佛山電臺(tái)新媒體私有云建設(shè)和應(yīng)用

文｜陳卓杰

背景

佛山電臺(tái)建立于1983年，是一家擁有六套調(diào)頻廣播的傳統(tǒng)媒體。隨著互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的出現(xiàn)，新媒體對(duì)傳統(tǒng)廣播媒體產(chǎn)生巨大的沖擊和影響。在新舊媒體相互滲透融合的今天，只有利用好傳統(tǒng)媒體的固有優(yōu)勢(shì)，才能讓傳統(tǒng)媒體的發(fā)展機(jī)遇再現(xiàn)。但我們發(fā)現(xiàn)在傳統(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)上發(fā)展新媒體存在一定的困難，例如：由于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的日益龐大，底層的硬件設(shè)備維護(hù)和上層的應(yīng)用維護(hù)變得繁雜，使業(yè)務(wù)系統(tǒng)管理越發(fā)困難；新業(yè)務(wù)建設(shè)周期過(guò)長(zhǎng)，每開展一個(gè)新興業(yè)務(wù)模式，必將帶來(lái)新系統(tǒng)的部署、配置和運(yùn)維，而這往往需要時(shí)間和人力的大量投入，至使新業(yè)務(wù)無(wú)法快速靈活的開展；難以界定發(fā)展新媒體新業(yè)務(wù)的資源用量，一旦業(yè)務(wù)投入使用，系統(tǒng)的計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬資源便難以更改；硬件資源利用率偏低，不同業(yè)務(wù)設(shè)備難以通用和共享。

云技術(shù)的解決方案

鑒于此，云計(jì)算技術(shù)的引入為我們解決上述問(wèn)題提供了可能。云計(jì)算旨在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)把多個(gè)成本相對(duì)較低的計(jì)算實(shí)體整合成一個(gè)具有強(qiáng)大計(jì)算能力的完美系統(tǒng)，構(gòu)建資源池，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)。

結(jié)合我臺(tái)的實(shí)際情況，我們以服務(wù)器虛擬化和存儲(chǔ)虛擬化相結(jié)合的方式構(gòu)建私有云平臺(tái)。構(gòu)建大型存儲(chǔ)器提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，組建多臺(tái)虛擬服務(wù)器群提供系統(tǒng)計(jì)算服務(wù)，再以SAN網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)方式耦合連接虛擬設(shè)備。

關(guān)鍵核心技術(shù)：虛擬化平臺(tái)

云計(jì)算資源的池化，需要依靠虛擬化技術(shù)。多個(gè)物理設(shè)備如CPU、內(nèi)存、磁盤、I/O等經(jīng)過(guò)虛擬化后，能被抽象分割為更小的資源并且可被系統(tǒng)識(shí)別和使用。

虛擬化作為一項(xiàng)重要的支撐技術(shù)發(fā)展至今，技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟。目前市面上的虛擬化平臺(tái)分別以威睿公司的VMware ESX Server、思杰公司的Citrix Xen Server、微軟公司的Windows Server 2008 Hyper-V產(chǎn)品為主要代表。從各產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)組合上看，思杰公司的XenServer適合在Liunx服務(wù)器上運(yùn)行，微軟公司的Hyper-V適合在windows服務(wù)器上運(yùn)行，而威睿公司的ESX Server既能運(yùn)行于各種操作系統(tǒng)之上，也可獨(dú)立安裝運(yùn)行在硬件服務(wù)器上。對(duì)于三種虛擬化平臺(tái)的選擇，可根據(jù)自有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行搭配。

虛擬化平臺(tái)的部署

1、 硬件架構(gòu)

硬件平臺(tái)的搭建和構(gòu)造。主要分為三部分，第一部分通過(guò)搭建存儲(chǔ)磁盤柜，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的虛擬化。第二部分通過(guò)搭建硬件服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的虛擬化。第三部分通過(guò)iSCSI SAN的方式耦合連接各種硬件設(shè)備，以此組成一個(gè)完整的虛擬環(huán)境。詳細(xì)如圖1所示。

（1）存儲(chǔ)設(shè)備虛擬化的實(shí)現(xiàn)。我們采用HP StorageWorks P2000磁盤柜作為存儲(chǔ)的物理設(shè)備，并配置12個(gè)2T的硬盤組成一個(gè)容量為24T的存儲(chǔ)介質(zhì)。將多個(gè)硬盤組成raid6陣列模式，從邏輯上劃分指出多個(gè)LUN（logical unit number邏輯單元號(hào)）。再通過(guò)使用LVM（Logical Volume Manager邏輯卷管理）工具將LUN定義為硬件分區(qū)卷PV（Physical volumes物理卷），然后將若干個(gè)PV組成一個(gè)卷組VG（Volume group卷組），最后在VG的基礎(chǔ)上劃分存放數(shù)據(jù)的邏輯卷LV（Logical volumes邏輯卷），以此提供操作系統(tǒng)能識(shí)別的存儲(chǔ)單元。存儲(chǔ)邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。

（2）服務(wù)器虛擬化的實(shí)現(xiàn)。我們選擇VMware ESX Server作為服務(wù)器虛擬化的實(shí)現(xiàn)方式。硬件方面選擇了HP的DL380G7作為服務(wù)器，在服務(wù)器上直接安裝了VMware的ESX系統(tǒng)。通過(guò)ESX系統(tǒng)，服務(wù)器的硬件資源如：CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)接口等將被抽象劃分出來(lái)，以達(dá)到資源被虛擬化后再分配的目的。另外我們還增加了一臺(tái)管理PC，用于對(duì)整個(gè)虛擬環(huán)境的管理。管理PC只需安裝VMware Center Server軟件，并連接于虛擬服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)即可。

（3）硬件設(shè)備間的耦合連接。利用iSCSI、SAN技術(shù)，能將不同功能的硬件設(shè)備耦合連接一起。我們以H3C S5120交換機(jī)作為中間設(shè)備組建SAN網(wǎng)絡(luò)，配置iSCSI協(xié)議實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)與計(jì)算設(shè)備的物理鏈接。iSCSI技術(shù)能將SCSI數(shù)據(jù)塊映射成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，使計(jì)算服務(wù)器可與使用IP網(wǎng)絡(luò)的儲(chǔ)存裝置交換數(shù)據(jù)。iSCSI通過(guò)創(chuàng)建SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))解決以往SCSI協(xié)議存在連接設(shè)備數(shù)量和連接距離上的限制。通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)構(gòu)建IP存儲(chǔ)局域網(wǎng)，使我們可以跨不同服務(wù)器共享存儲(chǔ)資源，并可以在不停機(jī)狀態(tài)下擴(kuò)充存儲(chǔ)容量。這大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

2、軟件架構(gòu)

對(duì)于威睿公司的VMwarev Sphere解決方案，其基礎(chǔ)架構(gòu)主要包含兩個(gè)軟件層：虛擬化層和管理層。ESX系統(tǒng)作為底層軟件系統(tǒng)為頂層應(yīng)用平臺(tái)提供虛擬化功能。vCenter Server軟件作為管理層為物理架構(gòu)轉(zhuǎn)化為虛擬化架構(gòu)提供監(jiān)控和組織功能。軟件架構(gòu)如圖3所示。

（1）ESX系統(tǒng)的安裝部署

作為一個(gè)安裝于硬件之上的底層系統(tǒng)，ESX的安裝和部署并不需要太多的人為干預(yù)，只需滿足系統(tǒng)的硬件要求并安裝即可。

（2）vCenter Server系統(tǒng)的安裝部署

vCenter Server系統(tǒng)安裝在操作系統(tǒng)之上，并作為一個(gè)管理設(shè)備獨(dú)立于設(shè)備資源池，系統(tǒng)旨在為管理者提供一個(gè)虛擬化應(yīng)用的終端使用平臺(tái)。vCenter Server系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)由頂往下分別為：數(shù)據(jù)中心、群集、主機(jī)、虛擬機(jī)，每一層都是下一層結(jié)構(gòu)的容器載體。通過(guò)系統(tǒng)，我們可以創(chuàng)建多個(gè)數(shù)據(jù)中心，在數(shù)據(jù)中心中可創(chuàng)建多個(gè)群集，在群集中可添加多個(gè)主機(jī)資源，并最終利用群集資源實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的創(chuàng)建。

云技術(shù)的應(yīng)用和效果

我臺(tái)私有云在2012年8月開始建設(shè)并于10月投入使用，通過(guò)虛擬化平臺(tái)我們創(chuàng)建了多個(gè)虛擬機(jī)，并以此構(gòu)建企業(yè)內(nèi)部的私有云，如圖4。云技術(shù)的部署，給我臺(tái)帶來(lái)的以下切實(shí)的效益。

1、對(duì)傳統(tǒng)服務(wù)器群進(jìn)行歸并

電臺(tái)具有多種不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，傳統(tǒng)做法是將不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)分布在不同的硬件服務(wù)器之上，以此減少不同系統(tǒng)在同一主機(jī)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的兼容性問(wèn)題。而在虛擬化平臺(tái)構(gòu)建的虛擬機(jī)，所提供的性能與傳統(tǒng)服務(wù)器并無(wú)差異，并且多個(gè)虛擬機(jī)能同時(shí)運(yùn)行于同一虛擬化平臺(tái)而不會(huì)相互干擾。以虛擬機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)服務(wù)器，可讓傳統(tǒng)的服務(wù)器群歸并于統(tǒng)一的虛擬化平臺(tái)之上并聚于云端。以此極大地縮減了原有物理設(shè)備的數(shù)量，減少了服務(wù)器機(jī)房的占地空間，減少了電力和散熱的能耗。

2、對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源分配更有針對(duì)性

特殊的業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)于不同資源的利用總有側(cè)重。如佛山電臺(tái)6套頻率的音頻轉(zhuǎn)碼、流媒體編碼發(fā)布等需要高密度的數(shù)據(jù)計(jì)算能力，而音頻的存儲(chǔ)、各地域的視頻監(jiān)控存儲(chǔ)則需要海量的存儲(chǔ)能力，web等應(yīng)用服務(wù)則需要高頻度的信息處理和I/O流量。當(dāng)業(yè)務(wù)遷移至私有云端后，虛擬化的資源池能動(dòng)態(tài)地賦予虛擬機(jī)各種資源，我們可通過(guò)虛擬化平臺(tái)對(duì)運(yùn)行特殊業(yè)務(wù)的虛擬機(jī)進(jìn)行更有針對(duì)性的資源配置。

3、對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行起負(fù)載均衡作用

由多個(gè)物理主機(jī)組成的虛擬服務(wù)器群集，具有負(fù)載平衡的特性。虛擬化平臺(tái)里運(yùn)行著多個(gè)虛擬機(jī)，而多個(gè)虛擬機(jī)則分散運(yùn)行于多個(gè)物理主機(jī)上。每當(dāng)物理主機(jī)工作出現(xiàn)繁忙時(shí)，虛擬化平臺(tái)就能自動(dòng)檢測(cè)并將虛擬機(jī)分散到各個(gè)空閑的物理主機(jī)上，以此為虛擬機(jī)提供更優(yōu)質(zhì)的資源服務(wù)。

4、對(duì)監(jiān)控管理的改進(jìn)

監(jiān)控和管理一直是廣電行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，從軟件層面到硬件層面，都要求做到可監(jiān)控可管理。而計(jì)算機(jī)硬件以一個(gè)完整的物理運(yùn)作模式為上層操作系統(tǒng)提供物理支撐，對(duì)于硬件故障處理一直是計(jì)算機(jī)管理的難點(diǎn)。對(duì)于傳統(tǒng)服務(wù)器的硬件管理，也只能做到“可監(jiān)”但難以“可控”，為此廣電行業(yè)的硬件設(shè)備通常以雙備份的形式進(jìn)行投放使用。而基于云技術(shù)的虛擬化平臺(tái)的引入，則很好地解決了這方面的問(wèn)題。在監(jiān)測(cè)方面，虛擬化平臺(tái)提供了對(duì)主機(jī)的監(jiān)控、存儲(chǔ)資源的監(jiān)控、以及用戶自定義的告警事件。在控制方面，虛擬化平臺(tái)提供了眾多操作虛擬機(jī)的方法，由于虛擬機(jī)并不固定運(yùn)行于某一硬件主機(jī)上，當(dāng)硬件主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，虛擬機(jī)能通過(guò)手動(dòng)或者自動(dòng)的方式漂移至其它硬件主機(jī)，避免了因硬件故障而造成的業(yè)務(wù)停頓。通過(guò)虛擬化的解決方案，有效地強(qiáng)化了設(shè)備的可監(jiān)控管理，減少了宕機(jī)的出現(xiàn)。

5、對(duì)發(fā)展新媒體起支撐作用

傳統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器的應(yīng)用部署，花費(fèi)巨大，建設(shè)周期長(zhǎng)，難以應(yīng)對(duì)廣電行業(yè)發(fā)展新媒體業(yè)務(wù)的迫切需求。而云技術(shù)下的虛擬化平臺(tái)提供了解決此問(wèn)題的功能特性。如模板功能，通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)可被復(fù)用的虛擬機(jī)模板，可快速創(chuàng)建和部署新的虛擬機(jī)，并在虛擬機(jī)上開展相關(guān)的業(yè)務(wù)。以此免除了繁雜的計(jì)算機(jī)配置過(guò)程，降低了人為操作的錯(cuò)誤，從而提高了工程實(shí)施的效率。又如快照功能，通過(guò)創(chuàng)建系統(tǒng)快照，可讓系統(tǒng)恢復(fù)至各種運(yùn)行狀態(tài)下。以此提供了虛擬機(jī)理想的備份機(jī)制，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)恢復(fù)的要求。云技術(shù)的應(yīng)用，讓技術(shù)部門脫離了繁雜的技術(shù)部署工作，有利于集中人力資源和設(shè)備資源發(fā)展新媒體的技術(shù)創(chuàng)新。

部署私有云存在的問(wèn)題

企業(yè)私有云的部署為我們提供了傳統(tǒng)技術(shù)難以實(shí)施的技術(shù)解決方案，但新技術(shù)的應(yīng)用部署也存在以下一些問(wèn)題。

1、系統(tǒng)復(fù)雜度增加

云技術(shù)的底層物理構(gòu)造和邏輯結(jié)構(gòu)使它的配置具有一定復(fù)雜性。建立集群框架、管理主機(jī)間的連通性、配置共享存儲(chǔ)也并非簡(jiǎn)單的任務(wù)。復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)在調(diào)試和檢查時(shí)，往往需要花費(fèi)相當(dāng)?shù)臅r(shí)間和人力成本。

2、對(duì)管理人員的水平要求提高

虛擬化技術(shù)涉及多種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù)，管理人員必須具備相當(dāng)?shù)墓芾砟芰椭R(shí)水平。在部署私有云的同時(shí)，需要對(duì)我們的管理人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)工作。

3、初期投入成本偏高

由于實(shí)現(xiàn)虛擬主機(jī)群的環(huán)境，需要一定數(shù)量的主機(jī)比例支持，而且舊有的服務(wù)器并不一定適用于新環(huán)境，因此虛擬化架構(gòu)的初期投入成本相對(duì)偏高。

結(jié)束語(yǔ)

本人認(rèn)為依靠云技術(shù)來(lái)發(fā)展新媒體，是傳統(tǒng)媒體開拓新業(yè)務(wù)的最佳實(shí)踐平臺(tái)。憑借云技術(shù)的先進(jìn)特性，企業(yè)資源才能得到充分有效的整合和發(fā)揮，促進(jìn)業(yè)務(wù)快速有效地開展。