【摘要】 本文概要地分析了未來電視臺制播管存一體化網絡的架構及技術需求,指出基于在線媒體資產管理,一體化、非線性的無磁帶生產流程將是未來的發展趨勢,并引出解決超大規模存儲共享是實現未來非線性生產流程的首要問題。文章還重點介紹了針對這一發展趨勢,Avid公司推出的以ISIS超大規模網絡系統為核心的超大規模制播媒資一體全臺網,以及它在引領電視數字化革命第三次浪潮方面的開創性作用。
一. 電視臺未來整體制播網
非編網絡發展經歷了多個階段,最早建網的目標是為了實現共享,覺得存儲共享是網絡重要的一個需求,很多新聞網都以共享素材為核心;以制作網為代表的網絡,是以設備共享、降低成本作為目標,節目素材可能不需要共享,但是要集中上載,共享錄像機、硬盤資源,比較好的提高設備的使用效率,總的目標是為了降低成本;實際上Avid分析在未來電視臺建網絡還有更大的需求,就是要建立生產流程傳遞的網絡,電視臺要實現無磁帶化的目標。
Avid在很早的時候就提出拋棄磁帶實現制播一體,建立一種完全數字化的廣播電視網絡系統,這樣做不但能提高效率,降低成本,而且還能保證節目質量,其好處是多方面的,只是在網絡設計上有很多難度。
一般電視臺都有很多個網絡系統,尤其制作環節和播出環節還是兩個存儲域。那么多子網之間怎么辦?從這個網到另外一個網,要通過FTP服務器或者Avid傳輸服務器這樣的概念來進行數據遷移。所謂的遷移就是拷貝,拷貝就是數據重復存儲,就是需要時間等待,甚至肯定在遷移上帶來瓶頸。另外很多電視臺播出服務器是獨立的存儲,不但格式不能兼容,就算格式可以兼容,數據從制作域往播出域遷移也是需要時間、需要等待的。
當電視臺發展到一定規模就面臨一個問題,到底怎么建立一個真正意義上的全臺數字化網絡?到底構建一個全臺網絡的核心技術是什么?如果網絡有很多個子單元,那意味著什么呢?平時節目可能不需要共享,但一旦需要用的時候就要從這個子單元拷到那個子單元,拷貝的時間可能很長,要浪費空間,而且有可能會有瓶頸。
作為電視臺來講,節目制作有很多流程,從文稿、畫面、剪輯、合成、音頻、審片到播出有很多環節,如果電視臺沒有一個流暢的節目傳遞的網絡構架,制播一體是假的。存儲單元是多個子單元,不能做到真正意義上的存儲共享。有沒有可能將過去的多個子共享單元變成一個大的共享單元,全臺多個部門多個環節能夠做到完全在線,如果有的話,技術難度在哪里?——首先就是要解決一個超大規模的存儲共享問題。
二. Avid網絡解決方案
1.ISIS超大規模網絡系統
Avid在2005年11月發布的ISIS網絡產品,是英文Infinitely Scaleable Intelligent Storage(可以無限擴充的智能存儲系統)的縮寫,它的含義是說:這個網絡系統是可以無限擴充的,帶寬、容量線性增長,可以支持超大規模存儲共享。
為什么過去的光纖網絡不能滿足超大規模存儲共享?有哪些技術瓶頸?比如說交換機端口,比如說硬盤的極限(卷管理的極限或是硬盤總數的限制),這些都是問題。這些問題雖然也有一些解決方法,但還有一個更大的問題,目前找不到方法解決,就是怎么解決文件服務器壓力。傳統的SAN結構中央集群管理的文件系統,所有的Metadata數據依賴中央文件服務器管理,文件服務器就會成為很大的瓶頸。ISIS即是Avid針對這一問題推出了解決方案。它采用64位的分布式文件系統管理,首先在硬盤上面增加了微處理器,使得硬盤已不再是原來的硬盤,而是智能硬盤。另外Avid開發了一個分布式的數據管理體系,也就是說當用戶的硬盤大量增加時,每個硬盤有一個小的文件服務器,這樣當硬盤線性擴充的時候Metadata元數據處理能力也是在線性增加的,這樣中央的控制服務器就不會成為瓶頸。
另外為了進一步提高系統的工藝,降低成本,Avid做了很多大的改動,比如把交換機和硬盤技術融合在一起,硬盤、交換機、電源,全部都集成在一個工控箱里面。大家或許會擔心這樣做如果硬盤壞了怎么辦?交換機壞了怎么辦?不用擔心,Avid所有東西全部都是可以熱插拔的,而且都是有冗余的,所以局部的損壞沒有任何影響。每個ISIS引擎有16個硬盤抽屜(如圖),不要把它理解成一個硬盤陣列,它包括核心的交換模塊和硬盤單元,是一個集成化的設備。
要做到大規模存儲共享ISIS還做了一個特殊的設計——積木化網絡線性擴充。一個ISIS箱體可以提供幾百兆的網絡帶寬,可以接很多的非編,如果一個箱體不足以支持帶寬和容量,可以增加ISIS箱體,箱體增加,帶寬容量也線性增加。這樣做帶來一個好處,電視臺可以有一個大的全臺整體規劃,然后分期逐步投入;或者說有幾個部門,每個部門都選用ISIS網絡產品,需要互連互通就變得特別容易,幾個ISIS箱體之間通過內部高速的接口連接,這樣就可以把所有的箱體做成一個全在線的卷,全臺就成一個大網,各個部門完全數據共享,不需要進行遷移,只要你給權限就可以實時讀寫。
2.Avid網絡的高安全機制
如果全臺搞一個大網或者制播網大家或許又會擔心,一旦播出出了問題就是大問題,怎么辦?Avid實際上作了很多改進來提高安全機制。
傳統的光纖網絡其實有很多連線,硬盤、交換機、服務器,每一根線就是一個物理隱患,每一根線也會是一個帶寬的瓶頸,而ISIS是把交換機、硬盤、電源、風扇全部做在一起,在整個數據流上沒有一個物理連線,工藝上也看沒有飛線,器件全是做到主板上面。整個電源系統、風扇系統、交換系統全部是有冗余的。內部核心結構是兩個光纖交換模塊,所有硬盤接到數據交換背板上面,所有鏈路都是雙鏈路,如果某一個交換模塊出問題可以通過另外一個交換模塊繼續訪問硬盤的數據,所有和以太網連接的接口都是雙接口,全是雙系統設計,完全沒有單點災難。
ISIS也有一個所謂的控制服務器(System Director),主要是用來管理很多個硬盤箱體間的工作協同以及對硬盤單元的監測,每個System Director服務器里已經是雙系統,都是雙線接到網絡ISIS引擎里面,主備兩個System Director服務器之間通過兩根心跳線連在一起。
過去有些國內客戶經常會問:Avid為什么不用Raid3、Raid5?很多IT的公司存儲方案是基于硬盤控制器來進行虛擬存儲管理,控制器提供了Raid3,Raid5的容錯技術,但是也帶來一個局限,假設你有十幾個箱體可能會有十幾個卷,也就是說當網做大以后,很多部門其實是在共享很多個子存儲單元,并不是真正完全一體化的數據共享。Avid從很多年以前就用軟件做虛擬存儲管理,無論是一個箱體或者多個箱體的幾百塊盤,Avid能夠把所有硬盤做成一個大的卷,做到所有的終端真正的大規模存儲共享,這是Avid的特色。
基于軟件來做虛擬存儲管理(Stripe),所以就沒有控制器,當然就不會采用Raid3和Raid5的校驗容錯機制。Avid有一個叫Unity