广电系统视频网络存储技术的分析

孙 萌

(中央电视台 技术制作中心，北京 100859)

计算机技术的发展让社会各个行业都应用计算机技术进行工作，在电视行业中也不例外。计算机技术的使用电视行业的工作人员的工作进行更加高效便捷。电视台承担着电视节目的制作和播出，信号切换频繁，数据的传输与存储量巨大。这样的情况就使得在电视台视频网络存储技术的应用十分重要。电视台的传输与保存的视频与数据量要求电视台网络要更加高效与快捷，对于存储的速度与网络的安全性也有着更多的要求。

一、电视台视频网络的存储方式分析

(一)在线存储的存储方式

存储的设备利用硬盘阵列，将压缩或是不压缩的音频、视频等数据文件进行存储，并永久连接于计算机网络就是在线存储的存储方式。在线存储又可以称为On-line,人们在读取音频或视频等数据信息时可以直接对存储的设备进行访问。在线存储是一种工作级的存储方式，它的最大特征就是能够使得存储设备以及所存储的音频、视频等电视台视频相关数据时刻保持在“在线”状态，工作人员可以随时对其中存储的音频、视频等数据进行读取和修改，以此来满足前端应用服务器或数据库对数据访问的速度要求。

电视台视频网络在线存储中最主要的存储方式是磁盘存储。在线存储的价格相对昂贵，但是存储的性能最好，是一种电视台视频网络的重要存储方式。除了存储的性能较好，在线存储还有着其他的优势:设备响应的速度较快、信息数据的读写速度较高、音频视频等数据传输的码率较大、数据文件的检索相对容易等等。目前，电视台视频网络的在线存储主要应用的是硬盘列阵的方式，对音频和视频等数据进行保存、读取与修改。

(二)离线存储的存储方式

将音频、视频等相关数据通过拷贝记录在光盘、磁带等等媒介中，并将其放进专用的资料库中进行保存，就是离线存储。离线存储又可以称为Off-line,目前主要使用光盘或磁带存储的方式。在大多数情况下，离线存储主要用于对在线存储的音频、视频等数据进行备份，以此防范可能会发生的数据灾难，也因此又被称为备份级的存储。

离线存储的典型产品就是磁带、光盘(DVDBD)或磁带库，其成本相对较低。在读写的过程中，离线存储介质的视频、音频仅能够按照顺序进行，在读取视频、音频的过程中，首先需要对带子进行处理，然后对其进行定位，而光盘则可以直接进行使用。如果电视台的工作人员对完成数据信息读写的磁带、光盘(DVDBD)或磁带库进行修改时，那么就需要其中所有的信息全部改写。针对这一问题，基本上仅仅将上述设备、方式作为数据恢复与备份的手段。在实际的工作中，人们会尽量降低对于光盘、磁带上存储数据的访问操作。

离线存储价格相对最低，但容量价格比最好。除此之外，离线存储的优势还包括:音频视频等数据存储的容量较大、数据读取的速率较快等等。

(三)近线存储的存储方式

将在线存储设备中保存管理的音频、视频等数据利用计算机进行数字压缩编码，将这些压缩后的数据移至磁盘或是光盘中，同时存进相应的资料库中保存，这样的方式就是近线存储。近线存储是一种介于在线存储和离线存储之间的数据存储方式，能够实现通过在硬盘设备中进行相应数据的检索，准确掌握数据存储在资料库中的位置。同时，可以控制机械手柄将光盘或是磁带放入驱动器，完成对数据的读取。

近线存储又可以称为Near-line，是随着存储环境的细化所提出的一种音频、视频等数据的存储方式，指的是将那些不常用到，或是数据访问量不大的数据存放在性能较低的存储设备上。近线存储对设备的要求相对较高，需要寻址迅速且传输率高。传统定义的近线存储设备主要为DVD-RAM光盘塔和光盘库设备。而如今，随着存储设备的不断发展，根据人们存储需求的不同，也会把低端的磁盘阵列(例如DS4100)或高端的磁带设备(例如3592)作为近线存储应用设备。

二、电视台视频网络的存储技术分析

(一)RAID技术

RAID技术由于相对较快的读写速度等优势，在电视台视频网络的存储中被广泛地应用。实际上，RAID就是通过不同的方式，将多个独立的硬盘进行组合的一种技术方式，并以此形成一个逻辑硬盘，通过这样的方式能够进一步优化硬盘自身的储存性能，同时还能够为用户提供数据备份的技术方式。结合RAID等级之间存在的差异，可以提供不同的处理速度和安全性。常用的RAID级别有七种:NRAID，JBOD，RAID0，RAID1，RAID0+1，RAID3，RAID5。在电视台视频网络的存储中常用的是RAID5和RAID(0+1)。

RAID技术的数据备份的功能是在电视台的视频网络数据一旦发生损坏后，可以通过对备份数据的利用，对损坏的数据进行恢复，以此来实现对于音视频数据的安全性的保障。在RAID技术的应用中，其所构成磁盘本质即为硬盘，工作人员能够进行分区操作、格式化操作等。在磁盘列阵的操作中，其与单一的硬盘较为相似，但磁盘列阵在存储数据时的速率更高，并且能够自主对数据信息进行备份。

在使用RAID技术的过程中，其中虽然包含不同硬盘，但是其通过一个大型的、独立的存储设备，都能够完成存储视频、音频等不同数据信息的目的。由此能够发现RAID技术的优势为:①基于对磁盘组织的连接，使其成为一个整体，为相关人员提供更多的功能服务；②可以通过不同的技术方式，将数据读写入磁盘之中，从而提高磁盘的访问速度；③RAID技术具有校验、经验功能，能够为工作人员提供容错服务。

(二)DAS数据存储技术

DAS数据存储技术是一种直接连接存储的技术，通过将外置的存储设备连接到计算机主机上，实现对于音视频数据的存储。目前，常用的DAS数据存储的连接方式为SCSI连接，但是也有一定的限制，例如，SCSI连接可以连接的服务器只有两台，且连接的距离不能超过5m等等。

DAS数据存储技术的存储架构与PC存储架构一样，数据存储设备是整个服务器结构的一部分。基于这样的特点，在电视台视频网络存储中应用DAS数据存储技术，能够使得存储的中间环节有效减少，并由于其对宽带的利用率相对较高，所以音视频等数据的读写和修改速度都有所提升。同时，基于DAS数据存储技术的存储设备价格较低，所以在电视台视频网络存储中得以广泛的应用。

但是，DAS数据存储技术也存在一定的不足，比如拓展存储能力不足、占据的存储空间较大等等。这样的不足可以通过提升DAS数据存储技术的性能来实现，例如，LSI的12Gb/s SAS，能够实现通过DAS数据存储技术，为电视台视频网络存储提供有力支持。能够满足DAS数据存储技术的性能增长的需求，能够提供更高的IOPS和更高的吞吐能力，同时提高了数据的写入性能。

(三)NAS数据存储技术

NAS数据存储技术主要是通过对以太网的建立与应用来实现的，它对于DAS数据存储技术进行了全面的改进。NAS数据存储技术在实际的使用中，形成了一个具有网络通信以及数据管理功能的存储设备。在应用中，这一设备与服务器相互独立，能够为电视台中数据的存储工作，提供全新的连接方式、数据服务器，从而生成一个具有独立特质的网络。基于这样的条件，存储视频、音频的工作不再是服务器的附属功能，同时实现了视频、音频数据共享的目的，对于推动电视台的发展具有重要作用。

目前，NAS数据存储技术是电视台视频网络存储工作的主要应用技术之一，其优势有很多，主要包括四条:第一，即插即用。NAS数据存储技术的应用将电视台视频网络存储以独立的存储节点保存于网络之，这样的存储方式不受到操作系统平台的影响，实现真正的即插即用。第二，存储部署简单。NAS数据存储技术脱离于系统，使用一个专门用于数据存储的简化系统。基于NAS数据存储技术的系统中内置着网络连接所需要的相关协议，使整个存储系统的管理和设置相对简单。第三，基于NAS数据存储技术的音视频存储设备位置非常灵活，电视台的相关人员可以将其放置在任何需要的位置。第四，基于NAS数据存储技术的数据存储设备对于数据的管理更加便捷，且设备购置的成本相对较低。

另外，NAS数据存储技术也有一定的不足，包括音视频数据的存储性能不高和可靠程度相对较低等等。

(四)FC-SAN数据存储技术

FC-SAN数据存储技术是SAN数据存储技术的一种。SAN数据存储技术是一种存储区域网络，能够让存储空间得到更加充分的利用。SAN数据存储技术是一种将数据存储设备、连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术。SAN数据存储技术通过提供一个存储网络，对数据进行存储任务的开展。而FC-SAN数据存储技术是SAN数据存储技术最早使用的一种，主要采用的是光纤通道技术。FC-SAN数据存储技术最初用于提升硬盘协议的传输宽带，由于其数据传输的高效、可靠、快捷，使得FC-SAN数据存储技术被广泛应用。

(五)ISCSI-SAN数据存储技术

ISCSI-SAN数据存储技术又可以称为IP-SAN数据存储技术，是SAN数据存储技术中的另一种方式。ISCSI-SAN数据存储技术的使用能够弥补FC-SAN数据存储技术的价格昂贵且管理相对复杂的不足，利用了ISCSI指令的发送和打包，并在接收端进行数据还原的方式实现电视台视频网络数据的传输与保存，具有极强的安全性和可用性。

近些年来，由于技术的进步，ISCSI-SAN数据存储技术得到了迅速的发展。目前，在技术实施方面，ISCSI-SAN数据存储技术由于其价格相对较低，技术相对成熟、普及性强的优势，在电视台视频网络的存储中被大量的使用。尤其是ISCSI-SAN数据存储技术能够以太网和有效的IP为依据，彻底解决了数据远程复制以及灾难恢复的难题，为电视台提供了更优质的视频网络存储服务。

综上所述，随着电视台节目的更加多样，相应的视频网络的存储也更加重要。通过使用在线存储、离线存储与近线存储的方式，并使用RAID技术、DAS数据存储技术、NAS数据存储技术、FC-SAN数据存储技术、ISCSI-SAN数据存储技术，使电视台视频网络存储更加安全、便捷、高效。