【摘要】 本文概要地分析了未来电视台制播管存一体化网络的架构及技术需求,指出基于在线媒体资产管理,一体化、非线性的无磁带生产流程将是未来的发展趋势,并引出解决超大规模存储共享是实现未来非线性生产流程的首要问题。文章还重点介绍了针对这一发展趋势,Avid公司推出的以ISIS超大规模网络系统为核心的超大规模制播媒资一体全台网,以及它在引领电视数字化革命第三次浪潮方面的开创性作用。
一. 电视台未来整体制播网
非编网络发展经历了多个阶段,最早建网的目标是为了实现共享,觉得存储共享是网络重要的一个需求,很多新闻网都以共享素材为核心;以制作网为代表的网络,是以设备共享、降低成本作为目标,节目素材可能不需要共享,但是要集中上载,共享录像机、硬盘资源,比较好的提高设备的使用效率,总的目标是为了降低成本;实际上Avid分析在未来电视台建网络还有更大的需求,就是要建立生产流程传递的网络,电视台要实现无磁带化的目标。
Avid在很早的时候就提出抛弃磁带实现制播一体,建立一种完全数字化的广播电视网络系统,这样做不但能提高效率,降低成本,而且还能保证节目质量,其好处是多方面的,只是在网络设计上有很多难度。
一般电视台都有很多个网络系统,尤其制作环节和播出环节还是两个存储域。那么多子网之间怎么办?从这个网到另外一个网,要通过FTP服务器或者Avid传输服务器这样的概念来进行数据迁移。所谓的迁移就是拷贝,拷贝就是数据重复存储,就是需要时间等待,甚至肯定在迁移上带来瓶颈。另外很多电视台播出服务器是独立的存储,不但格式不能兼容,就算格式可以兼容,数据从制作域往播出域迁移也是需要时间、需要等待的。
当电视台发展到一定规模就面临一个问题,到底怎么建立一个真正意义上的全台数字化网络?到底构建一个全台网络的核心技术是什么?如果网络有很多个子单元,那意味着什么呢?平时节目可能不需要共享,但一旦需要用的时候就要从这个子单元拷到那个子单元,拷贝的时间可能很长,要浪费空间,而且有可能会有瓶颈。
作为电视台来讲,节目制作有很多流程,从文稿、画面、剪辑、合成、音频、审片到播出有很多环节,如果电视台没有一个流畅的节目传递的网络构架,制播一体是假的。存储单元是多个子单元,不能做到真正意义上的存储共享。有没有可能将过去的多个子共享单元变成一个大的共享单元,全台多个部门多个环节能够做到完全在线,如果有的话,技术难度在哪里?——首先就是要解决一个超大规模的存储共享问题。
二. Avid网络解决方案
1.ISIS超大规模网络系统
Avid在2005年11月发布的ISIS网络产品,是英文Infinitely Scaleable Intelligent Storage(可以无限扩充的智能存储系统)的缩写,它的含义是说:这个网络系统是可以无限扩充的,带宽、容量线性增长,可以支持超大规模存储共享。
为什么过去的光纤网络不能满足超大规模存储共享?有哪些技术瓶颈?比如说交换机端口,比如说硬盘的极限(卷管理的极限或是硬盘总数的限制),这些都是问题。这些问题虽然也有一些解决方法,但还有一个更大的问题,目前找不到方法解决,就是怎么解决文件服务器压力。传统的SAN结构中央集群管理的文件系统,所有的Metadata数据依赖中央文件服务器管理,文件服务器就会成为很大的瓶颈。ISIS即是Avid针对这一问题推出了解决方案。它采用64位的分布式文件系统管理,首先在硬盘上面增加了微处理器,使得硬盘已不再是原来的硬盘,而是智能硬盘。另外Avid开发了一个分布式的数据管理体系,也就是说当用户的硬盘大量增加时,每个硬盘有一个小的文件服务器,这样当硬盘线性扩充的时候Metadata元数据处理能力也是在线性增加的,这样中央的控制服务器就不会成为瓶颈。
另外为了进一步提高系统的工艺,降低成本,Avid做了很多大的改动,比如把交换机和硬盘技术融合在一起,硬盘、交换机、电源,全部都集成在一个工控箱里面。大家或许会担心这样做如果硬盘坏了怎么办?交换机坏了怎么办?不用担心,Avid所有东西全部都是可以热插拔的,而且都是有冗余的,所以局部的损坏没有任何影响。每个ISIS引擎有16个硬盘抽屉(如图),不要把它理解成一个硬盘阵列,它包括核心的交换模块和硬盘单元,是一个集成化的设备。
要做到大规模存储共享ISIS还做了一个特殊的设计——积木化网络线性扩充。一个ISIS箱体可以提供几百兆的网络带宽,可以接很多的非编,如果一个箱体不足以支持带宽和容量,可以增加ISIS箱体,箱体增加,带宽容量也线性增加。这样做带来一个好处,电视台可以有一个大的全台整体规划,然后分期逐步投入;或者说有几个部门,每个部门都选用ISIS网络产品,需要互连互通就变得特别容易,几个ISIS箱体之间通过内部高速的接口连接,这样就可以把所有的箱体做成一个全在线的卷,全台就成一个大网,各个部门完全数据共享,不需要进行迁移,只要你给权限就可以实时读写。
2.Avid网络的高安全机制
如果全台搞一个大网或者制播网大家或许又会担心,一旦播出出了问题就是大问题,怎么办?Avid实际上作了很多改进来提高安全机制。
传统的光纤网络其实有很多连线,硬盘、交换机、服务器,每一根线就是一个物理隐患,每一根线也会是一个带宽的瓶颈,而ISIS是把交换机、硬盘、电源、风扇全部做在一起,在整个数据流上没有一个物理连线,工艺上也看没有飞线,器件全是做到主板上面。整个电源系统、风扇系统、交换系统全部是有冗余的。内部核心结构是两个光纤交换模块,所有硬盘接到数据交换背板上面,所有链路都是双链路,如果某一个交换模块出问题可以通过另外一个交换模块继续访问硬盘的数据,所有和以太网连接的接口都是双接口,全是双系统设计,完全没有单点灾难。
ISIS也有一个所谓的控制服务器(System Director),主要是用来管理很多个硬盘箱体间的工作协同以及对硬盘单元的监测,每个System Director服务器里已经是双系统,都是双线接到网络ISIS引擎里面,主备两个System Director服务器之间通过两根心跳线连在一起。
过去有些国内客户经常会问:Avid为什么不用Raid3、Raid5?很多IT的公司存储方案是基于硬盘控制器来进行虚拟存储管理,控制器提供了Raid3,Raid5的容错技术,但是也带来一个局限,假设你有十几个箱体可能会有十几个卷,也就是说当网做大以后,很多部门其实是在共享很多个子存储单元,并不是真正完全一体化的数据共享。Avid从很多年以前就用软件做虚拟存储管理,无论是一个箱体或者多个箱体的几百块盘,Avid能够把所有硬盘做成一个大的卷,做到所有的终端真正的大规模存储共享,这是Avid的特色。
基于软件来做虚拟存储管理(Stripe),所以就没有控制器,当然就不会采用Raid3和Raid5的校验容错机制。Avid有一个叫Unity