浅谈非编存储网络系统架构及其共享文件系统

� 基于 � "FC + 以太 " 的双网结构的系统最大的优点 I - A 为了实现 A 上的数据共享， 也需采用 � � 在于高性能和高稳定性， 它可以保证大数据量的并发 一种同 FC A 网一样的共享文件系统软件 � 控制信 � 访问情况下主机读写带宽的稳定 � 但这种架构也存在 息通过 C /I 协议在以太网上传输，高码率的视音 � � 着很大的不足，最主要的不足就是其造价高昂和 � FC 频素材数据通过 C I 协议加载后在以太网上传输 � 设备进行管理维护比较复杂， � � � 对其维护技术人员要求 同 " FC+ 以太 " 的双网结构相比， I - A 在以太网的 比较高� "FC+ 以太 " 的双网结构适用于高投入 � 资金 单网结构中， 实现了控制信息和业务信息在单网中以 最大的优势在于协 充足的单位搭建 � � � � 相同的效率和速度传输� I - A
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201 2 年第 8 期 （总第 272 期 ）
有线电视技术
表 1
电视节目制作与播出
� � � � 设备名称 � � � � 节目类型 数量 单层码率 （ ） 轨道层数 最大带宽小计 （ ） 高清有卡非编 工作站
备注
专题类� 娱乐/谈话 新闻类
2 1 6 6 2 2 2 2 2
1 00 50 50 50 50 50 1 00 50
4 2 4 2 4 4 2 3
1 00 200 1 50 25 50 50 50 37 . 5 6 6 2. 5 2 倍速迁移 3 倍速迁移 审故事板
标清有卡 非编工作站
专题类� 娱乐/谈话 串片
审片工作站 打包服务器 演播室迁移服务器 在线媒资迁移 合计：
� � 网络需求的驱使下， � � � � � 基于 � � � � � � FC � 的 A 存储区域网络系 采用与 FC - A 相同的块协议 （B ） � 在一 统大量应用于高性能计算网络系统 � � � � � � � � � � I � 网络视频 � 个 I - A 网络中，由服务端 C I 和客户端 � � � 广电非编制作网等系统中 � � �该系统除了要求建立 FC C II 两部分组成， 客户端发出 C I 指令 � 由 网络外， 还须要建立专用的以太网络用于传递控制信 � � � � � � I 加载后进行传递 � 当 接收到此数据包 息， 这就是所谓的 "FC+� 以太 � " 双网结构� 它由基于 FC 后， 再进行协议转换， 从中剥离出原始的 C I 指令并 协议的 光纤通道 网和基 于 C /I 协议的 以太网组 访问后端的存储体， 客户端对于存储的访问完全基于 成， 其中以太网主要传输元控制信息， FC 网络主要传 输高码率的视音频素材数据信息 � C I 指令集，这样，就通过以太网而不是昂贵的 FC 网实现对存储的访问�
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� 他客户端进行数据读写时，首先必须向 非编存储管理共享文件系统原理 请， 在 目前电视台非编网络主要是对视音频素材进行
DC 提出申
DC 进行数据调度许可后方可进行读写操作 �
采集� 编辑� 播放， 对存储设备具有高带宽和高稳定性 的要求 �存储设备所能提供带宽越大， 意味着所能支
同时， 该共享文件系统可提供磁盘访问的高带宽和高 稳定性， 也可满足非编网络中多台非编工作站并行访 问磁盘阵列的要求 �
目前广电视频每秒由 2 5 帧组成，在节目制作域高清 1 引 言 � � � � 节目 要求 其 编辑 码 率 1 00 ， 标 清节 目 码率 为 � � � � 50 ， 即其 1 轨高清编辑需要的带宽为 1 2 . 5 ， 随着计算机和存储技术的发展和以高清 � 互动为 � � � � 其 1 轨标清编辑需要的带宽为 6. 25 � 高标清站 特征的下一代广播电视网的建设， 对电视节目制作也 提出了更高的要求， 存储区域网技术在电视领域 发挥了越来越重要的作用 � 传统单机非编低效率模 式， 也就是所谓的 " 孤岛 " 模式， 已经远远满足不了高 清节目制作的要求� 节目生产制作数字化� 网络化� 无 带化正成为新时期电视节目制作网的主要技术特征 � 由于存储网络能否提供充足的带宽及其所采用共享 文件系统技术能否安全可靠运行决定了整个系统的 稳定性 � 点按照 4轨实时编辑来计算， 标清新闻类按 2 轨实时 编辑， 标清娱乐类按 4轨实时编辑计算 � 下面我们来分析一下非编制作网的带宽需求， 网 内各设备对存储带宽的需求如表 1 所示 � 注： 由于网内存在新闻类 � 专题类 � 串片类节目需 求， 而以新闻节目为主， 所以在计算时， 是按照所有站 点全部同时工作， 但是分别制作新闻 � 专题和串片节 目� 通过以上计算， 则整个非编网对存储设备需求的 � � 混合带宽约为 670 左右� 2 非编网特点和对存储系统
电视节目制作与播出
有线电视技术
肖永华 浙江广电集团电视制作中心
摘要: 本文结合浙江广电集团非编制播全台网系统建设， 介绍了该 非编网特点和对存 储系统带宽的要求， 并对存储 网络架构和网络共享文件系统等关键技术进行了详细阐述， 最后还对本网的非编存储实施进行说明� 关键词: S AN 存储 共享文件系统 iS CS I 协议 逻辑卷 LUN NAS 技术
持的非编工作站数目越多， 稳定性越好， 意味着设备 � � � � � � � � � 目前基于昆腾公司 F （64 位） � 中科蓝鲸 � � 利用率就越高 � � � 因此在广电非编领域中央核心存储一 公司的 B F � I B 公司 的 F 以及 新奥特公 司 般都采用 FC- A 的构架 � 虽然有很多厂商声称其 A F （64 位） 等共享文件系统在非编网络得到广泛的 C I 存储设备所提供带宽可以达到很高，但由于带 宽波动振幅比较大， 因此一旦多台工作站同时去访问 存储， 实际可用带宽往往满足不了将来全部升级为高 清网要求� 由于 A 存储本身是裸设备，没有网络共享功 能 �通常存储设备所划分的逻辑卷 与计算机主 机系统之间是一对一的关系 �而在非编应用领域中， 其中有一个重要特点就是各非编工作站需同时访问 应用 �
带宽的要求
目前浙江电视台经视频道非编共有 34台工作站
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非编存储架构分析
目前 常用的 非编 网络 存储 架构主 要包 括基 于 需要直接访问存储， 其中新闻制作站点 1 6 台， 栏目制 � � � � � � � � � � 技术 � 作站点 8 台 （含 2� 台高清站点） ， 广告串片站点 2 台， " + 以太 " 的双 网结构的 打包服务器 � 审片工作站� 演播室迁移和在线媒资迁 移服务器各 2 台� 本次系统设计按照在线节目制作的 要求， 系统立足于标清， 同时兼容高清节目制作 � 在设 备选型� 系统架构上具有前瞻性， 保证系统在几年内 不落后 �并且能够满足在未来进行高清升级的要求 � 技术等三类， 以下就常用的非编存储网络架构分 别介绍和分析 � 3.1 基于 " FC+ 以太" 双网结构的 S AN 实际是一种光纤网络传输层的协议，它的特 点是可提供高速恒定的网络连接� 在高性能专用存储
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电视节目制作与播出
系统的优点包括系统的功能精简和可管理性， 数据共
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即是通过卷共享管理软件加其所支持的本地文件系
的安全性， 所以它的强项并不是所谓文件共享 � � � � � � � A 其所支持的本地文件系统 （如 F � H F � F 等） ， � 享容易， � 用户之间可以共享文件级数据共享 � A 所 统实现对来自 于 A 的同 一个卷进 行同时读 写操 采用网络文件协议是 C / I ，这种协议的缺点在于 作� 随着高清非编对带宽的要求， 依赖并配合本地文 A 网关通过 C / I 协议进行网络文件共享时， 数 件系统才能正常工作的卷共享管理软件越来越满足 � 据传输采用文件级， 效率比较低， 且难以保证带宽的 不了需求 � A 共享文件系统被设计为实现存储设备 稳定性， 同时系统的可扩展性差 �整个系统带宽提供 共享而开发的文件系统， 用来满足多台工作站或服务 � � 能力局限于提供文件共享的 A 网关处理能力， A 器对来自于 A 的同一个或同一组卷进行同时读写 技术主要适用站点数比较小 � � � 编辑码率要求低 � 特别 操作这一需求� 基于 A 的共享文件系统的工作原 是预算投入相对较少的非编网络 � � � � � � � � 理是利用一台服务器作为元数据控制器 （ D � � C ， DC ） ，负责管理整个文件系统， A 中其
须为每一个主机划分独立的卷 ， 不同主机间不能 针对频道的应用特点， 在本非编存储网中我们采 通过 A � 进行数据交换和共享 � � 通过共享文件系统 用高性能和稳定成熟的 FC- A 双网架构， 可以支撑 不仅可有效地实现同构环境 （共享磁盘阵列的主机采 用同一类型操作系统） 中的文件系统共享， 而且还可 以满足异构环境中实现文件系统共享 � 为确保大量客 户端主机对同一存储设备的共享访问权限和和管理 权限的统一， 就需要安装专门的卷共享管理软件或采 大码流的多路数据的高速并发读写访问， 同时兼顾降 低网络带宽压力和系统成本 � 高码流站点和服务器 （有卡非编工作站 � 审片工作站 � 打包服务器等） 均采 用 FC 和以太双链路接入，确保这些站点可以高码流 多层编辑和处理； 部分站点和服务器采用以太单网接
� � � � � � 能够在诸如高速千兆以太网上进行快速的数据存取 � � � � � � � � � � � � � � A（ A ： 网络附 加存储）
� � A 是将 C I 命令和数据信息封装到 C /I 包中， 用�这是由于 A 可以实现数据自动备份和恢复， 而
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3.2 基于 iS CS I � 协议的 � IP - S AN 议设计的高效性，这样高的效率在 A 环境中是很 � � C � I（互联网小型计算机系统接口） � � � 是一种在 难实现的 � 而 FC A 与 I A 在性能价格上， I C /I 上进行数据块传输的标 准 � 它是由 C 和 A 适合那些对流量带宽 � 稳定性要求不太高的应用 IB 两家发起的， 并且得到了各大存储厂商的大力支 持 � C I 可以实现在 I 网络上运行 C I 协议， 使其 备 份操作 � C I 继承 了两大 最传 统技 术： C I 和 C /I 协议 �基于 C I 的存储系统只需要不多的投 资便可 实现 A 存储 功能，甚 至直接利 用现有的 C /I 网络 �相对于以往的网络存储技术， 它解决了 开放性 � 容量 � 传输速度 � 兼容性 � 安全性等问题， 其优 越的性能使其备受关注与青睐 � 在实际工作时， I 然后通过 I 网络进行传输�但在数据存取方式上， 则 场合， 对于预算又不充足的用户是一个不错的选择� 3.3 NAS 技术 是一种将分布 � 独立的数据整合为大型 � 集中化管理 的数据存储技术， 同时可以对不同操作系统主机和应 用服务器提供访问服务的存储技术 � 从结构上讲， A 是一种功能简化特制的网 络文件系统服务器 � A 被称为网络附加存储设备， 已经不单单是作为一 种存储设备， 更多的是作为数据备份和恢复的设备使 且由于 A 所使用的是嵌入式操作系统，有着很高