解析云存储在广电的应用

毛文彬

摘 要：云存储已经成为了主流的数据存储和管理方式。与传统的存储设备相比，云存储不仅是一个硬件，而是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端程序等多个部分组成的系统。随着三网融合的发展对云存储的需求日益迫切。

关键词：云存储；广电行业

1 广电行业对云存储应用的需求分析

近年来，国内广电行业的信息化水平正在飞速发展，随着三网融合、NGB、高清甚至超高清节目制作以及海量视频点播等业务的发展，网络系统的规模越来越大，结构也越来越复杂，业务需求呈现出多元化的趋势。传统的有线数字电视网所承载的主要是大量的视音频数据，和互联网相比，有线电视网承载的内容具有更高的清晰度以及更丰富的海量的节目等特点。然而在原有的编码技术不变的前提下，清晰度越高的节目码率也会越高，需要占用更大的存储空间，云存储技术的出现为海量的视音频数据的存储、分发及应用提供了更好的解决方案。

云存储提供的是存储服务，通过网络将本地数据存放在存储服务提供商的在线存储空间。用户不必建立自己的数据中心，只需向存储服务提供商申请存储服务，这就避免了存储平台的重复建设，节约了大量的软件和硬件投资。

云存储是从云计算上延伸和衍生发展的一个全新的概念，它是分布式处理、并行处理以及网格计算等技术的发展，是通过网络将大量的处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再由多部服务器所组成的庞大系统分析之后将处理结果返回给用户。通过云计算，网络服务提供者可以在数秒之内，处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和超级计算机同样强大的网络服务。云存储与云计算类似，它是指通过集群应用、网格技术及分布式文件系统等功能，将网络中各种不同类型的存储设备通过软件统一集中、协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。它不但保证了数据的安全性，而且大大节约了存储空间。

2 云存储在广电中的应用分析

2.1 云存储的模型分析

存储层是云存储最基础的部分。存储设备可以是FC光纤通道存储设备，可以是NAS和iSCSI等IP存储设备，也可以是SCSI或SAS等DAS存储设备。云存储中的存储设备往往数量庞大且分布于多个不同地域，彼此之间通过广域网、互联网或者FC光纤通道网络连接在一起。存储设备之上是一个统一存储设备管理系统，可以实现存储设备的逻辑虚拟化管理、多链路冗余管理，以及硬件设备的状态监控和故障维护。

基础管理层是云存储最核心的部分，也是云存储中最难以实现的部分。基础管理层通过集群、分布式文件系统和网格计算等技术，实现云存储中多个存储设备之间的协同工作，使多个存储设备可以对外提供同一种服务，并提供更大更强更好的数据访问性能。

应用接口层是云存储最灵活多变的部分。不同的云存储运营单位可以根据实际业务类型，开发不同的应用服务接口，提供不同的应用服务。比如视频监控应用平台、视频点播应用平台、网络硬盘引用平台、远程数据备份应用平台等。

任何一个授权用户都可以通过标准的公用应用接口来登录云存储系统，享受云存储服务。云存储运营单位不同，云存储提供的访问类型和访问手段也不同。

2.2 云存储的架构分析

传统的系统利用紧耦合对称架构，这种架构的设计旨在解决HPC（高性能计算、超级运算）问题，正在向外扩展成为云存储从而满足快速呈现的市场需求。下一代架构已经采用了松弛耦合非对称架构，集中元数据和控制操作，这种架构并不非常适合高性能HPC，但是这种设计旨在解决云部署的大容量存储需求。

2.2.1 紧耦合对称（TCS）架构

构建TCS系统是为了解决单一文件性能所面临的挑战，这种挑战限制了传统NAS系统的发展。HPC系统所具有的优势迅速压倒了存储，因为它们需要的单一文件I/O操作要比单一设备的I/O操作多得多。业内对此的回应是创建利用TCS架构的产品，很多节点同时伴随着分布式锁管理（锁定文件不同部分的写操作和缓存一致性功能。这种解决方案对于单文件吞吐量问题很有效，几个不同行业的很多HPC客户已经采用了这种解决方案。这种解决方案很先进，需要一定程度的技术经验才能安装和使用。

2.2.2 松弛耦合非对称（LCA）架构

LCA系统采用不同的方法来向外扩展。它不是通过执行某个策略来使每个节点知道每个行动所执行的操作，而是利用一个数据路径之外的中央元数据控制服务器。集中控制提供了很多好处，允许进行新层次的扩展。1）存储节点可以将重点放在提供读写服务的要求上，而不需要来自网络节点的确认信息。2）节点可以利用不同的商品硬件CPU和存储配置，而且仍然在云存储中发挥作用.3）用户可以通过利用硬件性能或虚拟化实例来调整云存储。4）消除节点之间共享的大量状态开销，也可以消除用户计算机互联的需要，如光纤通道或infiniband，从而进一步降低成本。5）异构硬件的混合和匹配使用户能够在需要的时候在当前经济规模的基础上扩大存储，同时还能提供永久的数据可用性。6）拥有集中元数据意味着，存储节点可以旋转地进行深层次应用程序归档，而且在控制节点上，元数据经常都是可用的。

3 云存储在广电网络上的应用优势

随着科技水平的迅速发展，新媒体网络技术的突飞猛进，传统媒体受到了很大的冲击。这给影视内容的制播、传输覆盖、终端接收等各个领域的发展带来了巨大的影响，同时，给新媒体和传统媒体的融合发展带来了前所未有的机遇。在三网融合进程不断推进，NGB建设全面展开的新形势下，广电行业作为信息技术的重要应用领域，在内容制播、媒资管理、NGB建设、业务运营支撑、融合业务、大数据分析以及广电信息化建设等诸多方面均有着广阔的云计算应用前景。随着高清制播、海量视频点播、多屏融合服务、智能引擎等业务的快速发展，网络系统的规模越来越大，结构也越来越复杂，业务需求呈现出多元化、融合化的趋势。传统的有线电视网络所承载的主要是视音频数据，与互联网相比，其具有高清晰度、海量内容等特点。因此，云存储为广电业务提供了强大的数据基础，为广电网络的内容与业务管理提供了强大的技术支持。有线电视网络的视频交互点播系统一般采用NAS、SAN等专业存储设备来存储视音频节目，但是随着节目码率的不断提升以及节目量的爆发式增长，传统的存储设备已经面临瓶颈。相比较而言，云存储不但可以有效降低成本，提高存储效率，而且有以下诸多优势。（1）开放式架构，系统平台可以运行于任何开放标准架构的硬件之上。采用通用的服务器，存储设备可以是FC光纤通道存储设备，可以是NAS和iSCSI等IP存储设备，也可以是SCSI或SAS等DAS存储设备。（2）满足海量信息的高性能存储和访问。（3）无性能瓶颈，读写带宽随存储体的增加呈线性增长。由于文件都是以文件片的形式条带化存储，所以容量增加的同时，总的读写带宽也随之增加。（4）数据可靠性高，具有高度完善的数据备份机制。（5）数据可用性高，无单点故障乃至多点故障。（6）扩展性好，可以动态增加或者删除存储节点，不影响正常业务。（7）兼容POSIX语义，支持FTP、HTTP等多种协议，支持NFS、CIFS等文件系统。

此外，还可以向用户开放个人网盘，用户在互联网上发掘的精彩视频可以上传至个人网盘，经过服务器后台处理，就可以通过终端解码在电视屏幕、PC屏幕及Pad、手机等智能终端上进行观看。此外用户还可以根据EPG将电视节目预约录制到个人网盘，之后可以随时收看。正是由于网盘的这种支持多终端的特性，使得用户可以在网络视频和广电直播视频之间随意切换使用。有线电视运营商以云存储为基础构建自己的内容应用聚合平台，辅以系统虚拟化、任务调度、智能分发等技术，通过整合互联网缓存和合作内容资源形成内容资源平台，由内容编辑、内容审核、内容解析、内容集成等组成支撑平台，实现智能管道、资讯聚合、应用工具等丰富的业务平台，并实现Web门户、手机客户端、PC客户端、跨屏客户端（电视机/机顶盒）等多种业务展现及交互平台，方便开展普遍服务和增值服务，为用户提供更好的使用体验。

云存储对于三网融合下广电开展多媒体融合业务提供了有力的技术支撑。有线电视运营商基于云存储技术建立融合业务多媒体聚合云平台，实现IT资源、服务能力的有效开放，满足市场及业务部门业务快速开发、敏捷部署的需求，为大量业务和应用提供更广阔的发展空间。

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