一. 引言
隨著數(shù)字音頻工作站在電臺(tái)的普及應(yīng)用,大量的錄播節(jié)目、戲曲、音樂、小說評書等各種媒體資料紛紛從原來的盒帶、開盤帶以及CD轉(zhuǎn)錄到音頻網(wǎng)絡(luò)中,并在音頻工作站內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)的制作、查詢和播出,給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)讀取速度帶來了巨大的壓力,另外如此眾多的素材進(jìn)入存儲(chǔ)系統(tǒng),也給存儲(chǔ)系統(tǒng)的安全性和可靠性帶來了巨大的挑戰(zhàn)。如果因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)等故障造成無法挽回的損失,多年積累的素材毀于一刻,而且不可恢復(fù),這是任何一家電臺(tái)都無法接受的。
廣播電臺(tái)存儲(chǔ)系統(tǒng)必須是一套高可用性、高可靠性、高安全性、高速度、易于擴(kuò)展、升級以及完善備份的系統(tǒng)。由此可以看出,合理的存儲(chǔ)架構(gòu)和數(shù)據(jù)管理平臺(tái)至關(guān)重要。有效地存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)以及信息的快速訪問是構(gòu)建系統(tǒng)的基本要求。下面結(jié)合我在廣播電臺(tái)工作實(shí)際,介紹幾種常用的存儲(chǔ)技術(shù)在廣播電臺(tái)中的應(yīng)用情況及如何根據(jù)電臺(tái)實(shí)際選擇合適的存儲(chǔ)架構(gòu)。
二. 各類存儲(chǔ)架構(gòu)在廣播電臺(tái)媒資管理中的應(yīng)用情況以及如何根據(jù)各電臺(tái)實(shí)際選擇適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)架構(gòu)
磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)根據(jù)服務(wù)器類型分為:封閉系統(tǒng)的存儲(chǔ)和開放系統(tǒng)的存儲(chǔ)。封閉系統(tǒng)主要指大型機(jī),AS400等服務(wù)器;開放系統(tǒng)指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系統(tǒng)的服務(wù)器。開放系統(tǒng)的存儲(chǔ)分為,內(nèi)置存儲(chǔ)和外掛存儲(chǔ);開放系統(tǒng)的外掛存儲(chǔ)根據(jù)連接的方式分為,直連式存儲(chǔ)(Direct-Attached Storage,簡稱DAS)和網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)(Fabric-Attached Storage,簡稱FAS);開放系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)根據(jù)傳輸協(xié)議又分為:網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)(Network-Attached Storage,簡稱NAS)和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network,簡稱SAN)。
1.目前廣播電臺(tái)使用較多依然是DAS。開放系統(tǒng)的直連式存儲(chǔ)(Direct-Attached Storage,簡稱DAS)已經(jīng)有近四十年的使用歷史,DAS被定義為直接連接在各種服務(wù)器或客戶端擴(kuò)展接口下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備,它依賴于服務(wù)器,其本身是硬件的堆疊,不帶有任何存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。在這種方式中,存儲(chǔ)設(shè)備是通過電纜(通常是SCSI、光纖接口電纜)直接到服務(wù)器的,I/O(輸入/輸入)請求直接發(fā)送到存儲(chǔ)設(shè)備。比如目前我臺(tái)使用的就是DAS的存儲(chǔ)架構(gòu),如下圖:

磁盤陣列通過光纖直接連接到服務(wù)器,這種模式有他固有的優(yōu)點(diǎn),結(jié)構(gòu)簡單,組建、管理都很方便,而且存儲(chǔ)設(shè)備是通過電纜(通常是SCSI、光纖接口電纜)直接到服務(wù)器,因此訪問少量的數(shù)據(jù)時(shí)他的響應(yīng)時(shí)間是非常快的。廣播電臺(tái)的一些節(jié)目的點(diǎn)播是需要很快響應(yīng)的,這也是它被廣泛應(yīng)用于廣播電臺(tái)的主要原因之一。當(dāng)然它也存在一些致命的不足之處:
(1)直連式存儲(chǔ)依賴服務(wù)器主機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的IO讀寫和存儲(chǔ)維護(hù)管理,數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機(jī)資源(包括CPU、系統(tǒng)IO等),數(shù)據(jù)流需要回流主機(jī)再到服務(wù)器連接著的磁盤,數(shù)據(jù)備份通常占用服務(wù)器主機(jī)資源20-30%,因此使用這種儲(chǔ)存架構(gòu)時(shí),當(dāng)需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移、備份時(shí)只能安排在非播音時(shí)段,以免影響正常播出系統(tǒng)的運(yùn)行。直連式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量越大,備份和恢復(fù)的時(shí)間就越長,對服務(wù)器硬件的依賴性和影響就越大。
(2)無論直連式存儲(chǔ)設(shè)備還是服務(wù)器主機(jī)的擴(kuò)展,從一臺(tái)服務(wù)器擴(kuò)展為多臺(tái)服務(wù)器組成的群集(Cluster),或存儲(chǔ)陣列容量的擴(kuò)展,都會(huì)造成播出系統(tǒng)的停機(jī),從而給安全播出帶來影響,這對于需要7×24小時(shí)播出的廣播電臺(tái)是不可接受的。并且直連式存儲(chǔ)或服務(wù)器主機(jī)的升級擴(kuò)展,設(shè)備只能由原設(shè)備廠商提供,往往受制于原設(shè)備廠商。
2.NAS-網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ),即將存儲(chǔ)設(shè)備連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上,提供數(shù)據(jù)和文件服務(wù)。NAS服務(wù)器一般由存儲(chǔ)硬件、操作系統(tǒng)以及其上的文件系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。簡單的說,NAS是通過與網(wǎng)絡(luò)直接連接的磁盤陣列,它具備了磁盤陣列的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠。NAS將存儲(chǔ)設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接,可以無需服務(wù)器直接上網(wǎng),不依賴通用的操作系統(tǒng),而是采用一個(gè)面向用戶設(shè)計(jì)的、專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡化操作系統(tǒng),該操作系統(tǒng)內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需的協(xié)議,因此整個(gè)系統(tǒng)的管理和設(shè)置較為簡單。其次NAS是真正即插即用的產(chǎn)品,并且物理位置靈活,可放置在工作組內(nèi),也可放在其他地點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)連接。因此,用戶選擇NAS解決方案,原因在于NAS價(jià)格合理、便于管理、靈活且能實(shí)現(xiàn)文件共享。NAS的拓?fù)鋱D如下:

和DAS不同的是,NAS設(shè)備的容量可以很容易地?cái)U(kuò)展。例如,通常的DAS設(shè)備一般是幾個(gè)TB或是十幾個(gè)TB的容量,而一般的NAS設(shè)備卻可以很容易擴(kuò)展到數(shù)百個(gè)TB的容量。
但需要指出的是,因?yàn)樵诓僮鬟^程中,所有的數(shù)據(jù)都需要轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)中去,因此訪問的速度將受到用戶網(wǎng)絡(luò)速度的限制。另外,NAS設(shè)備還有一些不足,用戶也必須重視,例如,在擁有相同的存儲(chǔ)空間時(shí),它的成本比DAS要高很多;使用時(shí)獲得數(shù)據(jù)的最大速率受到連接到NAS的網(wǎng)絡(luò)速率的限制;在存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施中存在潛在的結(jié)點(diǎn)故障的可能等等。因此我認(rèn)為NAS可以作為大型廣播電臺(tái)媒體資產(chǎn)管理構(gòu)建近線存儲(chǔ)的一個(gè)選擇。如下圖:

這樣構(gòu)建媒資管理系統(tǒng)就結(jié)合了DAS和NAS兩中架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),既保證了在線存儲(chǔ)具有很好的響應(yīng),又能保證大容量的近線存儲(chǔ),還可以方便的進(jìn)行擴(kuò)容升級等。
3.SAN—存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò),即通過特定的互連方式連接的若干臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器組成一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),可以提供企業(yè)級的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。 SAN是一種特殊的高速網(wǎng)絡(luò),連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和大磁盤陣列或備份磁帶庫等存儲(chǔ)設(shè)備,SAN的結(jié)構(gòu)允許任何服務(wù)器連接到任何存儲(chǔ)陣列,不管數(shù)據(jù)置放在哪里,服務(wù)器都可直接存取所需的數(shù)據(jù)。SAN置于LAN之下,而不涉及LAN。利用SAN,不僅可以提供大容量的存儲(chǔ)數(shù)據(jù),而且地域上可以分散,并緩解了大量數(shù)據(jù)傳輸對于局域網(wǎng)的影響。
SAN結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢是明顯的,首先SAN具有無限的擴(kuò)展能力。由于SAN采用了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),服務(wù)器可以訪問存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的任何一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備,因此用戶可以自由增加磁盤陣列、磁帶庫和服務(wù)器等設(shè)備,使得整個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間和處理能力得以按客戶需求不斷擴(kuò)大。另外,SAN采用了為大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸而專門設(shè)計(jì)的光纖通道技術(shù),具有更高的連接速度和處理能力。和前兩種存儲(chǔ)技術(shù)相比,SAN的優(yōu)勢明顯,但這并不代表它沒有缺陷,最顯著的兩大缺陷體現(xiàn)在:成本和復(fù)雜性。在光纖信道中,這兩個(gè)缺陷尤其突出,同時(shí)在價(jià)格上也有差別,這主要是因?yàn)楣饫w通道技術(shù)要求特定的價(jià)格昂貴的設(shè)備。如果廣播電臺(tái)有足夠的預(yù)算的話,可以直接選擇SAN作為媒資管理和播出編輯的存儲(chǔ)系統(tǒng)。
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4.EMC Centera存儲(chǔ)系統(tǒng),它是EMC公司2002年推出,專門為企業(yè)級數(shù)據(jù)存儲(chǔ)而設(shè)計(jì)的解決方案,簡單的說CAS(CENTERA)實(shí)現(xiàn)了一種叫做“內(nèi)容尋址”的用于存取固定內(nèi)容的新方法,大大簡化了管理和維護(hù)大量固定內(nèi)容的應(yīng)用程序任務(wù)。用戶應(yīng)用程序并不為存儲(chǔ)對象定義詳細(xì)的卷或文件基礎(chǔ)(物理位置),而是應(yīng)用程序通過獨(dú)特的“內(nèi)容地址”(CA) 來存儲(chǔ)和檢索對象。Centera以節(jié)點(diǎn)為基本存儲(chǔ)單元,每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有自己的CPU、內(nèi)存、千兆網(wǎng)口和硬盤等基本組成部分,所以每個(gè)節(jié)點(diǎn)就是一個(gè)具有高性能的微型智能磁盤陣列,隨著用戶數(shù)據(jù)的線性增加,節(jié)點(diǎn)也可以靈活堆疊增加。這就為用戶帶來了整體存儲(chǔ)容量,計(jì)算性能、網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷增強(qiáng),也使Centera完全不同于傳統(tǒng)的SAN和DAS或光盤磁帶等磁盤設(shè)備。EMC Centera和數(shù)據(jù)訪問軟件CUA(Centera Universal Access)相結(jié)合,用戶能夠直接對Centera進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作,使得Centera成為一個(gè)對用戶透明的大容量、高安全的存儲(chǔ)設(shè)備。Centera在廣播電臺(tái)的典型應(yīng)用如下圖所示:

所有頻道的音頻資料通過備份軟件自動(dòng)向CUA中備份,而CUA會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)歸檔到Centera中,同時(shí)在CUA中也可以安裝數(shù)據(jù)庫服務(wù),將CUA作為全體頻道的一個(gè)備份服務(wù)器,一旦各個(gè)頻道服務(wù)器出現(xiàn)故障,由CUA來代替頻道服務(wù)器來完成播出服務(wù)器的工作。
綜上,傳統(tǒng)的直接存儲(chǔ)模式DAS是直接將存儲(chǔ)設(shè)備連接到服務(wù)器上,一方面,當(dāng)存儲(chǔ)容量增加時(shí),這種方式很難擴(kuò)展;另一方面,當(dāng)服務(wù)器出現(xiàn)異常時(shí),會(huì)使數(shù)據(jù)不可獲得。NAS和SAN以及EMC Centera的出現(xiàn)適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)正成為主要的信息處理模式的發(fā)展趨勢。DAS、NAS具有安裝管理方便、價(jià)格平民化等優(yōu)點(diǎn),是中小廣播電臺(tái)存儲(chǔ)的優(yōu)選方案。而SAN和EMC Centera適用于企業(yè)級數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、服務(wù)器集群、遠(yuǎn)程災(zāi)難恢復(fù)、Internet數(shù)據(jù)服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域,是大型廣播電臺(tái)在預(yù)算充裕情況下的很好選擇。