超融合架构平台在发射监控系统中的应用

刘亚洲

【摘要】发射监控系统主要用于广播电视监控，主要围绕广播电视发射中心监控平台为核心展开工作，由前端监视、后端存储、传输设备等部分构成，为广播电视节目稳定播出提供了重要的保障。而超融合架构平台主要用于对发射监控系统监控服务的管理，实现了广播电视监控的高效性，为监控云服务平台的构建创造了良好的条件，这种方式有效节省了广播电视发射监控系统的建设成本，同时监控系统的稳定性也得到了进一步保障。

【关键词】超融合;架构平台;发射监控系统

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.20.010

超融合基础架构是一种具有API的IT基础架构，可以利用软件定义所有硬件元素。超融合基础架构非常依赖存储数据和服务器，在使用的过程中往往会受到硬件扩展的限制。可以说近年来超融合已经对传统IT基础架构进行了颠覆，也是最先进的IT基础架构之一，它的出现影响着用户对IT基础设施的采购与使用方式，也对IT基础架构市场产生了非常深远的影响。

1. 发射监控系统中应用超融合架构平台的必要性

从目前的情况来看，在广播电视领域中已经广泛应用到了发射监控系统，目前已经实现了自动化监控的目标，不过在IT基础架构的使用上还过于传统，通常采用的是单机或主备机的模式。對于广播电视发射中心来说，所构建的发射监控系统主要由多个发射监控台构成，这些监控台需要在网络的基础上进行联系，相互之间需要有密切的联系和沟通，尤其是在信号传输方面需要保持一致。而在建设了超融合架构平台之后，通过应用核心服务器或协议转换服务等方式，能够在服务器集群中部署虚拟机方式，能够实现对各大发射监控平台的统一管理和高可用性（HA）。

2. 发射监控系统中存在的主要问题

广播电视发射中心主要用于对广播电视节目发射进行监督，通常由多个发射监督平台实现该项功能，该中心需要提供协议转换、综合监控等方面的服务，如果采用传统的模式来实现，在单一服务器上部署所有的服务，这种方式不仅需要投入大量资金，并且还不具备服务备份的功能。在发射监控系统运行期间，为了充分利用各种硬件资源，在方案设计阶段就应当将服务部署到服务集群当中，通过虚拟机部署的方式为广播电视发射中心提供多项服务。

3. 超融合架构

3.1 计算虚拟化

计算虚拟化（aSV）能够同时对24台虚拟机进行批量管理、节点线扩容、HA高可靠性、热迁移等，最主要可以实现CUP虚拟化与内存虚拟化的目标。不过在传统模式中需要应用的服务器硬件资源，主要是通过独立使用或通过集群负荷均衡，在这样的情况下就无法充分对硬件资源进行利用，运营、维护将面临更大的工作量，同时可靠性也得不到保障。

3.2 存储虚拟化

存储虚拟化（aSAN）具备存储快照、磁盘动态分配、故障重建、存储分卷等功能，在SSD硬盘上安装操作系统，在存储过程中能够对资源池中的资源进行统一管理与调度，有着加高的性价比，和传统的存储相比，虚拟存储的可靠性更强，如数据平衡、仲裁机制等都是虚拟存储可靠性的实际体现。实现存储的虚拟化，其高性能特性主要是由分层技术来体现，对提高服务集群存储性能有良好的效果，在向广播电视发射监控中心提供服务业务提供了更为便利的条件。

3.3 网络虚拟化

网络虚拟化（aNET）主要是通过实现网络中所需的各种网络连接服务，如SSL VPN、虚拟路由器、vAD等，实现了网络连通性探测、可视化网络拓扑以及关键业务应应用监督等。虚拟化网络提供了全新的网络连接运维模式，有效解决了传统网络中管理和运维等方面的那那题，能够更好的满足自动化部署以及运维管理的需求。

4. 超融合架构平台设计

超融合架构平台主要是在同一个平台中对化存储、化计算等功能进行整合。这就表示在服务器中虚拟化软件的运行，主要通过提供分布式存储服务的方式供计算机使用。分布式存储能够在虚拟计算机中运行，也是一个能够整合虚拟化软件的模块。严格意义上讲，除了虚拟化计算和存储，超融合架构还能够对网络或其他服务、平台进行整合。

4.1 超融合架构所涉及的资源

4.1.1 软件定义计算

SDC是将所有计算资源进行集中，并利用软件对计算进行统一管理，在不但应用的过程中发生增减变化，系统会通过软件管理的方式，自动对计算资源进行增加或释放，确保计算资源在业务变化的情况下随之调整，这样就可以有效降低自动化监控的成本。

4.1.2 软件定义存储

SDS属于一种数据存储的方式，所有和存储相关的控制，都处于物理储存硬件的外部软件中。在软件存储中SDS通常是首相出现的，这就说明当SDS作为一个共享池的时候一般不会受到物理系统约束。

4.1.3 软件定义网络

一般情况下，传统的网络设备主要是由供应商所控制，所以SDN希望通过将网络控制和物理网络拓扑进行分离的方式，让网络架构从此不再受到硬件资源的约束。在这样的情况下，它不但能够对网络架构进行整改，并且也不需要替换各种硬件资源。超融合基础架构化，赋予了IT计基础架构更多新的特性，而我们则需要在此期间找到一种可以降低超融合结构平均成本的方法，从而有利于实现SDS的设计目标。在超融合平台软件定义中，分布式存储可以说是绝对的核心，它能够直接解决虚拟场景当中的集中式共享、存储的一系列问题，特别是在云平台虚拟化规模持续增大的情况下解决了存储上的难点，更容易找到处理的方式，最后使得数据中心的整体成本得到有效降低。在实际设计中需要用到的这三种资源，其整体架构需要通过超融合基础架构的分布式基础架构进行支撑，资源的实际部署以及利用则需要通过操作计算机的方式来实现。

4.2 设计思路

基于超融合的IT基础架构设计，应当建立在广播电视发射监控基础架构的基础之上，尤其是针对IPTB监控平台基础架构，应当重视超融合基础架构思路的设计。首先通过创新利用的方式对超融合基础架构进行利用，从而形成统一的资源池，将存储、网络、计算等统一的建设与管理，随后在横向扩张技术的帮助下，着重对资源进行扩容与升级。其次使用分布式存储的多借口技术对存储资源池进行建设，实现资源的统一调度和使用，形成数据的快速共享。在建成了自动服务平台之后，有效降低了员工的工作量，有助于降低超融合架构平台建设的成本。

5. 超融合架构平台在发射监控系统中的关键技术分析

5.1 固态硬盘缓存

固态硬盘在不使用更多盘阵的情况下就可以达到良好的I/O性能，能够更好的解决计算机接口存在的问题。不过在这样的高性能之下，存储的网络与控制器仍然无法应对海量的I/O的吞吐能力，与传统HDD相比，固态硬盘的性能更强，能够有效节省大量消除查询的时间。

5.2 软件定义智能化

软件定义的智能化主要是建立在商品化的硬件上，核心逻辑主要通过软件运行的方式来实现，同时这些逻辑又需要提前进行硬件编程的方式实现，如FPGA、ASIC等。对于超融合架构来说，我们利用软件的方式来实现传统的如压缩、去重等存储逻辑，这些软件的运行在标准的X86硬件上的超融合控制虚拟机内。这就表示可以从专有硬件中将关键处理逻辑进行剥离，最后放到运行的商用化硬件设备的软件当中。软件定义的智能化的优势在于版本迭代过程中对于专有硬件的依赖性耕地，标准、通用的硬件能够得到更好的利用。

5.3 可累计线性扩展

可累计线性扩展表示从某一资源开始，如果需要横向扩展就能够跟随扩展线性增加系统性能。因为所有结构都可以是推动因素，在这样的情况下就能够让线性扩展成为现实。以一个传统的三层架构为例，即存储、网络、服务器，每一次的扩展都是相对独立的，在横向扩展服务器性能或者数量的过程中，网络数量、存储性能等无法得到横向扩展。但是在超融合架构平台却可以在节点数量不断增加的情况下得到扩展，这就表示计算、存储等节点的线性增加能够同时实现容量、性能的线性增加。

5.4 高计算密度与低系统功耗

在广播电视发射中心进行综合监控的过程中，通常选用的是密度较高的X86设备，主要用于系统级的可靠性与模块化设计。在2U空间内X86设备采用英特尔至强E5-2600系列多核心高性能中央处理器，能够完美运行信息化、存储业务、Web搜索、广播电视监控、数据库等功能，同时还能够进一步对管理工作进行完善，能够使得计算与存储一体化设计理念的实现。

6. 发射监控系统中超融合架构平台的应用

应用于广播电视发射监控系统中的超融合架构平台，主要包括了虚拟化计算资源池、指挥调度资源池、分布式存储资源池等构成部分。超融合架构平台主要负责对所有资源池进行统一管理、调度，同时还需要负责对发射监控系统进行运维、监控和管理，确保发射监控系统稳定、安全运行，在协調各广播电视发射台中有着良好的运用，有助于实现广播电视的集中监控和远程控制。其中虚拟化资源师主要由虚拟机、网络、主机等资源池构成，发射监控系统主要通过整合资源池中所有资源的方式，实现对资源的集中化、统一化与自动化调动与管理，同时考虑到发射监控系统运行的安全性，还需要对资源、数据进行备份处理。调度平台主要是基于虚拟化资源层上，以一个进行统一管理、调度的平台，用于对服务集群中任务的处理，同时需要对任务的开展进行集中反馈，负责一项专门负责集群的集中配置、集中管理的平台，尽可能避免集群受到人为因素干预。同时，该平台还需要建构相对完善的集群伸缩机制，使得服务的进行更加可靠。

7. 结语

新时期在科技不断进步的过程中，广电行业也加入了改革的行列，广播电视运维也逐渐朝着自动化、智能化的方向发展。超融合基础架构的出现，是对传统IT基础架构的一种颠覆，主要通过分布式存储、虚拟机集群云平台等方式实现集中监控等服务，具有成本低、可备份等特点。在广播电视发射监控系统中应用超融合架构平台，能够为综合监控的实现提供便利，为未来监控云服务平台价建设提供了便利。

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