高清新闻制播网络存储架构设计思路与实现方案

姜德涛

（辽宁省大连市庄河广播电视台播出部，辽宁 庄河 116400）

随着网络的快速增长，电子商务盛行、交易资料爆增、新应用软件及多媒体档案快速增加，企业对于资料存储的量与质的需求也快速增加。同时，在新闻制播中，高清的图像画面，要求了一种新的高清新闻制播网络存储架构，这样才能满足新闻电视制播中越来越高的要求。

1 高清新闻制播网络存储架构技术发展现状

高清新闻制播服务器从最初的应用到电视台的广告播出，到现在经历三个发展阶段第一阶段以数字硬盘录像机为主要应用的播出应用，主要是完成广告自动化播出，典型的产品有GVG的profile LEITCH的VR系列服务器，例如，北京电视台广告播出系统采用GVG的服务器，基本采用播出服务器加录像机混合播出方式；第二阶段以品尼高MSS系列服务器和GVG的profile系列服务器为主，实现了全硬盘播出，主要特点是，单机播出通道数多，存储容量较大，可以满足多频道的播出.主要以单机主备播出为主，素材的传输采用以太网传输。基本上全国大部分省市级电视台都采用这类服务器第三阶段以LEITCH Nexio系列服务器、汤姆逊K2和OMNEON服务器.都采用网络化存储架构，更加灵活安全，具有更好的扩展性。目前已有多个电视台采用。

2 高清新闻制播网络存储架构与传统存储的比较

在DAS中，应用与存储是一体的，通过系统总线可以访问存储设备而网络存储的基本思想是把主机和存储系统分开，使存储系统作为一个较为独立的模块运行，通过网络同主机交换数据以提供服务，来降低系统总成本并提高系统可用性。这种概念DAS架构下，应用系统的存储器系统的升级和扩展不会影响到应用服务器，同样应用服务器系统的升级也不会影响到存储器系统，整个体系更易于扩展同时多个应用服务器使用物理上同一个存储资源，使得昂贵的存储硬件投资被更有效地利用。另外，这种概念DAS架构也提高了数据的可用性和完整性，集中化和专业化了存储系统的管理。

高清新闻制播网络存储架构与传统存储相比，主要有以下一些优点网络存储DAS架构的存储系统是完全独立的，而传统DAS架构中，存储系统与服务器紧密连接。网络存储DAS架构可以很容易地实现数据共享，而传统DAS架构中只能间接地通过服务器提供数据共享服务，无法实现更广泛的、直接的共享连接。网络存储DAS架构可以实现高速的数据传输，而传统DAS架构中所有的访问都要通过服务器，所以很容易形成瓶颈。网络存储DAS架构可以拥有更多的存储容量，可增加存储设备而实现系统扩充，在传统架构中由于地址数量的限制，使单个主机的存储容量受限，只能通过增加服务器和磁盘存储量来扩展容量。网络存储DAS架构采用中心化数据管理，便于控制网络上的每一个存储点，传统DAS架构中需要大量的服务器和存储系统，其异构型和分布性使管理工作难度很大。网络存储DAS架构方便实现数据统一管理、存储介质可多种多样，而传统架构数据分散，且不便管理，存储介质由于与服务器之间紧密的物理连接使其应用受到较多限制。

3 高清新闻制播网络存储架构设计思路和实现方案

高清新闻制播网络存储架构对象存储文件系统就是由客户端 (client)、存储服务器(OST，Object StorageTarget)和元数据服务器(MDS)三个主要部分组成。网络架构的客户端运行网络架构文件系统，它由OST进行文件数据I/O的交互，和MDS进行命名空间操作的交互。为了提高网络架构文件系统的性能，通常Client、OST和MDS是分离，当然这些子系统也可以运行在同一个系统中。

客户端可以透明地访问集群文件系统中的数据，而无需知道这些数据的实际存储位置。客户端通过网络读取服务器上的数据，存储服务器负责实际文件系统的读写操作以及存储设备的连接，元数据服务器负责文件系统目录结构、文件权限和文件的扩展属性以及维护整个文件系统的数据一致性和响应客户端的请求。网络架构把文件当作由元数据服务器定位的对象，元数据服务器指导实际的文件I/O请求到存储服务器，存储服务器管理在基于对象的磁盘组上的物理存储。由于采用元数据和存储数据相分离的技术，可以充分分离计算和存储资源，使得客户端计算机可以专注于用户和应用程序的请求；存储服务器和元数据服务器专注于读、传输和写数据。存储服务器端的数据备份和存储配置以及存储服务器扩充等操作不会影响到客户端，存储服务器和元数据服务器均不会成为性能瓶颈。网络架构的全局命名空间为文件系统的所有客户端提供了一个有效的全局唯一的目录树，并将数据条块化，再把数据分配到各个存储服务器上，提供了比传统SAN的“块共享”更为灵活的共享访问方式。全局目录树消除了在客户端的配置信息，并且在配置信息更新时仍然保持有效。

对象存储文件系统的核心是将数据通路(数据读或写)和控制通路(元数据)分离，并且基于对象存储设备(Object-based StorageDevice，OSD)构建存储系统，每个对象存储设备具有一定的智能，能够自动管理其上的数据分布，对象存储文件系统通常有以下几部分组成:对象是系统中数据存储的基本单位，一个对象实际上就是文件的数据和一组属性的组合，这些属性可以定义基于文件的RAID参数、数据分布和服务质量等，而传统的存储系统中用文件或块作为基本的存储单位，在块存储系统中还需要始终追踪系统中每个块的属性，对象通过与存储系统通信维护自己的属性。

在实际方案实现中，根据业务需求和前述原则总共配置了7组服务器完成所有类型跨系统迁移／转码任务。下面以新闻迁移／转码服务器组为例说明服务配置情况，该服务器组负责新闻在线存储、媒资新闻在线存储、媒资历史资料库、总编室节目备播库、非新闻媒资在线存储、媒资体育在线存储之间的数据迁移，满足新闻业务与其它应用系统之间主要的跨系统媒体数据迁移／转码需求，高清图像制播要求。

4 结束语

随着高清直播网络存储架构技术的逐步提高，服务器的单机技术已经非常成熟，而采用什么样的网络管理架构和网络存储技术将直接影响到播出的安全。视频服务器网络应用逐渐扩大，系统规模也越来越复杂。不管是SAN存储管理，还是数据通讯和传输.都需要安全稳定的系统来控制，而视频服务器网络的复杂性必然带来系统管理负荷的增加。如何降低系统故障风险成为系统设计的重要安全性考虑，系统管理的分散设计成为降低系统负荷.提高安全性的必然选择，而现有的计算机技术已经完全可以满足这样的需求，实现大系统分散管理的模式。

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