【摘要】本文針對視頻服務器系統分布式架構的發展進行闡述，并對分布式系統架構在廣電行業中實際應用方面進行淺談，希望能此文與廣大廣電同行對分布式架構進行深入探討。

    硬盤播出系統已經不再是一個陌生的名字，提到這個名字我們首先想到的是自20世紀90年代“數字化硬盤播出系統改造”給廣播電視播出系統帶來的革命變化，其次不得不提到的是在數字化硬盤播出系統中的核心—視頻服務器，當IT技術逐漸進入廣播電視領域，到視頻服務器廣泛應用，使得廣電行業能夠輕松實現從模擬到數字，從磁帶到硬盤、從標清到高清、從單一頻道運行到多頻道運行的轉換。
    2007年的到來，意味視頻服務器在廣電行業中的應用已近十年，在這近十年的時間里，IT技術已經成熟應用在廣電行業各個軟硬件技術中，視頻服務器發展過程中也同樣經歷了硬件系統、軟件系統的更新換代。在軟硬件技術不斷發展的今天，視頻服務器進行了怎樣的發展？在視頻服務器發展帶來了怎樣的應用？全臺網系統與視頻服務器之間的應用關系由如何定位？
    以上拋出了3個問題，主要從視頻服務器技術發展、視頻服務器在播出系統的應用及視頻服務器與全臺系統之間的應用關系三個方面對當今視頻服務器的發展進行討論。

    視頻服務器的發展
    視頻服務器的發展經歷了硬件架構從集中架構到分布架構，存儲從單機存儲到集中存儲，編解碼系統從硬件編解碼到軟件編解碼的發展過程。

    從上圖可以清楚的看到，集中式硬件架構中視音頻編解碼處理、存儲陣列管理、RS422控制管理等軟硬件模塊，都需要依賴于系統總線完成命令數據、視音頻文件流、網絡傳輸等任務，因此系統總線的負載及系統帶寬的大小是集中式硬件結構的發展瓶頸，節目存儲傳輸也因服務器架構限制主要完成視頻服務器之間的節目鏡像拷貝，當時的視頻服務器系統普遍使用32位系統總線。
    早期的視頻服務器產品如：AVID公司PINNACLE MediaStream系列、THOMSON公司PROFILE系列、SEACHANGE公司MediaCluster服務器系列等視頻服務器在實際應用中常見的系統搭建方式有單機結構、主備冗余備份結構、分散式結構及集中存儲結構，如下圖：
集中式架構視頻服務器應用示意圖
    無論是主備冗余結構、還是分散式、集中存儲結構，視頻服務器之間與存儲陣列使用光纖進行連接，通過視頻服務器內部FC通道管理模塊完成編解碼通道數據傳輸與節目素材內部拷貝傳輸，光纖連接為內部節目素材傳輸提供了高速穩定的傳輸通道，但是對外部全臺網管理系統、二級內容存儲管理系統支持因沒有外部連接網關的管理，視頻服務器本身有無法直接完成FTP傳輸，因此在實現播出系統與外部存儲管理系統連接時無法提供具有良好穩定性、高速傳輸解決方案。
    當廣電播出系統的改造從數字化信號傳輸漸漸普及后，從工作業務流程上發現成品節目重復利用、查詢管理在傳統架構的視頻服務器系統中無法提供很好的解決方法，因此為了解決此問題達到播出系統與外部系統互聯，在系統方案實際中采用了SAN網結構的存儲管理系統與傳統視頻服務器系統相連，外部存儲系統使用SAN方式通過FC路由器將外部SAN存儲架構與視頻服務器SAN存儲架構打通，通過SAN文件系統普遍使用IBM Tivoli的SANergyFS軟件實現外部存儲節目素材索引及文件系統管理。使用SAN結構可以提供傳統視頻服務器架構與外部存儲系統連通，并提供高效、方便的軟件的開發方案，但系統具有幾個致命弱點：
    1.總體成本較高，在線存儲系統擴容難度較大。
    2.網絡結構復雜，系統安全性較差。SAN結構外部存儲系統由存儲陣列，存儲管理服務器及調度服務器組成，連接方式下圖：
    從圖中可以看出為實現SAN共享方式的文件傳輸，必須將多個SAN網結構聯入FC交換機，同時由于絕大多數SAN共享軟件都是通過以太網傳輸控制信令，多個系統的以太網也必須保持連通。這樣會導致FC和以太網規模的大幅度增長，系統配置的復雜度增加，并且當系統發生故障時，由于規模龐大，結構復雜，將很難迅速定位并解決問題。
    在圖中還可看到主備陣列管理服務器、主備調度服務器、主備RAID控制器從傳輸帶寬、存儲擴容及系統安全性均成為系統傳輸的瓶頸，尤其當主備系統因故障進行倒換時，存儲在陣列中的文件索引數據將在短時間內無法進行輸出，當SANergyFS文件系統管理出現故障時會導致陣列中數據全部丟失。
    分布式硬件架構將視頻服務器的視音頻編解碼處理與端口控制（視頻服務器客戶端）、文件系統管理及網絡傳輸控制（視頻服務器服務器端）、存儲陣列管理與傳輸（存儲系統）從硬件層進行分離，將原有內部系統總線移至系統外部，各端點之間使用LAN/FC進行連接，形成SAN、ISICS等內部高速傳輸系統，對外使用FTP方式與外部存儲系統連接。視音頻節目可以通過全臺網系統對成品節目管理通過FTP方式與視頻服務器系統進行高效調度，也可通過離線編解碼系統實現成品節目離線采集、審看并傳輸到視頻服務器系統。
    OMNEON公司的Spectrum視頻服務器系統結構、THOMSON公司K2系列LEVE2R、LEVE3R視頻服務器系統結構均采用了分布式架構。
OMNEON公司的Spectrum視頻服務器基本結構
THOMSON公司K2視頻服務器基本架構
    其特點為：
    靈活擴展性:重新定義靈活性
    視頻服務器系統在增加編解碼通道或存儲容量的時候，不需要淘汰或增加大量無關設備，并且系統在更換和擴充時無須停止工作，始終確保用戶的原始投資。
    系統冗余、網絡帶寬、上下載端口、存儲容量可以依據用戶需求單獨或一起擴展。系統擴展方式簡單，無需淘汰設備，無需打開機箱，在大部分情況下不需要停機就可以完成系統擴展，最大限度的節約系統成本，保證了系統間斷正常播出。
    由于具有這種靈活擴展性，用戶可針對某一具體要求構建原始系統配置，以后再根據需求的改變，以靈活管理的方式對系統進行擴展；而且，當新的數據、音頻和視頻格式出現時，用戶可以很方便地把它們添加到原有系統中去。
    網絡配置簡化：系統配置簡化性
    使用分布式系統架構，有效的避免因系統網絡規模不斷增長，而出現系統配置復雜度增加，而當系統發生故障時，因分布式系統將系統區域根據功能進行劃分，規避了因規模龐大，結構復雜，而導致很難迅速定位問題并解決問題出現。
    系統安全性：系統安全性因分布而提高
    分布式系統架構對視音頻編解碼、節目存儲管理、文件系統管理、內外部網絡傳輸管理進行功能及硬件區域劃分，因此當某一部分出現問題不會影響整體系統正常應用。
    例如：
    1.文件系統管理
    文件系統管理建立在視頻服務器系統專用數據索引機制基礎之上，不會因為通用數據庫系統穩定性導致文件系統癱瘓。
    索引數據不單獨存在與存儲陣列之中，同時存儲在視頻服務器系統服務器端，當陣列或服務器端任何一點出現故障時，一旦進行更換即可在很短時間內完成索引數據恢復，節目素材不會丟失。
    2.網絡傳輸管理
    視頻服務器系統服務器端與存儲陣列系統使用光纖雙控制器雙路連接，保證節目存儲傳輸的穩定性與安全性，存儲陣列雙控制器使用熱備方式，一旦其中一路控制器出現問題光纖傳輸通路保證正常傳輸。
    視頻服務器系統服務器端與全