虚拟化技术在融合媒体建设中的应用

葛慧萍 张迎庆 张国圆 常州广播电视台

虚拟化技术在融合媒体建设中的应用

葛慧萍 张迎庆 张国圆 常州广播电视台

本文主要介绍广电网络虚拟化的演进，虚拟化技术在广电网络应用的优势。重点介绍了常州广电全媒体融合平台下三个重要虚拟化技术：虚拟服务器、虚拟网络、虚拟存储，总结了虚拟化技术带来的直接效益。最后指出建成带有“中央厨房”属性的全媒体资源共享平台是广电网络发展的方向。

虚拟化 广电网络 融合媒体 存储

1.广电虚拟化发展

1.1 传统广电网络

在虚拟化技术应用之前，各个电视台需要维护数量众多的各类服务器，日常管理的压力较大，成本也相对较高。传统非编网络系统架构见图1。

1.2 虚拟化广电网络

虚拟化将服务器物理资源抽象成逻辑资源，让一台服务器变成几台甚至上百台相互隔离的虚拟服务器，不再受限于物理上的界限，让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的“资源池”，从而提高资源的利用率，简化系统管理，实现服务器整合。虚拟化网络架构符合具有碎片化、海量化、互动化等特征的融合媒体制播业务的需求。非编网络平台虚拟化后使得服务器数量明显减少，在提高资源利用率的同时大大降低了功耗。虚拟化广电网络平台系统架构见图2。

2.常州广电全媒体融合平台建设

近年来虚拟化、云计算、大数据等创新技术广泛地应用于广电媒体融合发展过程中，虚拟化、IP化、云化已经成为广电网络技术平台发展的主要趋势。2015年开始建设的常州广电全媒体融合平台就是采用的云架构，后台实现全虚拟化。

图1 传统非编网络系统架构

图2 虚拟化广电网络平台系统架构

在常州电视台的全媒体发展战略下，建设了一个集团层面的全媒体内容库，对广播、电视、网站等媒体的信息线索和自采自编内容进行充分共享，将视频、音频、文稿、图片、互联网、线索等元素进行统一汇聚和集中呈现，通过自动化聚类和主动服务形式，为集团各媒体提供资源检索和多渠道分发等功能，满足资源的高效共享。全媒体融合云平台功能框架见图3。

图3 全媒体融合云平台功能框架

3.建设目标

常州广电融合平台虚拟化建设的总体目标是：通过虚拟化软件，将硬件资源共享成资源池，按需分配资源，动态调度资源，以合理利用冗余的硬件资源，节省服务器采购数量，保障应用运行的稳定性和数据的安全性。

通过建设一套成熟、完善、高效的主机管理系统，对现有服务器资源进行整合，对将来服务器资源进行合理规划，提高服务器整合的效率，大幅度简化服务器群管理的复杂性，提高整体系统的可用性，同时明显减少投资成本，具有很好的技术领先性和性价比。

4.虚拟化实施

4.1 虚拟服务器

本次项目实施只购买了10台高性能机架服务器，采用VMware服务器虚拟化技术，充分利用、调配物理服务器资源，整合了存储资源，完成了所有系统应用服务的需求。提高了应用部署效率，降低了设备的采购成本，同时也降低了运维成本。从长远来看，可减少数据中心整体的资金投入成本，并简化管理。

图4 虚拟化前后对比

Vmware vsphere虚拟化平台采用的服务器虚拟化技术，突破传统的服务器与操作系统1:1的限制，在同一台服务器上以“虚拟机”的方式同时运行多个不同的操作系统，可以是多个Windows、多个Linux或者是Windows + Linux虚拟机的组合，并且各个操作系统之间互不干扰，可以独立的重启和关闭。

4.2 虚拟网络

为确保网络的安全性，10台物理服务器上都配置4块以上千兆物理网卡，采用网络冗余的部署；主机的每两块物理网卡做nic teaming，做nic teaming的2块网卡分别连接到冗余的两个网络交换机，其中一条链路出现故障对应用无影响。系统实施中需要创建多个虚拟交换机，把虚拟机业务流量、虚拟机管理、vMotion、FT链路等在物理网口分开，虚拟化网络框架见图5。针对不同的端口，网络设置不同的流量控制策略，以保障流量的分离，这样能保证业务流量访问的稳定与连续性。

4.3 虚拟存储

由于虚拟服务器上运行的虚拟机会大量使用VMDK文件作为磁盘，当虚拟服务器池中运行的虚拟机数量较大时，对存储的要求就较高。所以本次项目选用SAN存储放置虚拟机文件，选用的型号是EMC公司的VNX3200。存储与ESX主机之间通过2个光纤交换机实现冗余连接，每个vSphere Server采用两块HBA卡连接到存储交换机，交换机分别通过光纤交换网络连接到存储，主机与存储连接图6所示。

每个虚拟服务器池需要多个LUN为虚拟机的运行和数据存放提供存储。SAN存储针对不同应用给定不同的存储Raid级别，为业务生产区的运行系统提供的存储是Raid 0+1（核心生产区），而为测试区提供的存储则使用Raid5或Raid 0级别。对于有些虚拟机需要直接使用物理磁盘空间，使用RDM（裸磁盘映射，即虚拟机直接使用物理磁盘）。

图5 虚拟化网络框架图

4.4 虚拟化效益

VMware vSphere可以按需要随时将资源、应用程序甚至服务器分配到相应的位置。VMware通过使用VMware vSphere整合其资源池和实现计算机的高可用性，通常可以节省50%到70%的IT总成本，将硬件和运营成本削减达50%之多，将能源成本削减80%，将部署新服务器所花的时间减少达70%之多。虚拟化技术的优点还表现在:

（1）可以在单个计算机上运行多个操作系统，包括 Windows、Linux 等；

（2）通过提高能效、减少硬件需求量以及提高服务器/管理员比率，可降低资金成本；

（3）可确保企业应用程序发挥出最高的可用性和性能；

（4）可通过改进灾难恢复解决方案提高业务连续性，并在整个数据中心内实现高可用性。

按照本台全媒体融合项目的经验，使用虚拟化技术以后，购置服务器数量从50台变成10台，减少了80%的硬件投入。从维护成本支出计算，每台服务器以500W能耗计算，在不考虑空调等耗电量的情况下，这40台服务器每年就能节约电能至少18万度，按1:3能效比，可以节约空调用电6万度，全年总计节约24万度，起到了绿色环保，节能降耗的作用。

5.小结

在全媒体融合的时代下，广电媒体融合发展过程中的虚拟化、云化，已经成为广电网络技术平台发展的主要趋势。原有广播、电视、新媒体等相对独立的网络架构将被彻底打破，非编网、音频编辑网与外网的界限也会慢慢模糊。广电网络会建成带有“中央厨房”属性的全媒体资源共享平台，为全媒体协同生产提供内容支撑。

图6 主机与存储连接示意

[1]徐春杨.云计算技术在电视台全台网系统中的应用探讨[J].广播与电视技术，2015,（10）：38-42页.

[2] 王春海.VMware虚拟化与云计算应用案例详解[M].北京：中国铁路出版社，2013年.

[3] 顾炯炯.云计算架构技术与实践[M].北京：清华大学出版社，2016年.