Vmirror磁盘镜像系统在苹果非编网中的应用

徐元凯，贾长青

（金华广播电视总台 技术中心，浙江 金华 321000）

责任编辑:任健男

0 引言

近年来，大部分电视台的后期制作都采用了网络化、数字化，然而在后期制作网络发展的同时，非编网络新闻数据的共享与集中存储[1－6]也会带来安全的隐患，一旦核心的存储设备损坏，将会造成重大而不可弥补的损失，笔者在长期的维护与实践工作中深深体会到节目制作数据的实时镜像备份的重要性。

1 建设需求

本台在多年的节目生产制作过程中，经历了由线性编辑的对编机、非线性单机、NAS架构的非线性编网络。现如今，原来的NAS架构的非编网已经满足不了高安全性的需求，因此本台采用了基于SAN存储网络架构的苹果非编网络，目标是建造一个能够满足高稳定性、高可用性、高安全性需求的非线性编辑网络平台。为此，本台于2010年建设了以FC－SAN为架构的苹果非编网络，其中数据库服务器、存储服务器、光纤交换机和以太网交换机均采取了主备的形式。最重要的一个任务就是需要对以视音频为主的数据实施实时镜像备份，以确保数据的安全性和高可用性。

2 Vmirror技术介绍

Vmirror是一种为SAN存储网络专门量身定做的设备，由 Apple Xserver，Xserver RAID，苹果存储系统和Xsan的软件组成。Vmirror创造了一个高效益、高可用性的存储解决方案，与中端企业级存储系统相比，它的管理更为简便有效。Vmirror能够保障视频服务器在RAID出现故障和瞬间断电时，视频服务和数据应用不会间断。为了使苹果非线性编辑网络高效安全地运行，本台在建造苹果非编网时采取了此项先进技术，从而保证了节目生产制作的高稳定性、高可用性和高安全性。

3 Vmirror技术方案的设计

在系统建造中，本台考虑采用基于SAN存储架构的Vmirror热备存储的方式。此子系统结构采用4台Prom⁃ise Vtrare E 6100t磁盘阵列，4台Qlogic 5600光纤通道交换机，1台4 Gbit/s Vmirror（见图1）和1台思科3750系列交换机。

4 Gbit/s Vmirror具有数据可用性高，数据吞吐量大（700 Mbit/s），能够提供持续性数据保护的特点。它由2个独立并且完全相同的Vmirror硬件子模块组成。它的主要性能如表1所示。

表1 4 Gbit/s Vmirror的主要性能

为了保证任何单一点故障出现后能够继续进行节目的剪辑制作，本台采用了实时备份存储的方式，网络架构图如图2所示。图中连线为光纤线。

图中Engine 1与Engine 2这2个模块具有独立的电源，彼此不具有任何的关联，同时接入以太网交换机与光纤交换机，在这样的设计方案中，无论哪一台苹果工作站，都有双链路连接到每个盘阵。数据经过Vmirror后同时写入2组磁盘阵列中（P1与P2，以及P3与P4），而且只要有1个数据传输通道保持完整，就能够保证所有的苹果工作站正常工作，此外还可以对Vmirror的状态进行实时监控。

4 Vmirror磁盘镜像系统方案的实施

4.1 磁盘阵列的区域划分

本台有4台Promise磁盘阵列，一共被划分成4块逻辑区域。每块逻辑盘由2个逻辑分区镜像组成，每个逻辑盘有2.5 Tbyte的容量，分为元数据盘和数据存储盘。盘阵有2块磁盘被划分为元数据盘，共418.16 Gbyte。划分方式如图3所示。

其中，P1A和P4A实现镜像备份，P1B和P4B实现镜像备份，P2A和P3A实现镜像备份，P2B和P3B实现镜像备份。

4.2 光交机的区域划分

在存储网络中，光交机划分的方式根据图2进行划分，对2台Qlogic 5600光纤通道交换机（Switch1/2）划分了3个区域（Zone），颜色相同表示在同一个区域里。其中同种颜色的区域相互对应。具体划分方式如图4所示。

图中标有APPLE字样的代表与苹果工作站连接的端口，首字母p1，p2，p3，p4代表4个盘阵，p1－A和p1－B则代表p1盘阵的2个光纤接口，其他类同。L和R是Vmirror的子模块连接口，L－B1和L－B2，L－A1和L－A2是L模块的2进2出的4个交换口。同样R－B1和R－B2，R－A1和R－A2也是如此。

将Vmirror的2个独立子模块通过以太网线连接到以太网交换机中，并且用另一台计算机连接到该以太网交换机中，通过Storage Appliance Admin软件进行控制，从而建立起镜像系统。

4.3 Vmirror的软件管理

通过Vicom Engine管理软件对Vmirror进行配制管理、实时监控的功能。Vmirror管理软件中磁盘区域的划分如图5所示。与光纤交换机的区域划分相互对应。

建好的磁盘镜像系统如图6所示，可以清楚地看到每个镜像磁盘的容量大小。

主备Vmirror模块的IP地址如图7所示。当Vmirror的主模块出现故障时，管理软件会把主Vmirror模块自动切到备模块之上，也就是把IP地址为192.168.11.1的主模块切换到IP地址为192.168.11.2的备模块上。当2个磁盘镜像系统中有视音频等文件或者数据没有完全镜像时，Vmirror会自动在后台进行同步。同步速率也可以根椐使用状况进行手动调整，这样可以不影响节目的正常制作。

系统日志如图8所示。从日志里可以看到系统的工作情况以及故障情况，以便值班人员能够直观地查看，及时处理故障。

5 测试

在建成之初通过实际的模拟测试。当模拟任意一边磁盘阵列损坏、Vmirror任意一个子模块损坏、任意一个光纤通道故障以及任意一侧光交机损坏分别对工作站的实际工作情况的影响后发现，在节目正在制作中，如果产生上面所述的任何一种情况，工作站会出现短暂的暂停而不能工作的现象，等待一段时间（大约1～2 min）后又可以继续制作，能够保证素材的完整性与安全性。带宽仍然能够保证达到600 Mbit/s的状态，可以满足节目的制作。

6 小结

各厂家都有自已的数据备份解决方案，从成本、效率以及健全性的角度来看，Vmirror镜像系统是一个良好的系统解决方案。经过一年多的实际使用，Vmirror的使用效果相当理想，保证了节目的正常制作。即使在有故障的情况下依旧可以保证网络的正常使用，同时为解决故障争取了时间，很好地满足了高稳定性、高可用性以及高安全性的建设需求。

[1]王峻鹏，周华东，王卫城，等.全分布式存储非编网络的设计与实现[J].电视技术，2007，31（8）:82－83.

[2]张晓辉.存储区域网络技术研究[D].西安:西北工业大学，2002.

[3]许英.存储区域网技术及其在电视台的应用[J].有线电视技术，2004（21）:45－48.

[4]美国数通网络公司.视频应用中SAN存储技术探讨及S2A实施方案的优越性[EB/OL].[2010－11－20].http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_xddsjs200211005.aspx.

[5]张峻峰.广西电视台高清非编网的实施[J].电视技术，2010，34（11）:64－67.

[6]张冬.大话存储——网络存储系统原理精解与最佳实践[M].北京:清华大学出版社，2008.