近線存儲在播出系統(tǒng)中的應(yīng)用

文丨陶 沙 唐智廣 白月文

（安徽廣播電視臺播出部，合肥230022）

1 近線存儲的作用及其優(yōu)勢

在線存儲、近線存儲和離線存儲是現(xiàn)在電視臺視音頻素材存儲的三種基本模式。

當(dāng)采用介于在線和離線之間的近線存儲設(shè)備時（例如自動化帶庫、光盤庫等），我們普遍考慮的是它的經(jīng)濟、安全可靠、大容量的特質(zhì)。同時又具有尋址迅速、傳輸率高的特點。即使數(shù)據(jù)的訪問量不大的數(shù)據(jù)被存放在性能較低的存儲設(shè)備上，但是也能做到快速隨時的訪問。

近線存儲相對于在線存儲在播控系統(tǒng)的應(yīng)用中有很大的優(yōu)勢：

第一，我們可以根據(jù)具體的需求來設(shè)計近線存儲設(shè)備。存儲時間長（若干月甚至一年不等），存儲量大，提高反復(fù)播放的素材的利用率。

第二，為了滿足應(yīng)急播出或者臨時更換節(jié)目的需要，當(dāng)節(jié)目資源從近線存儲區(qū)往播出服務(wù)器遷移時，其速度要遠快于上載的速度。

第三，保證播出系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)資源的安全和穩(wěn)定非常重要，系統(tǒng)制定了使素材只在播出系統(tǒng)空閑時執(zhí)行遷移的策略。

第四，摒棄了服務(wù)器在上載時由主到備的拷貝過程，真正做到節(jié)目素材向主備播出視頻服務(wù)器的同時傳輸。

第五，一方面實現(xiàn)和其他業(yè)務(wù)平臺節(jié)目素材的共享；另一方面為了保證磁盤播出數(shù)據(jù)的安全，將播出服務(wù)器和其他網(wǎng)絡(luò)分開。

第六，可以在任何地方進行節(jié)目素材的上載和傳送，因為網(wǎng)絡(luò)連接對設(shè)備的物理位置沒有要求。

第七，跟服務(wù)器的本地存儲相比，大大的降低了成本。

2 近線存儲在硬盤播出系統(tǒng)中的應(yīng)用

在播控系統(tǒng)中，在線存儲（online）表現(xiàn)為日常中播出和上載連續(xù)訪問大量數(shù)據(jù)的狀態(tài)，因為可以直接、實時的讀寫存放在磁盤上的數(shù)據(jù)，所以在線存儲很安全也很有效率。離線存儲（off-line）表現(xiàn)為將日常節(jié)目內(nèi)容備份進磁帶的狀態(tài)，存取需要人工介入，實時性較差。因為它具有存儲容量大和成本低的優(yōu)點，所以在某些領(lǐng)域使用頻率也不低。第三種狀態(tài)需要克服離線存儲實時訪問速度低，并適應(yīng)不需連續(xù)訪問大容量的環(huán)境，最理想的解決方案是近線存儲（near-line）。

為了讓近線存儲系統(tǒng)發(fā)揮最大作用，在引入到播控系統(tǒng)中需要注意一些設(shè)計原則：

第一，為了使數(shù)據(jù)在近線存儲系統(tǒng)與播出視頻服務(wù)器遷移的流程更有效率，必須保證它們之間存在多個通道并且鏈接暢通。

第二，為了簡化離線存儲步驟，需要使近線存儲實現(xiàn)離線存儲的功能。

第三，根據(jù)遷移服務(wù)器的處理能力以及外設(shè)的磁帶機數(shù)量，近線存儲應(yīng)具有良好的可擴展性和兼容更高的擴展容量。

3 遷移與存儲

以安徽電視臺近線存儲和遷移為例，從下圖中可以看出不論是光纖交換機或以太交換機，還是遷移服務(wù)器或播出、上載服務(wù)器，為了安全考慮全都是主備共存。萬一主機發(fā)生故障，備機可以立刻替補上去。不會造成系統(tǒng)的崩潰，滿足了在硬件上安全級別的要求。

在播出過程中經(jīng)常會要求多種不同類型的計算機可以同時訪問同一個文件，使用StorNext文件系統(tǒng)(StorNext File System)可以解決這個問題。

從圖中可以看出，每臺遷移服務(wù)器都包含一個SNFS服務(wù)器，當(dāng)播出或者上載服務(wù)器需要訪問文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的時候，它首先要做的是向StorNext文件系統(tǒng)服務(wù)器發(fā)出請求，由它來判定該用戶是否有權(quán)限，該文件是否可用。隨后StorNext文件系統(tǒng)服務(wù)器找到所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲位置，并將該位置響應(yīng)給請求服務(wù)器，則該服務(wù)器就可以通過高速光纖來訪問這個文件了。當(dāng)某一臺遷移服務(wù)器出現(xiàn)故障的時候，StorNext文件系統(tǒng)服務(wù)器會激活指令來指定另一臺遷移服務(wù)器去管理和維護元數(shù)據(jù)服務(wù)。

播出、上載服務(wù)器為獲得文件需發(fā)出請求，遷移服務(wù)器會產(chǎn)生一個包含文件元數(shù)據(jù)和其第一個塊數(shù)據(jù)的信息令牌。文件系統(tǒng)可以根據(jù)令牌來跟蹤和定位文件正在被某個播出、上載服務(wù)器使用，還可以指定節(jié)目數(shù)據(jù)存放在某個存儲器中。遷移服務(wù)器還用回叫功能來同步緩存，即時播出、上載服務(wù)器改動共享素材，數(shù)據(jù)的一致性不會被破壞。比如，我們的直播節(jié)目在重播時經(jīng)常會更改一些內(nèi)容，而原先內(nèi)容已經(jīng)在播出線上整裝待發(fā)，新內(nèi)容在上載線上更改后，通過同步緩存后，保證播出和上載服務(wù)器的內(nèi)容一致，同時也保證了觀眾觀看到了更新的內(nèi)容。

StorNext文件系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，StorNext存儲管理員（StorNext Storage Manager）擔(dān)負著實現(xiàn)在策略基礎(chǔ)上自動化管理的作用。它通過綜合近線和離線存儲資源形成一個虛擬的存儲池，這個存儲池是海量的和經(jīng)濟的。由此StorNext SM可以非常高效的管理存儲設(shè)備。StorNext SM具備一個實時策略引擎，它根據(jù)事先人工制定的策略自動將數(shù)據(jù)復(fù)制到不同級別的存儲設(shè)備中。

3.1 存儲位置變換策略

在不同級別的存儲設(shè)備之間移動數(shù)據(jù)，磁盤存儲設(shè)備優(yōu)先級不是等同的。比如安徽廣播電視臺播控系統(tǒng)設(shè)計中，播出的內(nèi)容通常默認都是從主播出存儲模塊中調(diào)取，所以它的的優(yōu)先級最高。

3.2 復(fù)制策略

StorNext存儲管理員（StorNext SM）復(fù)制策略可以始終保護StorNext文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)。它使用預(yù)先定義的規(guī)則自動的將數(shù)據(jù)拷貝到其他大容量存儲介質(zhì)中，比如備播出存儲模塊、近線存儲體等等。這些為每個存儲級別設(shè)置的策略是根據(jù)：文件被復(fù)制另一種介質(zhì)時，該文件未被改動的最少時間（單位為分鐘）；數(shù)據(jù)可以存儲復(fù)制到什么類型的模塊；所復(fù)制文件的壽命時間，以及該文件是否被近線存儲使用。自動地將文件拷貝到備播出存儲模塊的功能，提供了播出線上若出現(xiàn)突發(fā)事故的應(yīng)急保障。與文件系統(tǒng)集成，可以使文件發(fā)生改變后可以被立刻復(fù)制。

4 結(jié)語

存儲模塊是播控系統(tǒng)設(shè)施建立的基礎(chǔ)，存儲網(wǎng)絡(luò)將成為整個電視臺一體化網(wǎng)絡(luò)的核心部分，因為近線存儲系統(tǒng)的出現(xiàn)。因此能大幅提高節(jié)目素材的再利用效率。本章對近線存儲的概念、應(yīng)用、遷移理念、工作原理等方面進行了詳細的敘述。StorNext的數(shù)據(jù)管理方式，避免了每臺服務(wù)器上進行管理存儲的重復(fù)工作，同時也整合了存儲和數(shù)據(jù)資源，采用存儲策略在數(shù)據(jù)整個生命周期內(nèi)、在不同存儲介質(zhì)之間移動和保護數(shù)據(jù)。這種方式的優(yōu)點在于將存儲系統(tǒng)、管理人員、用戶和數(shù)據(jù)有效地統(tǒng)一在一起。

[1] 郭杰.2011.近線存儲異構(gòu)播出平臺的研究與實現(xiàn).[D].廣州：華南理工大學(xué)，27-29.

[2] 夏進.2006.電視臺硬盤播出系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究.[D].上海：上海交通大學(xué)，17-18