非線性編輯系統(tǒng)的融合升級

1、非線性編輯系統(tǒng)的融合升級    摘要：介紹了非線性編輯系統(tǒng)的系統(tǒng)構建，結(jié)合本臺的實際情況和具體要求，提出升級非編網(wǎng)的設計思路，從網(wǎng)絡架構的選擇到系統(tǒng)的安全等方面進行論述。該系統(tǒng)已投入使用，提高了節(jié)目制作效率，充分利用原有設備，節(jié)約了資金，系統(tǒng)穩(wěn)定，應急方案有效，滿足后期制作的需要。    關鍵詞：     一、系統(tǒng)設計背景我臺早期非線性編輯系統(tǒng)建于2000年，使用Fc雙網(wǎng)結(jié)構，有3臺有卡站，6臺無卡站，系統(tǒng)至今仍在運行，取得很好的效果。隨著使用時間的增長，設備已經(jīng)老化，需要更

2、新。我臺還有一個使用IP-SAN結(jié)構的非線性編輯系統(tǒng)，有2臺有卡站，3臺無卡站。隨著節(jié)目制作量的增加和制作效果要求的提升，該系統(tǒng)已無法滿足需求，需要系統(tǒng)進行升級改造。二、系統(tǒng)設計要求可存儲標清MEPG-2 25M素材600小時或MEPG-2 50M素材300小時；有卡高碼流制作站點8臺、無卡低碼流制作站點8臺、配音工作站2臺、預留2臺高清編輯工作站；原系統(tǒng)和新系統(tǒng)素材共享，原系統(tǒng)可作為新系統(tǒng)的應急備份；系統(tǒng)安全高效，應急方案準備充分、實施有效。三、系統(tǒng)設計原則系統(tǒng)建設立足本臺實際情況和未來發(fā)展的要求，把系統(tǒng)的安全性放在首位，從硬件的安全、網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)安全進行考慮，以安全、高效為原則；既保證系

3、統(tǒng)的穩(wěn)定性，又要可擴展性，在存儲空間和站點增加等方面有冗余的準備，構建高標清兼容的制作平臺。四、網(wǎng)絡架構和存儲設備選擇   （一）網(wǎng)絡架構目前非編系統(tǒng)采用是基于存儲網(wǎng)絡（SAN）的網(wǎng)絡存儲技術, 存儲設備與計算機主機系統(tǒng)之間一對一的關系，被可供多個系統(tǒng)共享同一個存儲設備網(wǎng)絡的關系所取代。為確保多大量客戶端主機對同一存儲設備的共享訪問權限和和管理權限的統(tǒng)一，就需要安裝專門的存儲共享管理軟件或采用專門的共享文件系統(tǒng)。SANergy、StorNext等軟件或文件系統(tǒng)就是為了實現(xiàn)存儲設備共享而開發(fā)的。SAN又分為基于光纖通道協(xié)議的FC-SAN和基于以太網(wǎng)協(xié)議的IP-SAN。FC-S

4、AN網(wǎng)絡存儲共享系統(tǒng)經(jīng)常被稱"FC+LAN"雙網(wǎng)結(jié)構，是指本系統(tǒng)由FC光纖通道網(wǎng)絡和LAN以太網(wǎng)絡兩個網(wǎng)絡共同構成，其中以太網(wǎng)絡負責工作站與MDC(MetaData Controller)服務器之間的元數(shù)據(jù)信息傳輸和交換，F(xiàn)C光纖通道網(wǎng)絡只負責實際數(shù)據(jù)的高帶寬傳輸，這種網(wǎng)絡結(jié)構可充分利用兩種網(wǎng)絡的特點，發(fā)揮兩個網(wǎng)絡的最大效率。IP-SAN網(wǎng)絡存儲被稱為單網(wǎng)結(jié)構，是指MDC服務器與工作站之間的元數(shù)據(jù)和實際數(shù)據(jù)都是通過以太網(wǎng)絡來進行傳輸和交換。FC-SAN網(wǎng)絡結(jié)構價格較高，但帶寬比較寬；IP-SAN網(wǎng)絡結(jié)構價格低，帶寬小，理論上，iSCSI的速度可達1Gb，速度仍比不上FC S

5、AN的2Gb。由于站點比較多，通過分析計算，網(wǎng)絡架構采用成熟的FC-SAN雙網(wǎng)結(jié)構，存儲設備和網(wǎng)絡帶寬才能滿足實際需要。非編系統(tǒng)使用標清視頻格式，支持Dvcpro、Dvcpro50、Mepg-2 I幀 50Mb/s、Mepg-2 IBP、Mepg-4、Dvcam、Hdv、Wmv、Flv等高清、標清格式及部分流媒體格式。在標清環(huán)境下高碼流制作使用Mepg-2 I幀 50Mb/s，低碼流制作使用H.264 1.5Mb/s; 高清環(huán)境下高碼流制作使用Mepg-2 I幀 100Mb/s，低碼流制作使用H.264 3Mb/s。帶寬參數(shù)需求如下在各工作站使用二軌素材的情況下，網(wǎng)絡需要最大帶寬為1308Mb

6、，超過IP-SAN網(wǎng)絡帶寬的最大值，不能滿足實際需要。FC存儲為雙控制器，共可提供4Gb帶寬，帶寬冗余量大，能夠滿足以后增加站點的要求。   （二）存儲設備視頻網(wǎng)絡的核心是在線存儲系統(tǒng)，集中保存所有的視音頻數(shù)據(jù)，其他設備都需要直接或間接的與存儲系統(tǒng)連接，因此中心存儲系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的同時必須保證充分的安全性，在性能上還要滿足存儲容量、帶寬、容錯的要求。容量計算如下計算關系：格式碼率÷8×3600÷1024=每小時耗費的空間每小時耗費的空間×存儲時間需求÷1024=基本容量需求基本容量需求×110%=實際容量需求在考

7、慮匹配容量的時候，為充分保障網(wǎng)絡核心存儲設備的容量安全考慮，需要有10%左右的富余空間。網(wǎng)絡采用素材格式格式碼率每小時耗費的空間存儲時間需求基本容量需求實際需求容量DV2525 Mbps10.98 GB600小時6.43TB7.08TBMEPG4800Kbps0.35 GB600小時0.21TB0.24TBWAV音頻（雙路）1.5 Mbps0.65 GB600小時0.39TB0.43TB總計7.75TB根據(jù)需求，以及網(wǎng)絡存儲容量和網(wǎng)絡帶寬的需求，考慮以后的擴容需求，本案設計使用DFT3992存儲服務器，帶寬達到350MB，配有16塊容量為1T的SATA硬盤，用其中的13塊硬盤組成容量為12T的

8、Raid5磁盤陣列，3塊作為熱備硬盤。五、系統(tǒng)設計   （一）方案設計在現(xiàn)有IP-SAN 結(jié)構的非線性編輯系統(tǒng)的基礎上，用FC存儲來對IP-SAN結(jié)構的制作網(wǎng)進行存儲系統(tǒng)升級和擴容，把IP-SAN和FC-SAN 兩種網(wǎng)絡融合在一個網(wǎng)絡里。原ISCSI 存儲網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構如下iSCSI 存儲設備對外的接口類型為以太網(wǎng)接口，可通過以太網(wǎng)線直接將iSCSI 存儲設備連接到千兆以太網(wǎng)交換機，通過IP 網(wǎng)絡來實現(xiàn)SCSI 協(xié)議的傳輸。主機端采用標準的千兆以太網(wǎng)卡，安裝Initiator 軟件，通過Initiator 軟件將以太網(wǎng)卡虛擬為ISCSI 卡，實現(xiàn)主機和iSCSI 設備之間的S

9、CSI 協(xié)議和TCP/IP 協(xié)議傳輸功能。這種方式由于采用標準千兆網(wǎng)卡，無需額外配置適配器，因此硬件成本最低。缺點是進行ISCSI 包文和TCP/IP包文轉(zhuǎn)換要點主機端的一部分資源。不過在低I/O 要求、高帶寬要求的編輯制作網(wǎng)環(huán)境中，編輯工作站的配置越來越高，協(xié)議轉(zhuǎn)換所占用主機資源非常低，不會影響到正常工作。升級后的非編系統(tǒng)拓撲圖如下IP-SAN與FC-SAN具有類似的共享方式，兩者都是在MDC 服務器的管理下進行存儲設備共享。FC-SAN 和IP-SAN 具有類似的數(shù)據(jù)傳輸方式，兩者都采用Block 協(xié)議方式來傳輸數(shù)據(jù)。FC-SAN 和IP-SAN 采用相同的存儲系統(tǒng)管理軟件，兩都采用SAN

10、ergy存儲共享管理軟件來實現(xiàn)存儲共享卷的管理和訪問權限控制。基于以上原理，決定了 IP-SAN 和FC-SAN 兩種網(wǎng)絡可以融合在一個網(wǎng)絡里，可以用FC-SAN 存儲來對IP-SAN結(jié)構的制作網(wǎng)進行存儲系統(tǒng)升級和擴容。ISCSI 設備和FC 光纖通道設備共用相同的MDC 服務器，共用相同的存儲共享管理軟件。所有主機在同一個MDC 服務器的管理下訪問網(wǎng)絡中的FC 光纖通道設備和ISCSI 設備。IP-SAN 網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)通過千兆以太網(wǎng)絡傳輸，F(xiàn)C-SAN 網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)通過FC 網(wǎng)絡傳輸。兩個網(wǎng)絡中的客戶端主機對存儲設備進行讀寫     操作時，都會先通過

11、千兆以太網(wǎng)絡向MDC 服務器發(fā)送訪問請求來獲得文件路徑、block 地址等MetaDate 信息，都接受同一個MDC 服務器的管理和控制。將光纖通道存儲網(wǎng)絡和以太網(wǎng)存儲網(wǎng)絡整合，特點如下：1.工作站可以訪問以太網(wǎng)網(wǎng)絡中的存儲設備 2.工作站可以通過IP網(wǎng)絡訪問FC SAN中的存儲設備3.提高存儲資源的管理和共享能力采用FC 和ISCSI兩種網(wǎng)絡的融合結(jié)構，新系統(tǒng)和原系統(tǒng)既可獨立運行，各主機又可訪問兩個存儲體的數(shù)據(jù)，滿足數(shù)據(jù)共享的要求。升級后，增加了FC存儲和FC交換機，原服務器上已經(jīng)安裝了存儲共享軟件和數(shù)據(jù)庫軟件，并不需要做大的更改，運行的維護量也不會增加。使用了原系統(tǒng)的部分硬件和軟件，資金的

12、投入也更小了，既節(jié)約成本，又提高性能需求。    采用ISCSI 和FC 兩種網(wǎng)絡的融合結(jié)構，當FC網(wǎng)絡非編介質(zhì)上載采集生成文件后，將重要欄目（如新聞）的文件數(shù)據(jù)采用高碼率存放到兩個磁盤陣列中，數(shù)據(jù)得到鏡像備份，保證數(shù)據(jù)安全。   （二）系統(tǒng)安全1.MDC服務器負責的是網(wǎng)絡系統(tǒng)的管理，安裝有多種管理軟件。磁盤陣列也是由服務器進行管理和控制的，分區(qū)映射為服務器的網(wǎng)絡硬盤。為了服務器的安全可靠,有效地工作，對于服務器的系統(tǒng)硬盤，要有磁盤鏡像，構成Raid1，即把一個磁盤的數(shù)據(jù)鏡像到另一個磁盤上。因此，選擇主板上集成Raid控制芯片的服務器，讓主板能

13、直接實現(xiàn)磁盤鏡像功能。服務器的電源，要有冗余，當一個電源模塊出現(xiàn)故障時，另一個還可以正常供電，維持服務器運行。配有備用服務器，安裝配置好所有程序，在主服務器出現(xiàn)故障時投入使用，只要啟動備用服務器系統(tǒng)可恢復使用。2.磁盤陣列中存有所有用戶的素材和它們的數(shù)據(jù)信息,磁盤陣列損壞意味著音視頻素材和用戶信息的丟失。磁盤陣列安全性相關的因素有陣列的容錯功能、陣列控制器的質(zhì)量、硬盤的質(zhì)量以及陣列的設計。對于磁盤陣列，要求陣列提供備份冗余部件，如雙陣列控制器、雙電源、備份風扇等。使用容錯硬盤陣列，采用Raid5方式組建磁盤陣列。預留熱備硬盤，當磁盤陣列中某塊硬盤出現(xiàn)損壞時，就利用這塊備用硬盤替補，自動將故障磁

14、盤的數(shù)據(jù)重建到后備磁盤上，從而保證Raid時時完整，提高磁盤陣列的安全性。3.將數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)存放在磁盤陣列上，數(shù)據(jù)庫服務器只安裝應用程序，配有備用數(shù)據(jù)庫服務器，在主數(shù)據(jù)庫服務器出現(xiàn)故障時投入使用，只要啟動備用數(shù)據(jù)庫服務器，系統(tǒng)可恢復使用。對數(shù)據(jù)庫的安全采取數(shù)據(jù)備份的方式，在SQL2005管理程序中，添加維護計劃，定時備份數(shù)據(jù)庫到其他磁盤。當硬件出現(xiàn)問題或數(shù)據(jù)損壞時，恢復到最近備份狀態(tài)，將損失降到最低。4.非編網(wǎng)絡安全性要求很高，他的軟件平臺是建立在Windows操作系統(tǒng)上，容易受到病毒的攻擊，建立強烈的病毒安全防范意識。采取非編網(wǎng)絡相對獨立，不與外網(wǎng)相連；關閉工作站上光驅(qū)和USB接口；安裝防病毒

15、軟件；安裝網(wǎng)絡管理軟件，監(jiān)控工作站點的運行狀態(tài)和流量，可以及時排查故障；通過域控制器和組策略對用戶進行認證和權限限制。    5.合理分配用戶空間和權限，把用戶存儲空間分配到磁盤陣列的各個邏輯分區(qū)中，讓每個邏輯分區(qū)中有10%的剩余空間，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定。對不同用戶設置相應的資源管理和訪問權限，保證系統(tǒng)制作流程合理，安全。    6.對每天新聞欄目，每條編輯完成后，打包遷移，異地存儲，保證數(shù)據(jù)安全。   （三）應急方案1.MDC和數(shù)據(jù)庫服務器出現(xiàn)故障，關閉主服務器，啟動備用服務器即可，工作站可不關機，恢復使用只需幾分鐘。2.域控服務器出現(xiàn)故障，工作站重新登錄本機，連接MDC服務器可恢復使用。3. FC磁盤陣列或FC交換機出現(xiàn)故障，節(jié)目可使用存放在iSCSI存儲上的素材，在原IP-SAN網(wǎng)絡編輯制作。   （四）系統(tǒng)環(huán)境安全保障措施安全、可靠的配電是保障系