近年来，在国家广播电影电视总局下发的《电台、电视台数字化网络化建设白皮书》指导下，广播电台数字化网络化进程明显加快，通过台内资源整合、生产方式转型、业务流程再造，台内各功能网络间协同运行、互联互通、资源共享的趋势明显加快，采编、制作、媒体资产管理、播出等单个业务板块迅速向集约化、规模化发展。目前，许多广播电台已经完成全台业务一体化网络系统的建设，大大提高了节目制播效率，取得了显著的社会和经济效益。而在这一过程建设中，其音频制作存储系统的规划与设计尤为关键，这不仅是因为它是整个建设过程中投资的重点，更重要的是它直接关系到整个系统建成后的实际使用效率、可扩充性规模，以及最关键的因素——安全播出。
一．统一的音频制作存储系统的优点
在广播电台的数字化网络化进程中，率先进行的是由传统的模拟制作播出向数字化制作播出的转变，以音频工作站、播出服务器为基础的音频制播系统在广播电台得到了越来越多的应用，给音频节目的录制、编辑、播出、存储都带来了革命性的变革。在传统的音频制播系统中，音频工作站往往还是沿袭了传统模拟设备时的工作方式，每台音频工作站录制的音频节目，在本地完成编辑并存储在本地硬盘。虽然实现了网络化，但是网络主要作为音频节目上传到播出服务器的通路，音频节目本身分散存储在各个音频工作站上，没有实现集中存储和统一管理。这种模式存在以下缺点：
1.音频工作站往往位于录音间内，音频的编辑也需要在录音间内完成，录音间真正用于录音的时间减少，没有得到有效利用；
2.网络化的优势没有充分发挥，资源没有得到有效共享和利用；
3.音频工作站操作系统出现问题时，就可导致数据无法正常访问，如果硬盘出现故障甚至会导致数据的不可恢复性丢失。
针对这一现状，随着广播电台信息化建设的深入，通过建设统一的音频制作存储系统可以很好的解决上述各个问题：
1.音频节目集中存储后，通过网络可以在任意授权访问的终端获取音频节目并进行编辑，录音间内的音频工作站可以专注于音频节目的录制，实现了录音间的最有效利用；
2.音频节目集中存储后，通过统一的数据管理，用户可以实现数据的上传、下载和检索，实现资源的高度共享；
3,音频节目集中存储后，统一的存储系统采取了多种数据保护措施，实现了数据的高可用性，降低了数据丢失的风险。
二．音频制作存储系统建设原则
音频制作存储系统作为广播电台核心的业务存储系统，上面存储了大量宝贵的素材、待播的节目，与播出安全息息相关，因此，对该存储系统的可靠性、可用性、高扩展性及可管理性上具有很高的要求。
为了确保系统建设方案的可行性、可操作性、可维护性以及未来的可扩展性，系统建设应遵循以下原则：
1.集中式的数据存储架构
存储架构应能够适应音频制作存储系统目前及未来存储容量的需求，又能够对存储资源进行集中化管理和利用，为音频制作系统提供一个集中、安全、可靠的存储环境。
2.高带宽、高性能的存储架构
音频制作存储系统同时为多台音频工作站提供存储服务，并发用户高达数十个，数据以音频文件为主，因此存储系统必须具备高带宽、高性能才能胜任。
3.可保护投资的存储架构
系统设计应具有一定的前瞻性，保证在不断提升功能和性能的同时，存储架构在较长的时间内应保持相对的先进性和相对稳定。
4.高可用性与高数据安全性
存储系统是音频制作系统核心应用的最终保障，必须能够保证7X24运行，存储系统必须采用高可用的产品和技术，充分考虑系统的容错能力和纠错能力，确保系统运行稳定、安全可靠，以保证应用系统对数据的随时存取。
5.灵活的扩展性
结合音频制作系统的未来数据量和性能的增长需求，存储系统还应具有灵活的扩展性和良好的升级能力，使系统能顺利地实现向更新一代设备、技术平台的平滑升级。
6.技术的先进性和成熟性
系统设计必须使用科学的方法进行，选择技术先进、具有一定代表水平并且成熟的技术方法和产品来进行系统建设。应尽量遵从开放式标准规范并充分考虑系统的兼容性、互操作性与开放性。
三．音频制作存储系统需求分析
音频制作存储系统存储的数据包括音频节目数据和管理元数据，音频节目数据以音频文件形式存储，管理元数据存储在数据库中。
（一）存储量
音频制作存储系统存储的音频文件数据包括历史数据和新增数据，历史数据是指原来分散在各个音频工作站上的音频文件，新增数据是指存储系统建成后，用户上传的集中存储数据。
新增数据可以分成需要长期保存的具有一定价值的资料和用户个人文件两部分。资料包括珍贵素材、成品节目等，其中成品节目数据量增长最快，可根据每天的节目量确定存储量，用户个人文件针对每个用户确定一个配额，两项合计可以得出新增存储量需求。以中国国际广播电台为例：每天的资料保存量为300小时计算，则1年的资料时长为109500小时。音频的存储是采用S48格式，1小时节目的存储量约为110MB，则109500小时节目所需存储空间约为12TB。用户个人文件，按每人分配5GB容量计算，初期用户数为1000左右，则所需存储空间约为5TB。考虑在线保存1年的数据，新增数据合计为17TB。历史数据统计为16TB左右。音频文件数据合计为33TB。
此外，管理元数据的数据量相对较小，为数据库存储配置500GB左右的存储空间。
（二）存储性能
如初期客户端数量为200台左右，未来将稳步增至1000台以上，则峰值并发用户数可按50个计算。以每个用户每次传输的音频文件大小平均为50MB计算，10秒传完，则峰值带宽为50X50/10=250。
（三）高可用、高安全性要求
音频制作存储系统存储了新闻、专题等用于音频播出的节目数据，根据国家广播电影电视总局对安全播出的相关规定，要求数据存储应采用磁盘阵列，并制定合理的存储策略，保证存储数据的安全，实现实时镜像备份和数据无中断调用，并且定期进行备份。
四．音频制作存储系统解决方案
（一）系统组成
音频制作存储系统由主存储系统（两套NAS网关、两台FC交换机、主备两套存储阵列）和备份存储系统组成。存储阵列一部分空间用于SAN服务，另一部分空间划给NAS网关管理，通过NAS网关提供NAS服务，系统同时支持NAS和FC-SAN应用。
系统拓扑图如下图所示:
（二）关键技术
1．镜像技术：镜像技术在计划内和计划外的宕机情况下都能提供高度的数据可用性，对业务的延续性至关重要，镜像技术提供了最佳的数据可用性和数据的安全保护措施。通过两套存储阵列之间的数据镜像同步，可以将数据以字节对字节的方式镜确保数据的可用性和最大程度的安全保护。而且，由于镜像的操作完全运行于存储阵列系统之中，因此对生产应用不会有影响，也不会占用宝贵的主机CPU资源。镜像提供同步和异步两种数据复制方式，不但可以用在远程的数据镜像上也可以用在本地的两台阵列之间的镜像以保护最关键的业务信息。
2．复制技术：复制技术允许通过 Internet 协议 (IP) 网络执行高效、异步数据复制。使用复制，可以在本地或远程站点创建时间点 NAS 文件系统拷贝和一致的 iSCSI LUN 拷贝。通过复制，可随时访问生产数据和副本。在初始同步后，复制使用差异快照通过线路仅发送更改的内容。
3．快照技术：快照是关于指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点（拷贝开始的时间点）的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品。快照的作用主要是能够进行在线数据备份与恢复。当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可以进行快速的数据恢复，将数据恢复某个可用的时间点的状态。快照的另一个作用是为存储用户提供了另外一个数据访问通道，当原数据进行在线应用处理时，用户可以访问快照数据，还可以利用快照进行测试等工作。
（三）系统概述
主备两套存储阵列用于数据的存放，内容完全相同，互为备份。存储阵列上的磁盘采用SATA/FC混合模式，FC磁盘单盘容量小，但是性能好，适合数据库应用数据量小，但是性能要求高的特点；SATA磁盘单盘容量大，性能适中，适合海量音频数据文件存储。
两套NAS网关各带两个NAS头，每个NAS头的后端通过多条8GB FC与两台光纤交换机相连，两套存储阵列也通过多条8GB FC与两台光纤交换机相连，构成了后端SAN存域网，因为是双交换机，链路也是多条，整个SAN存域网完全冗余，不存在单点故障，并能提供极佳的性能。每个NAS头的前端，通过两根万兆光纤分别和两台业务网核心交换机相连，为FTP服务器提供数据访问服务，同样不存在单点故障，并提供了高带宽。每套NAS网关各负责一套存储阵列的NAS文件管理，两个NAS头支持主备工作模式，实时热备，一旦主NAS头出现了故障，备份的NAS头会自动接管服务。
数据库数据采用SAN的方式，为了提高数据的安全性，采用RAID0+1的数据保护技术，每套存储阵列配备5块300GB的15000转FC磁盘，可用容量在500GB左右。音频文件数据采用NAS方式，为了提高数据的安全性，采用RAID6的数据保护技术，每套存储阵列配备30块1TB的7200转SATA磁盘，可用容量在22TB左右。
备份存储采用一台一体化存储设备，可同时提供NAS、IP SAN、FC SAN等多种服务。备份存储对系统性能要求不是很高，配备了30块2TB的7200转SATA磁盘，采用RAID6的数据保护方式，可用容量在45TB左右。
主备两套存储阵列之间的SAN数据采用镜像的方式实现实时数据同步，两台数据库服务器都通过双HBA卡接入SAN存域网，平时访问主存储阵列，一旦主存储阵列出现故障，将两套存储阵列两套阵列之间的镜像任务停止，转而由备份存储阵列为数据库服务器提供数据服务。
NAS网关之间采用复制技术实现接近实时的数据同步，同步时间小于3秒钟。平时一套NAS网关对外提供服务，如果NAS网关的一个头出现了故障，NAS网关将自动切换到备份的NAS头继续提供数据服务。如果出现极端情况，整个NAS网关出现故障或者主存储阵列发生故障，则改由备份NAS网关提供服务。只需停止备份NAS网关的复制任务，并将应用指向备份NAS网关的IP地址即可。
备份存储采用两种方式实现对主存储系统数据的备份，一是数据库数据的备份，采用数据库自身的备份机制，将备份文件备份到备份存储的指定目录，需要时从该备份文件即可恢复；二是音频文件数据的备份，采用复制技术，每天晚上定时将主存储系统的数据备份到备份存储上，为了提高数据的可用性，在备份存储上开启快照功能，建立备份数据的多个备份，在必要时可以恢复到之前的版本。
音频制作存储系统通过构建主存储系统中的主备存储，实现了高度冗余，当单条链路、单个NAS头或单台光纤交换机等出现故障时，通过系统自身的冗余可确保系统提供的数据服务不受影响，为安全播出提供重要保障。同时，通过采用镜像和复制技术，实现了数据的实时同步，保证了在极端情况下，数据不发生丢失，而且可以在短时间内恢复数据服务。备份存储系统则为系统构筑了更为坚实的一道屏障，一方面可以在主存储系统发生硬件故障或者出现逻辑错误时恢复生产数据，另一方面也可以为其他系统提供数据访问服务。
五．结语
音频制作存储系统的建设为广播电台的音频制作和安全播出提供了有力的支撑，在实现数据集中存储、高度共享的基础上，提供了高性能、安全的数据访问服务。在此基础上，通过对数据的管理和内容的挖掘，可以实现数据的更有效利用，实现一次生产，多次使用，最大限度发挥数据的价值。B&P