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有线电视(DVB-C)综合业务平台建设方案(下)

2004-10-21 余民 孙迪 河北电视台视频点播频道 依马狮网


    (六)网络平台
    1. 局域网平台
    有线电视增值业务综合平台是针对多媒体信息进行采集、制作、编辑、播出的专业数字多媒体处理平台,其网络应用系统是用于承载大量数字多媒体相关应用的计算机网络平台,既应遵循一般网络应用系统的性能共性,又具有与多媒体应用相关的自身特点。网络拓扑图如图3。

有线电视(DVB-C)综合业务平台建设方案(下)

    和其他类型的企业网一样,系统的建设应当先有一个完整的系统规划,然后根据以后的运行及发展情况对系统进行逐步的完善。
    为了实现网络的可扩展性、可靠性、灵活性,建议网络系统在逻辑上分为以下四层结构:(A)路由骨干层。IP骨干层由骨干路由器构成,在网络应用系统建设时,为1台交换路由器作网络的中心IP交换设备。随着应用的发展,可以对核心设备进行扩容。在规划时,就要首先设计好这些路由设备的IP地址空间,以便非常容易地升级。(B)汇接层就是将大量的最终用户汇聚起来,接入到路由骨干层中,由接入服务器和三层交换路由器构成。我们把最终用户分为两类:普通用户(使用动态IP或内部IP地址)和专线用户(单位用户、分支机构,具有合法固定IP地址的用户),使用不同的策略和不同的连接协议。(C)接入层,会使用多种技术、多种协议,接入到汇接层的汇聚设备上。(D)用户层,用户会使用不同的客户端方式上网。
    系统中应注意的几大问题:合法IP地址的缺乏和NAT;透明的Web Cache重定向;系统可靠性;带宽;路由性能;CoS和QoS的考虑。
    局域网与数据存储网分离。多媒体在线制作使网络应用系统每天将交换、运送接近Tbit级的节目数据。如此巨大的数据流量若是完全由企业数据通信网络承载,将对网络性能造成严重影响,甚至导致网络应用系统全线崩溃。针对此情况,依据业界企业网络应用系统最新设计理念,建议将数据通信网络与数据存储网络分离,构建基于存储局域网技术(SAN)的独立数据存储网络,存储企业大容量多媒体数据,承载网络应用系统主要数据处理结点间的多媒体数据流量,减轻数据通信网络数据交换负载,稳定并提高企业网络应用系统运行性能,同时提供网络应用系统在线存储扩容能力。
    网络安全方面,所有来自和去往外部网的信息都必须经过防火墙的检查。防火墙必须只允许授权的数据通过,并且防火墙本身也必须能够免于渗透。安全策略在一个运营的ISP网络中扮演了重要的角色,让网络管理者能更方便地利用分布式网络结构的智能特性。系统安全体系应具备以下功能:建立对特定网段、服务的访问控制体系;检查安全漏洞;建立入侵性攻击监控体系;主动进行加密通讯;建立良好的认证体系;进行良好的备份和恢复机制;进行多层防御,隐藏内部信息并建立安全监控中心等。
    2. 存储网络平台建议方案
    数据通信网与数据存储网分离的设计思想,长距离高速率的数据传输能力,计算机与存储隔离,真正意义上的集中存储、统一备份的数据存储特点,使SAN成为大容量视音频多媒体文件存储、备份、共享的最佳选择。SAN和NAS经常被视为两种竞争技术,实际上,二者还能够很好地相互补充,以提供对不同类型数据的访问。SAN针对海量、面向数据块的数据传输,而NAS则提供文件级的数据访问功能。在本数据存储网络建议方案中将采用SAN与NAS相互配合、协同工作。充分发挥SAN和NAS各自优势,提高网络应用系统的可靠性和可用性。存储网网络拓扑图如图4。
有线电视(DVB-C)综合业务平台建设方案(下)

    从物理角度上来看,基于SAN构建的整个数据存储网络包括4个主要组成部分:最终用户平台,如桌面和/或瘦客户机;服务器;存储设备和存储子系统;互连设备(FC SWITCH)。最终用户平台可与光纤连接并可直接访问存储设备。SAN的互连设备是通过高带宽光纤通道(FC)连接的。FC是已成为SAN接口的工业标准。其允许实质上无限制的设备数量互相连接。对所有组成SAN的部件的第一个要求是都具有FC连接性。
    从逻辑角度上来说,该数据存储网络是由软件而非硬件拓扑结构来定义的。一个SAN的逻辑运行要求有应用程序和管理工具的参与,这些工具能够对许多主机系统中的存储资源进行管理。这种逻辑管理体系结构包括从数据管理应用程序到设备管理在内的几个层次,还必须包括每一层中的管理控制。 
    数据存储网络需要通过网络进行集中或远程的管理,即需要管理工具或一整套工具软件。通常,每个可管理FC设备的厂商都会提供各自专用的软件来管理其特有的设备。理想的方案是单一的端对端管理应用程序来管理数据存储网络上所有的设备。这样的一个工具应该基于业界标准协议如SNMP。 
    数据存储网络应用软件根据存储类型:RAID、磁带库、光盘库,使用不同的应用软件。以磁带库为例,最常用的应用是网络备份/恢复。当今大多数主要应用软件供应商都在致力于对SAN进行支持。对应用软件而言没有业界标准,所以很重要的一点是确保存储子系统和网络硬件全部兼容。 
    SAN和NAS协同工作,优势互补。本数据存储网络建议方案中的NAS设备实际是一个标准的NAS/SAN网关,对于数据通信网络中所有的计算机设备来说,它是一台NAS存储服务器;对于SAN存储设备来说,它是一台SERVER,和其他使用SAN存储设备空间的SERVER无任何区别。NAS/SAN网关从SAN存储设备中取得硬盘空间,利用它向数据通信网络计算机中端设备提供NAS存储服务。有线电视增值业务综合平台所有的多媒体数据由SAN存储网络统一存储、备份;各种编目、索引数据,节目编辑处理表单,WEB页和其他业务数据文件可由NAS统一管理。如此分配可充分发挥SAN和NAS各自优势,同时对网络数据流量合理分担负载,提高网络应用系统的可靠性和可用性。
    数据存储网络制播分离。网络应用系统和DVB播出系统与数据存储网络每时每刻都存在高速率的数据流传送,单一的FC SWITCH和单一的磁盘阵列控制器多会对数据流传送造成瓶颈,在数据流传送的尖峰时刻数据流量可能超越交换机备板带宽和磁盘阵列控制器I/O吞吐的极限值,这将导致网络应用系统和DVB播出系统无法正常工作。为网络应用系统和DVB播出系统提供独立的FC SWITCH和磁盘阵列控制器将保证各个系统拥有充沛的可用带宽,有效提高各个系统的可用性能和可靠性能。
    采用分级存储(HSM),管理员只需要规定一个规则,然后HSM的相关软件产品都能帮助用户进行数据迁移和管理的工作。HSM可确保只有最常用的信息保持在线,提高关键数据的可用性;不常用的数据可自动地从在线设备转移,降低对高成本的磁盘阵列的需求,一旦需要,被转移的数据就能自动调入到基本在线存储设备。通过减少磁盘中数据的数量,HSM可改善系统备份性能,释放磁盘空间供应用程序使用。
    从原理上来讲,分级存储是从在线系统上迁移数据的一种方法。文件由HSM系统选择进行迁移,然后被拷贝到HSM介质上。当文件被正确拷贝后,一个和原文件相同名字的标志文件被创建,但它只占用比原文件小得多的磁盘空间。以后,当用户访问这个标志文件时,HSM系统能将原始文件从正确的介质上恢复过来。
    根据用户需求不同,分级存储也可以有不同的实施方式。一般来讲,主要有三个层次和两个层次这两类分级存储的方式。三个层次的存储架构是比较完整的分级存储架构,它由承担在线存储的磁盘阵列、近线存储的光盘库和离线存储的磁带库三部分来组成。在制订存储策略时,一般是根据存储的二八原则,把20%的常用数据存放在磁盘阵列上,然后把80%数据存放在光盘库中,磁带库一方面可以完成数据备份的工作。另一方面,如果用户需要节省光盘库成本时,也能把光盘库上的数据的一部分存放在磁带设备上,此时,一般采用三七原则。此外,用户也可以采用二级存储,这种方式更节省成本,也就是说除了磁盘阵列作为在线存储之外,只选择光盘库或者磁带库中的一种作为近线存储。
    从其实现的管理功能来看,HSM不仅仅适用于海量数据的存储备份,当一般用户希望能有效地管理数据,并节约存储硬件设备的投资时,都可以考虑分级存储的方式,因为不同介质的存储成本是有很大区别的。

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