云計算在非線性編輯網中的應用研究

王志方

（北方工業大學文法學院視聽中心，北京 100144）

1 云計算在非線性編輯網中應用的技術優勢

基于局域網的非線性編輯網通過多臺非編站點共享存儲，實現了多人協同工作，但是隨著網絡化節目生產制作系統規模的不斷擴大，共享存儲式的網絡逐漸暴露出一些不足之處：（1）由于素材的集中存儲，每臺工作站會時刻訪問磁盤陣列，消耗大量陣列帶寬，在站點增多時編輯響應速度明顯下降。（2）素材集中存儲后，磁盤陣列的故障、網絡設備的邏輯錯誤會造成全網癱瘓，如短時無法恢復，對節目制作和播出存在重大安全隱患。 （3）計算資源分配不均衡，不能按需分配。由于共享存儲式的網絡存在上述不足，云計算應用在非線性編輯網的模式應運而生，其優勢如下：（1）云計算采用分布式文件系統和負載均衡服務器，資源存儲時文件系統將其保存為多份，并將其分割保存到多個服務器中，能夠滿足編輯響應速度，當出現設備故障時，負載均衡服務器自動切換，不影響節目的制作和播出 。（2）云計算能夠動態調整計算資源的分配 。

2 云計算在非線性編輯網中應用的實現方案

云計算在非線性編輯網中應用實現方案如圖1所示。整個系統由軟件即服務層（SaaS）、平臺即服務層（PaaS）和基礎設施即服務層（IaaS）組成。

2.1 軟件即服務層。SaaS是一種以互聯網為載體，以瀏覽器為交互方式，把服務器端的程序軟件傳給遠程用戶來提供軟件服務的應用模式。本系統使用了前端虛擬制作的概念，即當用戶使用低碼率副本視頻在頁面進行編輯時，系統并不會針對低碼率文件進行真實操作，而是通過 Flex技術向用戶虛擬實時呈現編輯效果，當用戶進行非線性編輯操作時，并不會對云存儲中的高清源文件或者其對應的低碼率副本進行任何修改，系統也不會直接生成低碼率目標文件，而是將用戶的所有編輯信息通過 EDL 文件保存，并傳送至后臺計算機集群進行對高清源文件進行高速集群非編制作，生成高清目標結果文件，最后再對高清結果文件進行壓縮得到低碼率結果文件用于在線觀看或下一階段的虛擬編輯。

2.2 平臺即服務層。PaaS面向互聯網應用開發者，把軟件開發、測試、部署、運行環境通過互聯網提供給用戶，從而簡化應用程序開發和部署工作。本系統采用了任務調度系統和業務處理系統平臺，任務調度系統包括任務管理和任務調度兩大模塊，業務處理系統包括特效業務處理、渲染業務處理、轉碼業務處理、編目業務處理、檢索業務處理和媒體存取業務處理等。其工作流程如下：用戶通過門戶網站向任務管理模塊發起一個任務指令，任務管理模塊通過任務調度模塊將指令發送至一個工作節點，工作節點根據任務要求交給相應的業務處理模塊，業務處理模塊負責處理任務需求，將任務完成信息發送至任務管理模塊，任務管理模塊將處理結果傳送給門戶網站。

圖1

2.3 基礎設施即服務層。基礎設施資源包括計算資源、存儲資源、網絡資源、操作系統和中間件等，IaaS將這些硬件和基礎軟件以服務的形式交付給用戶，使用戶可以在這個平臺上安裝部署各自的應用系統。一個云計算系統包含大量的云計算管理節點和云存儲管理節點，一個云計算管理節點通過網絡資源和虛擬操作系統管理多個云計算節點，一個云存儲管理節點通過網絡資源和虛擬操作系統管理多個云存儲節點。云存儲資源負責海量多媒體數據的存儲和數據的管理，為業務處理提供需要的數據和存儲業務處理后得到的數據。云計算資源負責接收業務層下發的計算任務并進行云計算，管理各計算節點，合理分配計算資源，向業務層返回計算結果。

3 云計算在非線性編輯網中的應用模式

云計算在非線性編輯網中的應用模式可用在非線性編輯教學網絡和現場編輯等。

對于非線性編輯教學網絡來說，通過應用云編輯系統，可以配置少量高性能業務處理服務器，支撐大量并發的簡單編輯需求，而前端編輯站點可以使用配置較低的瘦客戶端，從而降低系統建設成本。當網絡需要擴展時，通過增加前端瘦終端，實現低成本擴張，而當后臺業務處理需要增加時，直接將新的業務處理服務器并入云計算節點中，就可以立即為前端提供服務，整個擴容過程無需停機。學生通過前端編輯站點可以從后臺渲染集群獲取到無壓縮原始畫質的畫面用于監看，同時當進行復雜效果處理時，編輯操作的實時程度遠超過單機工作的效果，例如當進行多級顏色校正時，單機編輯很容易出現因處理能力不足而無法實時播放的情況。

對于現場編輯來說，通過廣域網訪問后臺集群渲染系統，而此時云計算渲染系統生成的畫面也將經過壓縮后傳回前端，降低對網絡帶寬的壓力。此外，后臺渲染除了支持實時處理之外，也可以作為高速并行打包中心工作，在新聞成片制作完成，需要打包送演播室播出時，可以調用多臺渲染服務器的處理能力進行超實時的快速合成，從而提高送播效率。

[1]王衛成，王彬.全分布式非對稱的非編網絡[J].電視技術，2013.

[2]張進祿.虛擬化思想在大型節目收錄系統設計中的應用[J].2012.