电视台全台网主干平台系统设计

电视台全台网主干平台系统设计
作者：王明照
来源：《数字技术与应用》2011年第07期
摘要：本文通过东莞广播电视台新广电中心全台网主干平台的设计,对全台网主干平台系统的工艺架构、网络架构、存储架构、互联互通应用集成架构的设计方法和要点进行了阐述。

关键词：全台网主干平台互联互通双总线架构
中图分类号：TN94 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)07-0112-04
1、前言
随着广电技术的发展，特别在IT技术与广电技术结合越来越紧密的趋势下，电视台的各类系统逐步向网络化方向发展。

早在2004年我台就开始建设、使用媒资系统、新闻制播网、节目制作网等网络化系统，但这些系统都“各自为政”没有连成一个一体化的系统。

现在我台的新广电中心正在建设当中，我台将以此为契机按照全台网的架构建设“采、编、播、储、管”一体化的网络系统。

主干平台是全台网的核心部分，是全台网各个子系统连接的基础平台，为了使主干平台建设得更符合我台的要求，前期先对它进行全面的设计。

主干平台的建设目标是实现各个子系统的互联互通、资源共享，以及实现全台节目内容的文件化、流程化的管理。

2、设计原则
我台主干平台的建设是在参考《中国电视台数字化网络化建设白皮书》的基础上，以“高可用、高效率、高可控、可扩展”为设计原则:(1)高可用。

安全播出是广播电视的生命，安全播出是一切工作的重中之中，必须做到一失万无。

因此主干平台设计需要把高安全和高可用性放在首位，通过各种技术手段保证重点系统高可用性，特别是新闻网和播出系统一定要考虑分级保护。

(2)高效率。

通过对业务模式的详细分析，简化系统的交互流程，运用先进的自动处理技术提高生产效率。

(3)高可控。

实现对物理设备、任务流程、网络状况、应用与服务、信号质量、系统资源的集中的系统控制管理。

(4)可扩展。

从四个方面进行整体考虑:系统扩充、技术发展、业务范围增加和管理模式变化。

方案设计应立足标清、面向高清;系统架构和规模设计应满足未来频道数量和节目生产量增加的需求;标准的接口和松散耦合的互联模式可以适配今后扩展的电视及衍生业务和灵活多样的经营管理模式。

3、工艺架构
3.1 总体架构
我台主干平台系统总体工艺架构的核心设计在于“开放性架构”，通过建设主干平台，制订相关的规范，实现业务板块之间开放的、松散耦合的互联互通。

同时，总体工艺架构也是对主干平台与各个业务板块建设的总体指导，在具体的板块区域划分和部署方式上可以根据安全需要进行灵活的设计和实现。

如表1所示。

3.2 业务板块内容说明
如图1所示。

4、总体网络架构
全台网主干平台总体网络架构为单网结构，各板块根据需要采用万兆或千兆绑定等多种不同方式接入，以“万兆核心、千兆接入”的设计思想为主，各板块的接入/汇聚交换机根据贷款需求以千兆/万兆以太网连接到主干平台的核心交换机，并针对不同的业务板块采取不同的网络安全设计和管理措施。

5、主干平台总体设计
5.1 主干平台的定义
主干平台是包含基础支撑平台和业务支撑平台在内的实现台内网应用集成的核心，也是全台网开放性架构的基础，是板块之间数据交互的调度中心，流程控制的管理中心，是应用通信、集成与交互的中间平台，是全台网互联互通的技术支撑平台。

基于平台的定位，主干平台的总体技术要求如下:(1)提供各个业务板块的接入方式、业务交互方式以及数据交换方式;(2)提供支撑台内网运行的其他辅助功能（网络管理、网络监控等）;(3)提供集中上载功能—实现公用资源的独立上载;(4)以及实现上述功能的基础软硬件设备。

5.2 主干平台架构设计
从工艺架构的角度看，主干平台由基础支撑平台、业务支撑平台组成。

5.2.1 基础支撑平台
基础支撑平台由基础网络平台（存储、交换、数据库等）、系统软件平台组成，它为电视台网业务系统提供软硬件基础运行环境，并实现各业务系统在网络层的互联互通。

5.2.2 业务支撑平台
业务支撑平台是全台网集成架构的核心，采用ESB和EMB的双总线架构，它由企业服务总线（ESB）、媒体服务总线（EMB）、公共服务、系统监控组成，提供服务注册、消息路由、协议转换、数据迁移、流程控制、智能监控等服务或功能，实现业务板块在主干平台上的集成，数据的交换和路由，流程的管理和控制，实现全台业务系统的统一管理和互联互通。

业务支撑平台要实现以下目标:(1)满足业务系统新建、整合及发展各个阶段的要求。

(2)平台的引入不能以牺牲板块交互效率为代价，要保证高效性。

(3)平台的引入不能降低网络的安全性，要通过平台的业务交互管理及安全辅助功能，提升系统整体安全性。

(4)平台采用的技术规范应具有开放性、易实现性。

5.3 主干平台设计要点
主干平台以SOA架构为核心，负责与各个生产/服务系统互联，并为各系统互联提供接口和传输层;包含缓存模块，可实现系统间数据的直接推送和缓存-传递两种方式。

集中上载模块—提供全功能、全接口非编站点，提供对素材的简单挑选、编辑和上载，可通过主干缓存推送/抓取至任一生产/服务系统;
高安全区—提供全台网唯一与外网的接口，负责外部数据获取、并向外提供服务，提供内外网安全隔离的技术手段。

5.4 主干平台支持两种方式服务调用机制
(1)Web service（MSB标准接口调用）。

对同构系统或具备定制能力的系统接入必须采用标准化接口与主干平台对接，服务调用采用标准的WEB SERVICE方式，由主干完成系统-系统间的素材、元数据传递工作。

(2)B/S手动分发模式。

此模块提供各系统存储间文件手动方式的传输，作为灵活或应急文件传输方式。

通过B/S页面，可实现端-端系统间的文件传递。

适用于集中上载、异构或不具定制开发能力的系统与主干间进行互联互通。

6、主干平台具体设计
6.1 系统设备规模
服务器:共计26台，采用主备冗余方式，提高系统健壮性;
工作站:共计4台（网管终端×2，集中上载/编辑站点×2）;
交换机:核心交换机4900M×2，接入交换机×4;
存储:高性能NAS存储，物理容量24TB,混合读写带宽>400MB/s;
安全设备:防火墙×2、防毒墙×2、网闸×1，防病毒软件×1;
6.2 系统拓扑结构
如图2所示。

网络设计:主干平台采用单网架构，由高性能核心交换机构成以太网核心层，接入层交换机负责接入主干平台服务器、工作站及NAS存储，由于主干承担迁移任务，因此接入层和核心层间采用万兆接口以承担较大的数据流量;集中上载和高安全区各自部署独立的接入交换机。

6.3 集中上载与B/S分发设计
6.3.1 集中上载
部署2台全功能、全接口非编站点，提供素材上载能力，完成台内P2、蓝光、磁带等各种介质上载;上载完成以后、在单机上完成上载节目的编辑合成打包，然后拷贝到主干缓存上载区域，通过平台提供的BS节目手动分发模块，完成上载至各系统的节目传输。

6.3.2 BS节目手动分发模块
(1)提供B/S页面，可填写元数据目的系统选择。

(2)支持批量选择文件;(3)支持文件后缀名过滤 filtler技术，利用配置工具可以配置需过滤的文件后缀名实现仅传输需传输的文件。

(4)用户选择完成待传输文件后，在传输BS页面上著录相关元数据，比如文件名称、创建人、文件的内容简单描述等，由本模块自动完成著录元数据的XML文件的生成，和待传输文件一并传入被入系统。

6.4 存储设计
6.4.1 容量
存储物理容量24TB，满足800小时以上的标清素材（50M码率）或400小时左右的高清素材的存储需求;
6.4.2 带宽分析
存储带宽需求主要来自迁移服务器和集中上载，峰值情况计算如下:
迁移服务: 6×35=180MB
集中上载:2×15=30MB
因此当前峰值约为210MB/s，实际上由于迁移服务很多是源-目的系统间直送，未必会访问主干缓存，所以实际带宽需求远小于该值;我们配置的NETAPP FAS2040有效带宽在400MB 以上，完全能够满足需求，并为未来系统扩展提供足够的空间。

6.4.3 存储区域划分
作为交换缓存，除了为集中上载提供上载缓存区外，还须根据接口的各生产/服务系统划分多个缓存区，各缓存区内部可进行数据交换，也可在各缓存区与对应的生产系统在线存储间实现数据交换，示意如图3所示。

交换缓存的主要目的:(1)为集中上载提供上载存储空间;(2)在目的系统不可到达或规避其业务高峰时，可将需迁移数据暂存于对应缓存区;留待目的系统自行抓取或再次推送。

(3)各缓存区间可实现数据交换;
6.5 安全设计
安全设备包括:防火墙×2、防毒墙×2、网闸×1，防病毒软件×1，其中:
防火墙、防毒墙部署于内外网之间，提供安全隔离和病毒检测，双防火墙、防毒墙交叉连接构成双链路，保证健壮性;在内外网之间设立DMZ区，部署面向外网服务的WEB和流媒体服务器，以及病毒升级服务器。

网闸部署与主干与播出系统之间，再送播链路上实现数据摆渡，安全隔离;
防病毒软件部署于全网各必要服务器、工作站终端，通过病毒升级服务器实现随时更新。

6.6 异构系统接口设计
我台在全台网建设中还可能存在一些异构系统，如AVID，APPLE等存在和新闻、制作等系统的交互需要，这类的交互流程设计如下:
6.6.1 异构系统—>新闻、制作
异构系统向全台网内新闻、制作、媒资等生产服务系统推送素材时，流程如下:
(1)挑选素材，按需转码;(2)调用B/S分发页面，选择文件，填写相应元数据，选择目的系统;(3)发起素材推送，主干接收到B/S分发模块业务请求;(4)主干对业务请求作协议转换，调用目的系统入库接口，ESB调用EMB的数据迁移服务，EMB MANAGER调度ACTOR完成节目迁移;(5)ESB调用目的系统的元数据入库服务入库;(6)返回入库状态。

如图4所示。

6.6.2新闻、制作、共享演播—>异构系统
全台网内新闻、制作、媒资等生产服务系统向异构系统推送素材时，流程如下:(1)挑选素材，按需转码;(2)直接发起向目的系统的素材推送服务;(3)主干作协议转换，将相关元数据封装为目的系统可接受的形式（如.xml）,主干ESB调用EMB的数据迁移服务，EMB MANAGER 调度ACTOR完成素材和xml文件迁移到目的系统共享存储区;目的系统发起手动入库服务。

如图5所示。

总而言之，全台网主干平台设计既要考虑未来的技术发展，系统功能能满足一定时期内的需求，系统具备较强的扩展性，同时也要考虑当前的实际情况，系统要有足够的兼容性，使新旧系统之间统能实现平滑连接和数据交换。