網(wǎng)絡(luò )電視臺存儲系統架構

　　網(wǎng)絡(luò )電視臺作為一個(gè)整體的應用平臺，存儲系統不應單純地選擇分布式存儲架構或集中式存儲架構，應根據各種應用數據存儲的特點(diǎn)靈活地選擇分布加集中的存儲方式。DAS、NAS、SAN、集群存儲等各種存儲設備紛繁復雜，應該根據網(wǎng)絡(luò )電視臺各種應用的特點(diǎn)選擇不同特色的存儲架構和存儲設備，才能做到有的放矢，才能使資源效益最大化。

　　1 引言

　　網(wǎng)絡(luò )電視臺是一個(gè)構筑在電信網(wǎng)絡(luò )、廣電網(wǎng)絡(luò )、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )之上的全業(yè)務(wù)內容運營(yíng)平臺系統，節目通過(guò)分發(fā)網(wǎng)絡(luò )向不同地域、不同終端上的用戶(hù)提供雙向的、互動(dòng)的、交互的內容服務(wù)和體驗，并最終實(shí)現內容的跨平臺無(wú)縫融合。網(wǎng)絡(luò )電視臺系統由節目制作中心、發(fā)布運營(yíng)平臺、傳輸分發(fā)網(wǎng)絡(luò )和用戶(hù)終端四個(gè)部分組成，由于其問(wèn)需要存儲、調用大量的節目源，這對網(wǎng)絡(luò )存儲系統的構架提出了很高的要求。

　　2 存儲系統解析

　　2.1 分布式存儲

　　分布式存儲就是將數據分散存儲在多臺的獨立的客戶(hù)端上，由客戶(hù)端通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接將存儲的數據共享到網(wǎng)絡(luò )上或者通過(guò)第三方的平臺對數據進(jìn)行集中的處理及共享。分布式存儲采用可擴展的系統結構，將存儲負荷分擔給多臺存儲服務(wù)器，利用位置服務(wù)器定位存儲的信息。

　　因為需要通過(guò)第三方的平臺進(jìn)行數據的共享和遷移，增加了共享、遷移的復雜性，就造成了數據的共享和遷移不便。

　　2.2 集中式存儲

　　集中式存儲是多個(gè)應用系統共享一個(gè)存儲服務(wù)器，所有的客戶(hù)機IfO請求全部在中央系統進(jìn)行處理。集中式存儲保證了每個(gè)終端的使用信息是一致的，在數據共享和負載均勻方面更加有效�？蛻�(hù)能夠靈活地管理存儲資源的規劃，統一對數據安全性的訪(fǎng)問(wèn)、備份和恢復等管理，更能對存儲空間進(jìn)行有效的使用。

　　由于所有的I/O請求都發(fā)送到中央系統進(jìn)行處理，增加了中央系統的存儲設備壓力。當中央系統處于不同的地理區域，網(wǎng)絡(luò )處理的延時(shí)較大。系統效率不高，存儲數據管理靈活性不高，策略單一。

　　3 存儲系統應用比對

　　3.1 采用分布式存儲系統

　　早期的小型視頻網(wǎng)站較多采用分布式存儲架構，將其擴展到網(wǎng)絡(luò )電視臺上。在分布式架構的網(wǎng)絡(luò )電視臺的系統中，各個(gè)服務(wù)器的數據獨立存放于服務(wù)器自帶的硬盤(pán)中，或者通過(guò)DAS方式連接的獨立存儲設備中，服務(wù)器又通過(guò)文件共享的方式使數據在整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中得到共享。

　　這種存儲架構帶來(lái)的問(wèn)題是十分明顯的：一是分布式的存儲很難做到負載均衡;二是無(wú)法實(shí)現集中的高RAID級別保護，可用的存儲空間相對減少;三是存儲共享困難，要想使某一存儲資源在網(wǎng)絡(luò )中共享，必須為網(wǎng)絡(luò )中所有的服務(wù)器配置此存儲資源的掛載點(diǎn);四是快照、備份、恢復、遠程容災等存儲管理功能實(shí)現困難且成本較高。

　　3.2 采用集中式存儲系統

　　目前，很多視頻網(wǎng)站采用集中式的存儲結構來(lái)存放所有媒體數據，一般為NAS架構，通常是一臺大容量的文件服務(wù)器，而高端的NAS結構是由一個(gè)NAS頭后面接SAS、SCSI或FC盤(pán)陣，還可以是以SAN架構方式連接的磁盤(pán)陣列，需要安裝共享文件系統，進(jìn)行塊級的數據存儲，存儲效率更高。集中式存儲架構的特點(diǎn)比較明顯：一是集中存儲使用統一的RAID級別保護、存儲空間浪費少;二是便于實(shí)現服務(wù)的負載均衡，當某臺Web服務(wù)器繁忙時(shí)其他服務(wù)器可以提供同一數據的共享訪(fǎng)問(wèn);三是集中存儲同時(shí)也是對視頻內容的集中管理、減少視頻內容的重復存儲。

　　集中式的存儲容易解決網(wǎng)絡(luò )電視臺視音頻資料的共享難題，但同時(shí)也存在I/O瓶頸、容量擴展性差、性能不可擴展、專(zhuān)業(yè)高端NAS或SAN存儲成本高昂、單點(diǎn)故障等關(guān)鍵問(wèn)題。

　　4 網(wǎng)絡(luò )電視臺數據存儲特點(diǎn)及構架對策

　　單純的集中式存儲或分布式存儲并不適合網(wǎng)絡(luò )電視臺的存儲架構，究其原因是對網(wǎng)絡(luò )電視臺不同應用數據存儲的特點(diǎn)沒(méi)有很好地進(jìn)行區分。

　　網(wǎng)絡(luò )電視臺存儲和處理的最主要的數據為視音頻數據，從視音頻數據的生產(chǎn)管理的流程可以將網(wǎng)絡(luò )電視臺的存儲分為內容生產(chǎn)平臺、內容發(fā)布平臺、內容管理平臺。由于三個(gè)平臺間對于數據存儲和共享性的要求不相同，對于存儲設備的選擇要求也不相同，應針對各個(gè)平臺的特點(diǎn)，選擇不同特性的存儲設備。

　　4.1 內容生產(chǎn)平臺特點(diǎn)與存儲對策

　　內容生產(chǎn)平臺主要完成視音頻資料的采集、轉碼、編輯、合成等任務(wù)，其保存的數據主要為多種格式、多種高低碼流的視音頻原始素材。由于其在線(xiàn)制作的需求對存儲設備的延時(shí)性要求較高，數據位于生產(chǎn)環(huán)節，不承擔歸檔備份任務(wù)，對存儲容量的實(shí)時(shí)增長(cháng)要求相對較低。

　　內容生產(chǎn)平臺由于素材格式要求高、高清制作等較高需求同時(shí)要求數據I/O精確到幀的高實(shí)時(shí)性，可以采用高性能的iSCSI或FC存儲設備構成SAN結構。但此時(shí)需要有共享文件系統的客戶(hù)端支持，增加了建設成本和存儲設備升級維護工作的難度，由于不承擔備份、歸檔等數據管理任務(wù)，存儲容量增長(cháng)的實(shí)時(shí)性不高，采取這種方式的存儲設備的代價(jià)和維護管理復雜度在可控范圍之內。

　　4.2 內容發(fā)布平臺特點(diǎn)與存儲對策

　　內容發(fā)布平臺主要完成多通道的流媒體對外發(fā)布，主要由流媒體服務(wù)器、Web服務(wù)器等構成，存儲的數據為多格式可變碼流的成品節目，由于節目量和網(wǎng)絡(luò )帶寬迅速增長(cháng)，對存儲設備的帶寬和容量寬展都提出了較高的要求。

　　內容發(fā)布平臺由于節目量和用戶(hù)點(diǎn)擊量的爆炸性增長(cháng)，最好采用容量和帶寬可線(xiàn)陛增長(cháng)的存儲設備，當前比較流行的集群存儲擴展容易、管理簡(jiǎn)單、共享方便，在擴展容量的同時(shí)可線(xiàn)性擴展帶寬。但這種存儲設備通常由TCP/IP支持，增加了I/O操作的延時(shí)性，不論是Web發(fā)布、IPTV還是手機電視一般都會(huì )采用緩沖的收看方式，對I/O操作的實(shí)時(shí)性沒(méi)有太高的要求，可以采用集群存儲作為內容發(fā)布平臺的集中存儲。

　　4.3 內容管理平臺特點(diǎn)與存儲對策

　　內容管理平臺主要完成生產(chǎn)環(huán)節和發(fā)布環(huán)節的視音頻數據的備份、歸檔以及回遷的服務(wù)，由數據備份服務(wù)器等構成，有海量的數據存儲需求，要求存儲設備具有高容量、低價(jià)格的特性。

　　內容管理平臺由于承擔備份、歸檔等業(yè)務(wù)，需要海量的存儲設備且擴展方便，可以采用LTO數據流磁帶作為存儲介質(zhì)，價(jià)格低、能耗小、容量大，雖然采用非線(xiàn)性的讀取方式，I/O操作的延時(shí)很大，但可以滿(mǎn)足備份、歸檔等業(yè)務(wù)的非實(shí)時(shí)性要求。如果網(wǎng)絡(luò )電視臺機房環(huán)境相對較差不利于磁帶介質(zhì)的保存，同時(shí)對視音頻資料的回遷有較高的要求，還要有統計分析等決策支持功能，應當采用D2D的歸檔策略，使用高容量、低性能的SATA磁盤(pán)陣列做磁盤(pán)級的歸檔保存，但購置和運行成本相對于磁帶較大。

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