解析云存儲(chǔ)在廣電的應(yīng)用

毛文彬

摘 要：云存儲(chǔ)已經(jīng)成為了主流的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理方式。與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備相比，云存儲(chǔ)不僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問(wèn)接口、接入網(wǎng)和客戶端程序等多個(gè)部分組成的系統(tǒng)。隨著三網(wǎng)融合的發(fā)展對(duì)云存儲(chǔ)的需求日益迫切。

關(guān)鍵詞：云存儲(chǔ)；廣電行業(yè)

1 廣電行業(yè)對(duì)云存儲(chǔ)應(yīng)用的需求分析

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)廣電行業(yè)的信息化水平正在飛速發(fā)展，隨著三網(wǎng)融合、NGB、高清甚至超高清節(jié)目制作以及海量視頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，業(yè)務(wù)需求呈現(xiàn)出多元化的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的有線數(shù)字電視網(wǎng)所承載的主要是大量的視音頻數(shù)據(jù)，和互聯(lián)網(wǎng)相比，有線電視網(wǎng)承載的內(nèi)容具有更高的清晰度以及更豐富的海量的節(jié)目等特點(diǎn)。然而在原有的編碼技術(shù)不變的前提下，清晰度越高的節(jié)目碼率也會(huì)越高，需要占用更大的存儲(chǔ)空間，云存儲(chǔ)技術(shù)的出現(xiàn)為海量的視音頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分發(fā)及應(yīng)用提供了更好的解決方案。

云存儲(chǔ)提供的是存儲(chǔ)服務(wù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將本地?cái)?shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)服務(wù)提供商的在線存儲(chǔ)空間。用戶不必建立自己的數(shù)據(jù)中心，只需向存儲(chǔ)服務(wù)提供商申請(qǐng)存儲(chǔ)服務(wù)，這就避免了存儲(chǔ)平臺(tái)的重復(fù)建設(shè)，節(jié)約了大量的軟件和硬件投資。

云存儲(chǔ)是從云計(jì)算上延伸和衍生發(fā)展的一個(gè)全新的概念，它是分布式處理、并行處理以及網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將大量的處理程序自動(dòng)分拆成無(wú)數(shù)個(gè)較小的子程序，再由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)分析之后將處理結(jié)果返回給用戶。通過(guò)云計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者可以在數(shù)秒之內(nèi)，處理數(shù)以千萬(wàn)計(jì)甚至億計(jì)的信息，達(dá)到和超級(jí)計(jì)算機(jī)同樣強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。云存儲(chǔ)與云計(jì)算類(lèi)似，它是指通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)及分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中各種不同類(lèi)型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)軟件統(tǒng)一集中、協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)功能的一個(gè)系統(tǒng)。它不但保證了數(shù)據(jù)的安全性，而且大大節(jié)約了存儲(chǔ)空間。

2 云存儲(chǔ)在廣電中的應(yīng)用分析

2.1 云存儲(chǔ)的模型分析

存儲(chǔ)層是云存儲(chǔ)最基礎(chǔ)的部分。存儲(chǔ)設(shè)備可以是FC光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備，可以是NAS和iSCSI等IP存儲(chǔ)設(shè)備，也可以是SCSI或SAS等DAS存儲(chǔ)設(shè)備。云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備往往數(shù)量龐大且分布于多個(gè)不同地域，彼此之間通過(guò)廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者FC光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接在一起。存儲(chǔ)設(shè)備之上是一個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)設(shè)備管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理，以及硬件設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和故障維護(hù)。

基礎(chǔ)管理層是云存儲(chǔ)最核心的部分，也是云存儲(chǔ)中最難以實(shí)現(xiàn)的部分。基礎(chǔ)管理層通過(guò)集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作，使多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備可以對(duì)外提供同一種服務(wù)，并提供更大更強(qiáng)更好的數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能。

應(yīng)用接口層是云存儲(chǔ)最靈活多變的部分。不同的云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)類(lèi)型，開(kāi)發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供不同的應(yīng)用服務(wù)。比如視頻監(jiān)控應(yīng)用平臺(tái)、視頻點(diǎn)播應(yīng)用平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)硬盤(pán)引用平臺(tái)、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份應(yīng)用平臺(tái)等。

任何一個(gè)授權(quán)用戶都可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口來(lái)登錄云存儲(chǔ)系統(tǒng)，享受云存儲(chǔ)服務(wù)。云存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)單位不同，云存儲(chǔ)提供的訪問(wèn)類(lèi)型和訪問(wèn)手段也不同。

2.2 云存儲(chǔ)的架構(gòu)分析

傳統(tǒng)的系統(tǒng)利用緊耦合對(duì)稱(chēng)架構(gòu)，這種架構(gòu)的設(shè)計(jì)旨在解決HPC（高性能計(jì)算、超級(jí)運(yùn)算）問(wèn)題，正在向外擴(kuò)展成為云存儲(chǔ)從而滿足快速呈現(xiàn)的市場(chǎng)需求。下一代架構(gòu)已經(jīng)采用了松弛耦合非對(duì)稱(chēng)架構(gòu)，集中元數(shù)據(jù)和控制操作，這種架構(gòu)并不非常適合高性能HPC，但是這種設(shè)計(jì)旨在解決云部署的大容量存儲(chǔ)需求。

2.2.1 緊耦合對(duì)稱(chēng)（TCS）架構(gòu)

構(gòu)建TCS系統(tǒng)是為了解決單一文件性能所面臨的挑戰(zhàn)，這種挑戰(zhàn)限制了傳統(tǒng)NAS系統(tǒng)的發(fā)展。HPC系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢(shì)迅速壓倒了存儲(chǔ)，因?yàn)樗鼈冃枰膯我晃募蘒/O操作要比單一設(shè)備的I/O操作多得多。業(yè)內(nèi)對(duì)此的回應(yīng)是創(chuàng)建利用TCS架構(gòu)的產(chǎn)品，很多節(jié)點(diǎn)同時(shí)伴隨著分布式鎖管理（鎖定文件不同部分的寫(xiě)操作和緩存一致性功能。這種解決方案對(duì)于單文件吞吐量問(wèn)題很有效，幾個(gè)不同行業(yè)的很多HPC客戶已經(jīng)采用了這種解決方案。這種解決方案很先進(jìn)，需要一定程度的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)才能安裝和使用。

2.2.2 松弛耦合非對(duì)稱(chēng)（LCA）架構(gòu)

LCA系統(tǒng)采用不同的方法來(lái)向外擴(kuò)展。它不是通過(guò)執(zhí)行某個(gè)策略來(lái)使每個(gè)節(jié)點(diǎn)知道每個(gè)行動(dòng)所執(zhí)行的操作，而是利用一個(gè)數(shù)據(jù)路徑之外的中央元數(shù)據(jù)控制服務(wù)器。集中控制提供了很多好處，允許進(jìn)行新層次的擴(kuò)展。1）存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可以將重點(diǎn)放在提供讀寫(xiě)服務(wù)的要求上，而不需要來(lái)自網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的確認(rèn)信息。2）節(jié)點(diǎn)可以利用不同的商品硬件CPU和存儲(chǔ)配置，而且仍然在云存儲(chǔ)中發(fā)揮作用.3）用戶可以通過(guò)利用硬件性能或虛擬化實(shí)例來(lái)調(diào)整云存儲(chǔ)。4）消除節(jié)點(diǎn)之間共享的大量狀態(tài)開(kāi)銷(xiāo)，也可以消除用戶計(jì)算機(jī)互聯(lián)的需要，如光纖通道或infiniband，從而進(jìn)一步降低成本。5）異構(gòu)硬件的混合和匹配使用戶能夠在需要的時(shí)候在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)規(guī)模的基礎(chǔ)上擴(kuò)大存儲(chǔ)，同時(shí)還能提供永久的數(shù)據(jù)可用性。6）擁有集中元數(shù)據(jù)意味著，存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可以旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行深層次應(yīng)用程序歸檔，而且在控制節(jié)點(diǎn)上，元數(shù)據(jù)經(jīng)常都是可用的。

3 云存儲(chǔ)在廣電網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

隨著科技水平的迅速發(fā)展，新媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，傳統(tǒng)媒體受到了很大的沖擊。這給影視內(nèi)容的制播、傳輸覆蓋、終端接收等各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)了巨大的影響，同時(shí)，給新媒體和傳統(tǒng)媒體的融合發(fā)展帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。在三網(wǎng)融合進(jìn)程不斷推進(jìn)，NGB建設(shè)全面展開(kāi)的新形勢(shì)下，廣電行業(yè)作為信息技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，在內(nèi)容制播、媒資管理、NGB建設(shè)、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐、融合業(yè)務(wù)、大數(shù)據(jù)分析以及廣電信息化建設(shè)等諸多方面均有著廣闊的云計(jì)算應(yīng)用前景。隨著高清制播、海量視頻點(diǎn)播、多屏融合服務(wù)、智能引擎等業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的規(guī)模越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，業(yè)務(wù)需求呈現(xiàn)出多元化、融合化的趨勢(shì)。傳統(tǒng)的有線電視網(wǎng)絡(luò)所承載的主要是視音頻數(shù)據(jù)，與互聯(lián)網(wǎng)相比，其具有高清晰度、海量?jī)?nèi)容等特點(diǎn)。因此，云存儲(chǔ)為廣電業(yè)務(wù)提供了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為廣電網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容與業(yè)務(wù)管理提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。有線電視網(wǎng)絡(luò)的視頻交互點(diǎn)播系統(tǒng)一般采用NAS、SAN等專(zhuān)業(yè)存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)視音頻節(jié)目，但是隨著節(jié)目碼率的不斷提升以及節(jié)目量的爆發(fā)式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備已經(jīng)面臨瓶頸。相比較而言，云存儲(chǔ)不但可以有效降低成本，提高存儲(chǔ)效率，而且有以下諸多優(yōu)勢(shì)。（1）開(kāi)放式架構(gòu)，系統(tǒng)平臺(tái)可以運(yùn)行于任何開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)的硬件之上。采用通用的服務(wù)器，存儲(chǔ)設(shè)備可以是FC光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備，可以是NAS和iSCSI等IP存儲(chǔ)設(shè)備，也可以是SCSI或SAS等DAS存儲(chǔ)設(shè)備。（2）滿足海量信息的高性能存儲(chǔ)和訪問(wèn)。（3）無(wú)性能瓶頸，讀寫(xiě)帶寬隨存儲(chǔ)體的增加呈線性增長(zhǎng)。由于文件都是以文件片的形式條帶化存儲(chǔ)，所以容量增加的同時(shí)，總的讀寫(xiě)帶寬也隨之增加。（4）數(shù)據(jù)可靠性高，具有高度完善的數(shù)據(jù)備份機(jī)制。（5）數(shù)據(jù)可用性高，無(wú)單點(diǎn)故障乃至多點(diǎn)故障。（6）擴(kuò)展性好，可以動(dòng)態(tài)增加或者刪除存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，不影響正常業(yè)務(wù)。（7）兼容POSIX語(yǔ)義，支持FTP、HTTP等多種協(xié)議，支持NFS、CIFS等文件系統(tǒng)。

此外，還可以向用戶開(kāi)放個(gè)人網(wǎng)盤(pán)，用戶在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)掘的精彩視頻可以上傳至個(gè)人網(wǎng)盤(pán)，經(jīng)過(guò)服務(wù)器后臺(tái)處理，就可以通過(guò)終端解碼在電視屏幕、PC屏幕及Pad、手機(jī)等智能終端上進(jìn)行觀看。此外用戶還可以根據(jù)EPG將電視節(jié)目預(yù)約錄制到個(gè)人網(wǎng)盤(pán)，之后可以隨時(shí)收看。正是由于網(wǎng)盤(pán)的這種支持多終端的特性，使得用戶可以在網(wǎng)絡(luò)視頻和廣電直播視頻之間隨意切換使用。有線電視運(yùn)營(yíng)商以云存儲(chǔ)為基礎(chǔ)構(gòu)建自己的內(nèi)容應(yīng)用聚合平臺(tái)，輔以系統(tǒng)虛擬化、任務(wù)調(diào)度、智能分發(fā)等技術(shù)，通過(guò)整合互聯(lián)網(wǎng)緩存和合作內(nèi)容資源形成內(nèi)容資源平臺(tái)，由內(nèi)容編輯、內(nèi)容審核、內(nèi)容解析、內(nèi)容集成等組成支撐平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智能管道、資訊聚合、應(yīng)用工具等豐富的業(yè)務(wù)平臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)Web門(mén)戶、手機(jī)客戶端、PC客戶端、跨屏客戶端（電視機(jī)/機(jī)頂盒）等多種業(yè)務(wù)展現(xiàn)及交互平臺(tái)，方便開(kāi)展普遍服務(wù)和增值服務(wù)，為用戶提供更好的使用體驗(yàn)。

云存儲(chǔ)對(duì)于三網(wǎng)融合下廣電開(kāi)展多媒體融合業(yè)務(wù)提供了有力的技術(shù)支撐。有線電視運(yùn)營(yíng)商基于云存儲(chǔ)技術(shù)建立融合業(yè)務(wù)多媒體聚合云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)IT資源、服務(wù)能力的有效開(kāi)放，滿足市場(chǎng)及業(yè)務(wù)部門(mén)業(yè)務(wù)快速開(kāi)發(fā)、敏捷部署的需求，為大量業(yè)務(wù)和應(yīng)用提供更廣闊的發(fā)展空間。

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