一. 存儲虛擬化在廣播數字化中的必要性
近些年來隨著數字化、信息化在廣播電視行業的廣泛應用,用戶數據的積累越來越多,數據存儲的安全穩定成為廣電企業技術部門最大的目標。
隨著業務的發展,數據量大幅增長,存儲設備的投入在生產投入中的比重逐漸加大,而50%到60%左右的存儲利用率對存儲資源又造成了巨大的浪費。相反地,存儲投入所帶來的收益卻并不高,因此,如何提高存儲資源利用率的問題,成為現實需求,也是存儲虛擬化發展的一個重要原因。
相同廠商不同類型的產品如何訪問,不同廠商之間的產品如何能夠很好的進行兼容,這些都是擺在我們技術部門面前需要解決的問題。這種問題解決了也就能夠節省投資,方便管理。存儲虛擬化把用戶的分立的、不同品牌的存儲產品、不同連接方式下的產品統一到一個大的存儲系統下,用戶看見的不再是孤立的、分散的系統,而是一個統一的整體。用戶管理的也是一個整體存儲,而不是一個一個的具體的系統。
光纖通道的引入為分布式存儲系統的應用掃清了道路,使得異構主機能夠在分布式存儲系統中實現共享。“存儲公用設施模型”要求存儲系統的管理處于集中控制之下,同時允許分布于不同地理位置的主機能夠訪問集中管理的數據,用戶不必考慮存儲設備的布局方式、采用何種存儲系統以及資源如何配置。
要使"存儲公用設施"從理論走向實用,存儲系統必須滿足下列要求:
·支持從異構主機到異構存儲系統的透明訪問。即服務器可以運行異構操作系統,例如Sun Solaris、HP-UX、Windows或Linux等等。存儲設備可以來自不同的供應商,無論是EMC、康柏、Sun還是戴爾公司的存儲設備,都可以順利地接入系統;
·支持24×7小時的數據可用性;
·高性能的數據訪問;支持數據保護和恢復;
·數據安全性—只允許有訪問權的用戶進行訪問相應的數據;
·平滑的存儲容量擴展—存儲網絡上添加存儲設備的過程對用戶透明,而且任何服務器都不需停機;
·透明的數據遷移—由于系統故障或者存儲系統重新配置所進行的數據遷移不改變用戶訪問數據的方式;
·存儲系統在線重新配置—當用戶請求新的存儲需求或要求訪問權限調整時,不會中斷其他用戶的數據訪問。
存儲虛擬化是支持存儲公用設施模型的關鍵技術,是安全可靠的動態存儲池,可以適應和包容豐富多樣、迅速發展的存儲設備,具備為異構服務器和客戶機提供服務的能力。
二. 存儲虛擬化解決架構
目前業界主要采用的以下三種架構解決存儲虛擬化問題,
第一類,我們稱之為集中式文件系統,以lustre和panasas為代表,即所有數據的元數據都集中在一臺服務器上,左側的客戶端需要訪問素材時,需要得到元數據服務器的授權,如果這臺服務器出現問題,整個存儲系統都將崩潰。我們以假想中的電話機交換系統為例,如果全國的電話通訊都需要經過北京的核心交換機來連接,那么某一天北京的交換機出現問題時,整個國家的電話系統癱瘓。所以我們看到這種架構單點和擴展性的局限性。

第二類,我們稱之為鎖式文件系統,以HP的polyserve為代表,即客服端服務器需要訪問某個素材時,和此客戶端連接的IO服務器需要通知其它N-1臺服務器將此素材的權限釋放出來,這樣每增加一臺,IO服務器內部的報文增加N倍,所以隨著數目的增多,整個存儲系統的內部報文將占用大量網絡流量。如果我們假設全國的電話機交換系統,從西安打電話給大慶某個單位,需要告訴其他所有城市不要占用此號碼,如果這樣的話,我們電話機交換系統沒法擴展到現有規模。所以此類的文件系統的擴展性存在一定的問題。

第三類,業界使用并行文件系統,以ibrix為代表,即將元數據平均分布到所有的IO服務器中,這樣類似我們現行的電話機交換系統,比如從西安打電話給大慶的0459-410-2587,將信號切換到西安交換機時,西安交換機只處理0459這個區號,查詢到是屬于大慶市的,然后在大慶的交換機中只處理410,發現屬于紅崗區,最后在紅崗區的交換機上連接到2587這個號碼。同樣的道理,IBRIX是將每個文件11位的inode編號按照電話號碼的系統分配。

元數據平均分配在所有的segment服務器上,并且在后面的存儲端各個空間均有一份。從而避免某臺segment服務器出現問題,影響整個系統。每一個文件通過一臺segment服務器寫到自己的存儲空間中。比如下圖的橙色服務器只能寫入橙色空間,將寫權限分給各臺segment服務器中。

在沒有IBRIX存儲虛擬化之前,存儲空間每做出一個LUN都會在windows下形成一個盤符,這樣不是很有利于查找和共享文件,存儲虛擬化之后,客戶端獲得一個大容量的盤符,數據充分共享。而且文件從各個segment服務器進入存儲空間,并行寫入,segment服務器越多,同時能夠處理的文件數目越多,整個存儲系統吞吐量越大。

三. 存儲虛擬化在廣播應用的優勢
目前運行在音頻網中的服務器端都是在windows操作系統平臺下運行的,這些服務器都擔任的單一的或者對應的工作應用,由于這些服務器站點相對分散,所以給維護造成一定的麻煩。對于硬件的資源利用率沒有一個整體的規劃劃分,由于系統的原因在單盤容量上還有一定的限制,這就造成了使用中硬件資源的相對限制。在管理維護過程中不能進行關機檢修,并且在問題到來是往往機器不能自動切換群集管理造成了問題隱患。在數據的同步和備份統一中始終不能進行時時的一致總會出現遲緩。
使用存儲虛擬化文件系統之后,下面的應用優勢特別明顯:
·盤符不受2TB的限制
·文件和SQL數據庫分離,播出和制作分開
·鏡像功能
·無需每年交納服務費
·管理界面簡單
·在線擴容、在線維護 [Page]
·異地備份
·無單點故障全冗余
·Linux操作系統更穩定,集群更安全
·Linux服務器避免病毒侵襲
四. 存儲虛擬化的應用
目前運行在音頻網中的服務器端都是在windows操作系統平臺下運行的,這些服務器都擔任的單一的或者對應的工作應用,由于這些服務器站點相對分散,所以給維護造成一定的麻煩。對于硬件的資源利用率沒有一個整體的規劃劃分,由于系統的原因在單盤容量上還有一定的限制,這就造成了使用中硬件資源的相對限制。在管理維護過程中不能進行關機檢修,并且在問題到來是往往機器不能自動切換群集管理造成了問題隱患。在數據的同步和備份統一中始終不能進行時時的一致總會出現遲緩。
構建在IBRIX文件系統下的系統,網絡中采用雙線連接,綁定單一IP在系統中出現。我們采在網絡下的本地播出對網絡中的盤符映射到播出站的硬盤中,現有的主服務器作為SQL的服務器只對制作產生影響,制作上單直接制作到主播出站,同時備播和服務器做相應sql拷貝保證SQL的備份。
在整個系統中采取雙網絡連接,機器和機器、機器和交換機中間都采用雙光纖連接,播出站雙網卡連接綁定同一IP,這樣在網絡中采用了雙保險連接,備份播出站做拷貝完成正常的本地播出。
從播出方面,實現了網絡化的本地播出,上單中數據庫直接寫到本地播出站再對備機和服務器進行相對的拷貝作為備份使用。沒有了固定的播出服務器,這樣分散了故障點不會出現單一服務器故障造成所有網絡播出站都無法播出。存儲端可以進行在線的擴容和維護,可以對某一單個節點進行維護,這樣對于整個系統沒有任何影響。同時解決了存儲之間的文件按同步問題,時時的寫入2份或者多份系統這樣對于備份工作有個更好的解決
從存儲方面在陣列群出現單一網絡的問題時不會造成用戶的使用問題,ibrix可以自動解決單一網絡故障帶來的問題。
