近年來，在國家廣播電影電視總局下發的《電臺、電視臺數字化網絡化建設白皮書》指導下，廣播電臺數字化網絡化進程明顯加快，通過臺內資源整合、生產方式轉型、業務流程再造，臺內各功能網絡間協同運行、互聯互通、資源共享的趨勢明顯加快，采編、制作、媒體資產管理、播出等單個業務板塊迅速向集約化、規模化發展。目前，許多廣播電臺已經完成全臺業務一體化網絡系統的建設，大大提高了節目制播效率，取得了顯著的社會和經濟效益。而在這一過程建設中，其音頻制作存儲系統的規劃與設計尤為關鍵，這不僅是因為它是整個建設過程中投資的重點，更重要的是它直接關系到整個系統建成后的實際使用效率、可擴充性規模，以及最關鍵的因素——安全播出。
一．統一的音頻制作存儲系統的優點
在廣播電臺的數字化網絡化進程中，率先進行的是由傳統的模擬制作播出向數字化制作播出的轉變，以音頻工作站、播出服務器為基礎的音頻制播系統在廣播電臺得到了越來越多的應用，給音頻節目的錄制、編輯、播出、存儲都帶來了革命性的變革。在傳統的音頻制播系統中，音頻工作站往往還是沿襲了傳統模擬設備時的工作方式，每臺音頻工作站錄制的音頻節目，在本地完成編輯并存儲在本地硬盤。雖然實現了網絡化，但是網絡主要作為音頻節目上傳到播出服務器的通路，音頻節目本身分散存儲在各個音頻工作站上，沒有實現集中存儲和統一管理。這種模式存在以下缺點：
1.音頻工作站往往位于錄音間內，音頻的編輯也需要在錄音間內完成，錄音間真正用于錄音的時間減少，沒有得到有效利用；
2.網絡化的優勢沒有充分發揮，資源沒有得到有效共享和利用；
3.音頻工作站操作系統出現問題時，就可導致數據無法正常訪問，如果硬盤出現故障甚至會導致數據的不可恢復性丟失。
針對這一現狀，隨著廣播電臺信息化建設的深入，通過建設統一的音頻制作存儲系統可以很好的解決上述各個問題：
1.音頻節目集中存儲后，通過網絡可以在任意授權訪問的終端獲取音頻節目并進行編輯，錄音間內的音頻工作站可以專注于音頻節目的錄制，實現了錄音間的最有效利用；
2.音頻節目集中存儲后，通過統一的數據管理，用戶可以實現數據的上傳、下載和檢索，實現資源的高度共享；
3,音頻節目集中存儲后，統一的存儲系統采取了多種數據保護措施，實現了數據的高可用性，降低了數據丟失的風險。
二．音頻制作存儲系統建設原則
音頻制作存儲系統作為廣播電臺核心的業務存儲系統，上面存儲了大量寶貴的素材、待播的節目，與播出安全息息相關，因此，對該存儲系統的可靠性、可用性、高擴展性及可管理性上具有很高的要求。
為了確保系統建設方案的可行性、可操作性、可維護性以及未來的可擴展性，系統建設應遵循以下原則：
1.集中式的數據存儲架構
存儲架構應能夠適應音頻制作存儲系統目前及未來存儲容量的需求，又能夠對存儲資源進行集中化管理和利用，為音頻制作系統提供一個集中、安全、可靠的存儲環境。
2.高帶寬、高性能的存儲架構
音頻制作存儲系統同時為多臺音頻工作站提供存儲服務，并發用戶高達數十個，數據以音頻文件為主，因此存儲系統必須具備高帶寬、高性能才能勝任。
3.可保護投資的存儲架構
系統設計應具有一定的前瞻性，保證在不斷提升功能和性能的同時，存儲架構在較長的時間內應保持相對的先進性和相對穩定。
4.高可用性與高數據安全性
存儲系統是音頻制作系統核心應用的最終保障，必須能夠保證7X24運行，存儲系統必須采用高可用的產品和技術，充分考慮系統的容錯能力和糾錯能力，確保系統運行穩定、安全可靠，以保證應用系統對數據的隨時存取。
5.靈活的擴展性
結合音頻制作系統的未來數據量和性能的增長需求，存儲系統還應具有靈活的擴展性和良好的升級能力，使系統能順利地實現向更新一代設備、技術平臺的平滑升級。
6.技術的先進性和成熟性
系統設計必須使用科學的方法進行，選擇技術先進、具有一定代表水平并且成熟的技術方法和產品來進行系統建設。應盡量遵從開放式標準規范并充分考慮系統的兼容性、互操作性與開放性。
三．音頻制作存儲系統需求分析
音頻制作存儲系統存儲的數據包括音頻節目數據和管理元數據，音頻節目數據以音頻文件形式存儲，管理元數據存儲在數據庫中。
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音頻制作存儲系統存儲的音頻文件數據包括歷史數據和新增數據，歷史數據是指原來分散在各個音頻工作站上的音頻文件，新增數據是指存儲系統建成后，用戶上傳的集中存儲數據。
新增數據可以分成需要長期保存的具有一定價值的資料和用戶個人文件兩部分。資料包括珍貴素材、成品節目等，其中成品節目數據量增長最快，可根據每天的節目量確定存儲量，用戶個人文件針對每個用戶確定一個配額，兩項合計可以得出新增存儲量需求。以中國國際廣播電臺為例：每天的資料保存量為300小時計算，則1年的資料時長為109500小時。音頻的存儲是采用S48格式，1小時節目的存儲量約為110MB，則109500小時節目所需存儲空間約為12TB。用戶個人文件，按每人分配5GB容量計算，初期用戶數為1000左右，則所需存儲空間約為5TB。考慮在線保存1年的數據，新增數據合計為17TB。歷史數據統計為16TB左右。音頻文件數據合計為33TB。
此外，管理元數據的數據量相對較小，為數據庫存儲配置500GB左右的存儲空間。
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如初期客戶端數量為200臺左右，未來將穩步增至1000臺以上，則峰值并發用戶數可按50個計算。以每個用戶每次傳輸的音頻文件大小平均為50MB計算，10秒傳完，則峰值帶寬為50X50/10=250。
?。ㄈ└呖捎?、高安全性要求
音頻制作存儲系統存儲了新聞、專題等用于音頻播出的節目數據，根據國家廣播電影電視總局對安全播出的相關規定，要求數據存儲應采用磁盤陣列，并制定合理的存儲策略，保證存儲數據的安全，實現實時鏡像備份和數據無中斷調用，并且定期進行備份。
四．音頻制作存儲系統解決方案
（一）系統組成
音頻制作存儲系統由主存儲系統（兩套NAS網關、兩臺FC交換機、主備兩套存儲陣列）和備份存儲系統組成。存儲陣列一部分空間用于SAN服務，另一部分空間劃給NAS網關管理，通過NAS網關提供NAS服務，系統同時支持NAS和FC-SAN應用。
系統拓撲圖如下圖所示:
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1．鏡像技術：鏡像技術在計劃內和計劃外的宕機情況下都能提供高度的數據可用性，對業務的延續性至關重要，鏡像技術提供了最佳的數據可用性和數據的安全保護措施。通過兩套存儲陣列之間的數據鏡像同步，可以將數據以字節對字節的方式鏡確保數據的可用性和最大程度的安全保護。而且，由于鏡像的操作完全運行于存儲陣列系統之中，因此對生產應用不會有影響，也不會占用寶貴的主機CPU資源。鏡像提供同步和異步兩種數據復制方式，不但可以用在遠程的數據鏡像上也可以用在本地的兩臺陣列之間的鏡像以保護最關鍵的業務信息。
2．復制技術：復制技術允許通過 Internet 協議 (IP) 網絡執行高效、異步數據復制。使用復制，可以在本地或遠程站點創建時間點 NAS 文件系統拷貝和一致的 iSCSI LUN 拷貝。通過復制，可隨時訪問生產數據和副本。在初始同步后，復制使用差異快照通過線路僅發送更改的內容。
3．快照技術：快照是關于指定數據集合的一個完全可用拷貝，該拷貝包括相應數據在某個時間點（拷貝開始的時間點）的映像。快照可以是其所表示的數據的一個副本，也可以是數據的一個復制品。快照的作用主要是能夠進行在線數據備份與恢復。當存儲設備發生應用故障或者文件損壞時可以進行快速的數據恢復，將數據恢復某個可用的時間點的狀態?？煺盏牧硪粋€作用是為存儲用戶提供了另外一個數據訪問通道，當原數據進行在線應用處理時，用戶可以訪問快照數據，還可以利用快照進行測試等工作。
（三）系統概述
主備兩套存儲陣列用于數據的存放，內容完全相同，互為備份。存儲陣列上的磁盤采用SATA/FC混合模式，FC磁盤單盤容量小，但是性能好，適合數據庫應用數據量小，但是性能要求高的特點；SATA磁盤單盤容量大，性能適中，適合海量音頻數據文件存儲。
兩套NAS網關各帶兩個NAS頭，每個NAS頭的后端通過多條8GB FC與兩臺光纖交換機相連，兩套存儲陣列也通過多條8GB FC與兩臺光纖交換機相連，構成了后端SAN存域網，因為是雙交換機，鏈路也是多條，整個SAN存域網完全冗余，不存在單點故障，并能提供極佳的性能。每個NAS頭的前端，通過兩根萬兆光纖分別和兩臺業務網核心交換機相連，為FTP服務器提供數據訪問服務，同樣不存在單點故障，并提供了高帶寬。每套NAS網關各負責一套存儲陣列的NAS文件管理，兩個NAS頭支持主備工作模式，實時熱備，一旦主NAS頭出現了故障，備份的NAS頭會自動接管服務。
數據庫數據采用SAN的方式，為了提高數據的安全性，采用RAID0+1的數據保護技術，每套存儲陣列配備5塊300GB的15000轉FC磁盤，可用容量在500GB左右。音頻文件數據采用NAS方式，為了提高數據的安全性，采用RAID6的數據保護技術，每套存儲陣列配備30塊1TB的7200轉SATA磁盤，可用容量在22TB左右。
備份存儲采用一臺一體化存儲設備，可同時提供NAS、IP SAN、FC SAN等多種服務。備份存儲對系統性能要求不是很高，配備了30塊2TB的7200轉SATA磁盤，采用RAID6的數據保護方式，可用容量在45TB左右。
主備兩套存儲陣列之間的SAN數據采用鏡像的方式實現實時數據同步，兩臺數據庫服務器都通過雙HBA卡接入SAN存域網，平時訪問主存儲陣列，一旦主存儲陣列出現故障，將兩套存儲陣列兩套陣列之間的鏡像任務停止，轉而由備份存儲陣列為數據庫服務器提供數據服務。
NAS網關之間采用復制技術實現接近實時的數據同步，同步時間小于3秒鐘。平時一套NAS網關對外提供服務，如果NAS網關的一個頭出現了故障，NAS網關將自動切換到備份的NAS頭繼續提供數據服務。如果出現極端情況，整個NAS網關出現故障或者主存儲陣列發生故障，則改由備份NAS網關提供服務。只需停止備份NAS網關的復制任務，并將應用指向備份NAS網關的IP地址即可。
備份存儲采用兩種方式實現對主存儲系統數據的備份，一是數據庫數據的備份，采用數據庫自身的備份機制，將備份文件備份到備份存儲的指定目錄，需要時從該備份文件即可恢復；二是音頻文件數據的備份，采用復制技術，每天晚上定時將主存儲系統的數據備份到備份存儲上，為了提高數據的可用性，在備份存儲上開啟快照功能，建立備份數據的多個備份，在必要時可以恢復到之前的版本。
音頻制作存儲系統通過構建主存儲系統中的主備存儲，實現了高度冗余，當單條鏈路、單個NAS頭或單臺光纖交換機等出現故障時，通過系統自身的冗余可確保系統提供的數據服務不受影響，為安全播出提供重要保障。同時，通過采用鏡像和復制技術，實現了數據的實時同步，保證了在極端情況下，數據不發生丟失，而且可以在短時間內恢復數據服務。備份存儲系統則為系統構筑了更為堅實的一道屏障，一方面可以在主存儲系統發生硬件故障或者出現邏輯錯誤時恢復生產數據，另一方面也可以為其他系統提供數據訪問服務。
五．結語
音頻制作存儲系統的建設為廣播電臺的音頻制作和安全播出提供了有力的支撐，在實現數據集中存儲、高度共享的基礎上，提供了高性能、安全的數據訪問服務。在此基礎上，通過對數據的管理和內容的挖掘，可以實現數據的更有效利用，實現一次生產，多次使用，最大限度發揮數據的價值。B&P