微博

QQ

基于中央存储的全数字化电视台的解决方案

2004-08-13 本刊编辑部 依马狮网


    广电行业时时刻刻都要对大量信息进行搜集、整理和制作,由于电视节目的数量巨大,还要满足随时查询和调阅,因此对存储设备提出了更高的要求。电视节目网络化存储后,节目的再利用率会大大提高,电视节目的制作成本也得以降低。

    IBM提出基于中心存储的架构,建立全新的视频制作环境,从而实现建立全面的全数字化电视台的目标。

    为什么要强调中央集中存储,最大的好处,即出发点在于要考虑怎么样把内容本身和应用的关联能够解放开,分隔开,这一出发点其实已经被其他行业在应用IT系统的时候得到印证和重视,比如银行、保险、机票预订等等方面,他们都做到了内容本身和应用系统分离,使得他们的系统能够做到真正的集中化管理,这是集中存储的宗旨和出发点。

    借助下图, 首先看一下节目制作系统的演变过程: 传统的基于磁带本身的制作系统,视频内容本身紧紧捆绑于或者关联度非常紧密的在磁带格式上,磁带作为最主要的存储介质,被物理所转移,大家都熟悉的档案馆或者是磁带库都是成山堆积的,这是我们所熟悉的环境。这张图表能够看到节目制作整个过程就是从一个录像带,经过磁带的转移移动到编辑系统,再输出于磁带,到播出系统播放,在整个过程当中用一个词,叫 Sneaker,意思是运动鞋,形容整个制作环境当中工作的形态。

基于中央存储的全数字化电视台的解决方案


    下一步的演变,如下图所示,到了基于服务器制作的环境,在这种状态下跟之前基于磁带的制作,从概念上很相似,从形式上它变成了文件系统本身在每一个系统之间的转移,在存储级别上转移,我们通过FTP的形式转移。比如说内容从采集设备上转移到制作设备上,再转移过去等等,基本上形态是一样的,只是视频数据在不同的设备之间转移。这张图从概念上非常相似于上一张图,不同的是原本我们用视频磁带转移视频本身,现在我们用视频文件,用FTP的数据协议做文件的转移,所以又起了一个名字,叫SneatherNet,运动鞋加网络的组合词。
基于中央存储的全数字化电视台的解决方案


    通过中央集中存储的架构建立这样一个制作环境,能够最大化的使用开放性的平台,在有效带宽吞吐得到保证的情况下提高制作效率. 需要强调标准化的文件系统, 像MSF基于开放标准文件格式的采纳,是在整个中央集中存储的制作环境当中必备的基本条件。下图有很显著的不同,当我们在采集端把视频采集到中央存储状态下的时候,我们不再需要把文件本身转移到采集或者编目,或者是播放系统里面,中间不存在文件移动的问题,只是需要应用本身把指示指到相应的存储部分.当然,像播出系统这样比较关键的应用系统,也可以仍然用FTP的形式把文件转移到播出系统,当然我们也可以选择直接从中央存储的部分播出,只是我们要强调一点,我们可能会最大限度的使用共享性,好像本地存储的系统化播放。
基于中央存储的全数字化电视台的解决方案


    高性能集中存储的优势,第一点就是视频本身在被不同应用调用的时候无需进行物理的迁移,对内容的应用者来讲有一个很关键的问题,一定要把内容本身解放出来,变成内容是他自己的,不能因为应用本身把内容捆绑住. 只有具有灵活性,你的内容完全是独立开的,才能可能在未来的阶段被不同的应用所调用,作为内容拥有者在不同发布的渠道能够以不同的形式发布内容。我们做到集中化存储的同时可以实现用IT已经有的存储管理技术,使得内容本身的存储得到高可靠性和安全性的保障,像现在已有的在其他行业里面所看到的内容本身,当然它的内容是体现在数据或者信息方面,这些内容或者信息在其他行业的应用都是可分离、可独立的,每一项数据或者信息可以被不同的应用所调用,当我们应用中央集中存储的架构之后,可能实现内容在采集的同时被多个应用系统使用,另外可以使得被编辑的内容和存档用的内容在存储上共用物理上的存储系统,这些方面都是应用中央集中存储的架构本身所带来的好处,如同现在已经在其他行业当中应用的架构是一样的。
    IBM特有的高性能并行文件系统- GPFS, 我们可以应用到中央集中存储架构当中,使得我们能够做到高码率的视频流,能够做到成千上万的高码率并发冲突。将服务器以及存储本身的节点连接起来的技术,使得广播业者在制作视频的时候可以应用本身的高吞吐量和高数据。同时开放标准的存储架构,使得我们可以支持层级存储系统,比如磁带库和其他的存储设备。分区化管理在存储本身是逻辑化的,而不是物理化的,本身位置指示的特点使得内容能够被关联上,分区按照应用可以分成比如采集的存储分区或者是工作区的存储,或者存档区的存储等等,这种存储本身使得内容根据工作流模式在分区间能够转移,但是并不是真正转移,而是应用本身指示的转移。
    虚拟化分区的特性使我们能够将内容本身和工作流程的关系分离,意味着不需要在设计内容本身的时候把工作流程和内容紧紧的捆绑起来,这是非常重要的,我不需要因为某一些设备或者因为某一些应用在某些时候不能支持某一种流程内容的转移,而放弃某一些功能的设计。通过下图可以简单的表达刚才提到的含义,中间存储的系统已经被虚拟逻辑化的分区了,当应用改变的时候,它的内容好像被转移了,但实际上只是逻辑上被转移,而非物理化的转移,整个流程内容本身还是在它原有的位置,但是应用是在变化的。不需要把应用本身和内容紧密结合在一起,应用才能实现某一种特性,这是主要的含义。
基于中央存储的全数字化电视台的解决方案


    中央存储的系统架构,IBM有非常独特的GPFS并行文件系统,这个文件系统能够支持广电业大容量, 多并发等特点. 几个数据,第一个是本身的存储系统可以达到的存储容量,可达140个TB; 吞吐率目前已有的系统达到了24GB每秒,每一个单一文件的大小可以支持18TB,这对于未来高清节目作为单一文件本身不受限制是非常重要的,现在很少有文件系统能够做到单一文件支持TB级。整个设备存储系统是非常灵活的,可以是本地的SCSI,也可以是SAN结构下的存储设备,也可以是iSCSI的结构,或者是在客户端我们也可以支持NFS等等。在已安装的案例里面,首先是韩国的SBS电视台,这也是和合作伙伴合作的,目前系统达到了1.5G每秒的带宽。
    下图从逻辑上表明了集中化存储是怎么样实现的,从采集端到非线编的制作,到播出端非常虚拟化的连接到统一的存储体上。GPFS是水平结构的设计,每一层都可以得到扩展,这种状态是本质上避免了互相的牵连性以及性能的制约性,第一层是服务器端,也就是GPFS的节点,通过千兆以太网,未来万兆以太网的连接. 下一层面是存储设备水平的扩展,随着每一个服务器层面或者存储层面水平扩展,它的性能以及容量都能够得到很大的扩展。在每个层面水平扩展的同时也可以灵活使用每一个层面的先进技术,比如存储部分可以用SAN结构,也可以用Fiber Channel结构,在服务器端可支持UNIX和Linux平台。
基于中央存储的全数字化电视台的解决方案


    在GPFS的节点上也具有特性,它能够做到性能均衡负载的智能性,当我们增加存储设备,它会自动的把负载均衡过去,不需要得到其他的配置。作为GPFS架构的优势,有四点GPFS文件系统独有的特点: 
    1. 它支持灵活和动态的文件锁定,这个概念是指作为GPFS的节点,每一个访问都是通过任何节点被视为是单一性的访问,当你只有一个节点访问的时候,整个文件被锁定为一个节点,但当我们另外有两个或者三个访问,通过不同的节点或者同一节点的时候,因为每一个GPFS的节点访问特性或者文件系统本身能够具有灵活性和动态性的保证,所以它可以将锁定动态地分配给后加入的其他节点访问,有不同用户访问同一个文件或者不同内容的时候,每一个段落的锁定都可以被分配的,是文件系统级别上谈判的过程,在文件系统的层面上能够得到文件本身锁定的保护和共享。
    2. 因为GPFS在文件结构表上对于存储原数据本身和文件系统本身是共存的架构,使得访问和锁定对于节点来说永远是可用的,不具有单点故障的概念,所以它的安全性和可靠性在文件系统级别已经能够得到保证。
    3. 对于客户端来讲GPFS系统具有同质性的概念,无论是前端NIFS系统或者是苹果的AFP系统的文件协议,或者是CIFS的系统,对于GPFS这样的文件系统来讲都是等同性的,所以它可以用同样的结构访问GPFS文件系统。
    4. 是缓存管理,每一个GPFS节点都具有独立的缓存管理空间,使得不同的客户端通过不同的GPFS节点访问的时候都能够得到自己的缓存空间,使得访问的速度能够大大增强。

    GPFS文件系统可以支持现有的系统,比如应用SAN结构下的存储架构可以同时支持Sanergy的客户端或者是非Saner

IBM 中央集中存储的架构

视听科技视频号 广告
发表评论