式漂移至其它硬件主機，避免了因硬件故障而造成的業(yè)務(wù)停頓。通過虛擬化的解決方案，有效地強化了設(shè)備的可監(jiān)控管理，減少了宕機的出現(xiàn)。

5、對發(fā)展新媒體起支撐作用

傳統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器的應(yīng)用部署，花費巨大，建設(shè)周期長，難以應(yīng)對廣電行業(yè)發(fā)展新媒體業(yè)務(wù)的迫切需求。而云技術(shù)下的虛擬化平臺提供了解決此問題的功能特性。如模板功能，通過創(chuàng)建一個可被復(fù)用的虛擬機模板，可快速創(chuàng)建和部署新的虛擬機，并在虛擬機上開展相關(guān)的業(yè)務(wù)。以此免除了繁雜的計算機配置過程，降低了人為操作的錯誤，從而提高了工程實施的效率。又如快照功能，通過創(chuàng)建系統(tǒng)快照，可讓系統(tǒng)恢復(fù)至各種運行狀態(tài)下。以此提供了虛擬機理想的備份機制，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)恢復(fù)的要求。云技術(shù)的應(yīng)用，讓技術(shù)部門脫離了繁雜的技術(shù)部署工作，有利于集中人力資源和設(shè)備資源發(fā)展新媒體的技術(shù)創(chuàng)新。

部署私有云存在的問題

企業(yè)私有云的部署為我們提供了傳統(tǒng)技術(shù)難以實施的技術(shù)解決方案，但新技術(shù)的應(yīng)用部署也存在以下一些問題。

1、系統(tǒng)復(fù)雜度增加

云技術(shù)的底層物理構(gòu)造和邏輯結(jié)構(gòu)使它的配置具有一定復(fù)雜性。建立集群框架、管理主機間的連通性、配置共享存儲也并非簡單的任務(wù)。復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)在調(diào)試和檢查時，往往需要花費相當(dāng)?shù)臅r間和人力成本。

2、對管理人員的水平要求提高

虛擬化技術(shù)涉及多種先進的計算機專業(yè)技術(shù)，管理人員必須具備相當(dāng)?shù)墓芾砟芰椭R水平。在部署私有云的同時，需要對我們的管理人員進行相關(guān)的培訓(xùn)工作。

3、初期投入成本偏高

由于實現(xiàn)虛擬主機群的環(huán)境，需要一定數(shù)量的主機比例支持，而且舊有的服務(wù)器并不一定適用于新環(huán)境，因此虛擬化架構(gòu)的初期投入成本相對偏高。

結(jié)束語

本人認(rèn)為依靠云技術(shù)來發(fā)展新媒體，是傳統(tǒng)媒體開拓新業(yè)務(wù)的最佳實踐平臺。憑借云技術(shù)的先進特性，企業(yè)資源才能得到充分有效的整合和發(fā)揮，促進業(yè)務(wù)快速有效地開展。