电视制播系统中的存储及存储管理技术分析

陈旭

摘 要：在当今的电视制播系统当中，存储系统网络平台作为电视制播系统关键的重要平台，性能优劣则会对整个电视制播系统造成直接影响。基于此，文章针对电视制播系统中的存储及存储管理技术进行具体分析。

关键词：电视制播系统；存储；管理技术

电视制播系统中的存储系统网络平台作为核心平台，对其存储容量以及数据访问、传输、管理等性能有着非常高的要求，其综合性能的优劣对整个制播系统有着直接影响。在当前计算机技术高速发展的时代中，存储技术也主要分为直接附加存储（Direct Attached Storage，DAS）、网络附加存储（Network Attached Storage，NAS）与存储区域网络（Storage Aera Network，SAN）3种，不同存储技术有着不同的特点与技术优势，在电视制播系统的具体存储管理方案设计中，有其各自的用武之地。

1 电视制播系统中的存储技术及其优缺点

1.1 DAS存储技术

DAS大多应用于传统的计算机网络，所有工作都基于服务器，外部的数据存储设备直接与内部总线挂接，存储系统同样是服务器的重要组成，服务器需要完成应用服务与文件服务，通过同一服务器处理客户机的服务请求与数据的出入[1]。

正因为DAS的所有访问工作都需要经由服务器完成，因此，在用户量激增或者是服务器处于满载状态时，其响应速度则难以跟上，会出现不同程度的延迟与传输速率下降，即便是带宽充足的情况下，还是会受到服务器的限制。

1.2 NAS存储技术

NAS主要利用专属文件服务器对文件存储系统进行管理。NAS存储系统能够按照应用服务器或是客户机的命令去实现对内在文件的管理工作。一般来讲NAS采用UDP/IP或TCP/IP协议实现访问服务的标准化，可在异构服务器之间实现数据共享。

NAS所应用的是直接针对用户制作且是专属于数据存储的简便化操作系统，将与网络进行连接的协议内置在了系统当中，所以NAS存储系统的管理与设置都非常方便，是一款即插即用型的产品。所以，相对来讲NAS的成本经济且方便管理，同时能够实现数据共享。

1.3 SAN存储技术

SAN将存储器与网络工作站节点直接相连，有着高速的访问效率。借助于光纤将服务器与存储设备进行相连，实现更高吞吐量、更远距离以及更高稳定性的连通[2]。SAN的存储网络模式可为交换式，也可为共享式。

SAN存储技术有着更高的拓展性能、访问速度与处理效率。正因为SAN应用的是网络构架，服务器能够访问存储网络中的所有存储设备，所以用户可根据需求随意添加磁盘阵列、带库以及服务器等存储设备，进而实现客户想要的存储空间与处理能力。此外，SAN存储技术还具有专门用于大体量数据传送而制作的光纤通道（Fibre Channel）技术，现如今光纤传输速率不断提升，SAN的数据传输速度与处理性能也提升到了更高层次。

1.4 NAS+SAN存储技术

由于NAS与SAN都有各自的优劣势，并且这两项存储技术可进行相互弥补，因此，在具体应用当中经常将两者置于同个系统网络当中，所以也就存在了NAS+SAN存储系统。该存储系统的前端为部分NAS Head与采用SAN存储设备的服务器，NAS HeadDiU主要支持NFS和CIFS协议接口与管理服务。不过，其中的NAS存储系统与传统相比有所不同，该系统的NAS Head使用的并非本地存储设备，而改用SAN存储设备主要对外提供文件服务。以两种存储技术的融合，通过优势互补有效改善了NAS和SAN系统在存储设备级方面的共享难题，不过在文件级的共享方面仍然有着和传统NAS系统同样的可扩展性难题。

NAS+SAN融合了两种存储技术的优势，有效得到了互补。采取NAS Head作为NAS服务器的控制端，能够直接或是利用SAN的Fibre Channel与后端存储系统相连，因此，也就不需要依附于服务器内部存储，有效支持了更高性能、更大容量以及更高可靠性的存储后端[3]。如此一来，NAS+SAN的解决方案将用户原先投资在企业级存储系统或是SAN存储设备方面的实效延续发挥，通过引入经济合理的以太网去实现更高可扩展性的文件访问功能。这种采用NAS Head的解决方案，有效盘活了规划存储增长，很大程度上提高了存储系统的利用效率，同样有效发挥出存储系统与存储管理软件的重要作用，并且提高了数据管理的便捷性以及数据的自我保护性能，进而大幅缩减成本投入。

在非编网络系统当中，大量采用了NAS+SAN的解决方案，不仅能够为目前的高性能有卡工作站、合成工作站等提供技术服务，同样也能够支持今后HDV等高清软件应用。现如今，CPU+GPU技术在非编网络系统中的应用逐渐广泛，非编软件也逐渐减小了对硬件板卡的依赖程度，再加上对本地缓存的高效应用，其正常运行对网络带宽的要求不再像以前那么高，所以成本较高的FC设备则逐渐会被IP网络设备替代，以此来服务于无卡的非编应用。在NAS+SAN的存储方案当中，采用FC-SAN的存储当作NAS矩阵的后台存储，利用存储对共享软件进行访问，能够促使众多NAS Head组成NAS存储池，进而与无卡非编等应用的需求相符，实现了利用有限存储带宽服务于大量客户端的目标。

1.5 iSCSI存储技术

iSCSI也即为互联网小型计算机系统接口，该存储系统主要是利用IP网络，把SCSI块数据转化为网络封包的传输协议形式，此協议主要支持服务器（Initiator）、存储设备（Target）以及协议传输网关设备。iSCSI与NAS同样是利用IP网络来实现数据的传送，不过iSCSI的数据存取方式方面所采取的块协议（ Block Protocal）却与NAS不一样，与FC-SAN相同，实际上iSCSI也属于SAN大家族中的成员[4]。

正因为iSCSI存储技术综合了SCSI、以太网以及TCP/IP等相关技术，因此，所有支持iSCSI技术的服务器与存储设备，均可以与IP交换机以及路由器进行相连，有着开放性强、容量大、可靠性高以及传输速率高等诸多优点，针对需在网络进行存储和传输大规模数据的应用情况最为适宜。然而，iSCSI存储系统有一定的单点障碍，并且系统的组建与投入成本偏高。

2 电视制播系统中的存储管理方案设计

对于电视台的制播系统而言，不仅仅要能够满足正常的工作运转所需，还应在此基础上去尽量节约成本，实现回报效益最大化，因此，在电视台的各个制播环节应用存储管理技术时，要进行精心的设计，规划出可行性的方案。

具体来讲，可分为以下几点：（l）针对电视台的大制作网络以及大媒体资产，笔者建议运用SAN存储网络，凭借该存储技术的高可靠性与高性能，可满足绝大多数的工作需求，尤其是由于数据访问而产生的高带宽要求。（2）针对于偏小型的制作网络系统以及部门级别的小型媒体资产系统，笔者建议运用iSCSI-SAN存储网络，该存储网络同样能够满足较高的带宽要求，但成本更低。（3）针对硬盘播出系统，笔者建议运用DAS存储技术，在容错方案方面，由于该播出系统大多采用的是双机镜像方式，镜像服务器与播出服务器都有着各自的存储系统，因此，能够通过网络实现存储系统上关于数据的进项。（4）针对节目的包装网络，笔者建议运用NAS存储网络，因为对于电视台的节目包装系统而言，一般其规模不会很大，对时效性的要求也不高，但主要强调的是数据共享性要非常高，然而目前的电视台包装设备有着非常多的操作系统平台，比较普遍的设备系统为Windows系统、Apple系统、Unix系统以及Linux系统，而NAS存储技术的优势就在于即便是异构操作系统平台，同样能够实现高效的文件共享[5]。（5）针对栏目级别的小型制作网络，笔者建议运用DAS存储技术，以成为低廉的成本去获取较高的数据传输速率。

由此可见，DAS，NAS以及SAN存储技术都有着各自的特点与优点，而具体应用到电视制播系统当中则需充分结合应用环节的自身特点，去选择相适应的存储管理方案，以最优化设计去实现最高资源效益。

3结语

综上所述，当前电视台的节目生产主要是对视频音频流进行采集、编制与播出，其制播系统对网络带宽与传输速率的需求非常高。不过电视台对于视频音频的处理均相对集中，通常都无需对数据进行远程处理。因此，核心存储通常可选用FC-SAN的存储系统，边缘存储则可采用iSCSI或者NAS Head存储技术去构建二级存储。此外，采用NAS+NAS方案去构建CPU+GPU网络，能够节省成本，优化网络资源，同原来的双网结构结合更为密切，是进行电视制播系统存储管理的有效解决方案。当前，iSCSI作为未来存储技术的发展趋势，随着技术的愈发成熟，也会在电视制播系统中应用更为广泛。

[参考文献]

[1]宋丽红.浅析电视台制播网络系统中的网络储存体系结构[J]工程技术（文摘版），2015 （11）：265

[2]吴睿.我台新闻制播网存储系统概述[J].科技视界，2015 （32）：339.

[3]陈洁，徐晶晶.制播系统的数据库归档管理[J]现代电视技术，2015 （1）：112-114

[4]史招山.高清新闻制播网存储空间规劃及管理的探讨[J]广播与电视技术，2013 （10）：78

[5]李大扣.广播制播网核心存储池的深化设计与应用[J].视听界（广播电视技术），2016 （4）：28-32