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雙網體系結構以及流量均衡設計

2020-04-26 19:01:55
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來源:轉載
供稿:網友
采用雙網結構的非線性編輯網絡系統,以其先進的網絡視頻技術、高效的視頻流量,獨特的標題化管理模式以及接近電視臺實際工作流程的管理模式,贏得了廣電業界的青睞和好評。
雙網體系結構
系統采用聯機存儲系統(FC)和高速以太網(Ethernet)組成的雙網結構為基本架構,結合非線性編輯設備和脫機編輯設備,利用網絡特性實現數據傳遞和資源共享。
采用數字化進行編輯是電視臺節目制作的必然趨勢,而網絡化是電視臺實現資源共享、提高設備利用率、減少設備投資、加快工作效率的必然手段。在網絡化成為必須采用的手段的前提下,如何實現視頻信號在網絡中的傳輸呢采用SAN和LAN共同組建雙網結構非線性編輯網絡系統是一個行之有效的辦法。

 
  雙網結構圖

為了保證電視節目達到廣播級的效果,所采用的視頻信號的碼率就不能太低,必須達到一定的標準,以采用當前流行的編輯格式MPEGⅡ-I為例,達到廣播級素材的碼率不能小于36Mbps(4.5MB/s)。如此高的碼率在以太網絡中傳輸是不可能實現的,所以我們采用光纖技術和先進的存儲區域網絡技術,結合現有的以太網技術,組織雙網結構,實現視頻素材傳輸和網絡信號的共同傳輸。如果每一個站點都采用高碼率的素材進行編輯,不僅使設備投資高而且站點的數量也受到陣列帶寬的限制無法擴展,所以在網絡中的素材應當有兩(電腦沒聲音)份:一份高碼率的素材用來精編和播出,一份低碼率的素材用來粗編,低碼率素材采用MPEG4格式,高低碼率素材利用鏡像關系建立關聯,使得編輯結果可以通用??傊?,采用雙網結構的目的是為了保證高低碼率素材在網絡中的高速傳輸和節目的正常編輯。網絡中,系統服務器采用雙機主備技術,保證系統的不間斷運行;數據存貯采用RAID冗余容錯技術,保證存貯平http://www.49028c.com臺的數據訪問性能;存貯子系統采用EDI 6600磁盤陣列系統,具備雙控制器、雙電源、高可靠性等特點。
流量均衡設計
由于存儲系統的核心存儲設備是由雙控制器的EDI 6600來支撐,等于系統中至少有兩(電腦沒聲音)個主機通道來實現所有高碼率視音頻數據的傳輸。但是由于每個通道的數據傳輸帶寬是有極限的,因此如果萬一發生所有的非線性編輯系統同時通過一個主機通道訪問數據的情況時,存儲系統無法滿足如此高的數據訪問傳輸性能要求,必將給系統的穩定運行帶來極大的隱患。
因此在進行系統設計時,必須充分考慮存儲系統提供的主機通道在進行數據傳輸時實現流量均衡的功能。
在系統中,為實現流量均衡的目的,主要從兩(電腦沒聲音)個方面來滿足:一是數據的傳輸能力――每個主機通道由于有極限的帶寬指標,因此在所有的非線性編輯系統進行數據讀寫訪問時,都會對每個主機通道的訪問設備數量進行判斷,以決定非線性編輯系統的數據讀寫是否能夠通過本主機通道來實現。這樣保證每個主機通道的數據傳輸是穩定的,不會因為數據傳輸帶寬的不穩定而影響非線性編輯系統的正常工作。二是數據的存儲能力――在存儲系統中,實際上每個主機通道都對應磁盤陣列中的一個或若干個邏輯盤(通過RAID的方式組合起來的一組磁盤),因此如果由于非線性編輯系統對每個主機通道的數據寫入不均衡的話,就會造成每個磁盤(邏輯盤)上的可用空間的不平http://www.49028c.com衡,會影響系統的存儲空間的使用效率,在另一方面造成系統負載的不均衡。在本系統中,任何非線性編輯系統在上載素材(往磁盤陣列寫入數據)之前,系統將自動根據各個邏輯盤的空間使用情況,并結合主機通道的設備訪問情況,給非線性編輯系統指定一個主機通道,這樣就可以避免各個邏輯盤之間的存儲負載的不均衡。
因此,通過運行在服務器上的自行開發的流量負載均衡功能軟件,我們可以實現在不同主機通道、不同存儲邏輯盤之間實現數據傳輸和數據存儲的均衡控制,等于是在多個存儲設備之間實現了虛擬存儲的管理,保證存儲系統的數據訪問能力和數據傳輸能力完全滿足系統對存儲系統的性能的苛刻要求,同時極大地提高系統運行的穩定性和可靠性。
帶寬性能分析
EDI 6600陣列的每個主機通道可以提供56MB/s的穩定寫帶寬和70MB/s的穩定讀帶寬。由于EDI6600具有雙控制器,所以每個EDI6600陣列可以提供112MB/s的寫帶寬和140MB/S的讀帶寬。系統對存儲系統的穩定讀寫帶寬的需求情況見上表:
從表中我們可以知道壓縮格式對系統的帶寬要求。根據系統中非線性編輯設備的數量可以確定總的帶寬要求,從而確定陣列控制器的數量。磁盤陣列容量計算:根據采用的壓縮格式、節目的長度和制作頻度,以及成片比例和需要保留的天數計算。例如:采用MPEGⅡ格式,每天制作一個30分鐘的節目需要保留6天,成片比例為5:1,則需要的磁盤容量為:4.5MB/s×30 ×60×6×5 =243000MB/s=240GB/s;一般地,磁盤實際容量應為計算容量的1.5~2.0倍,以保證磁盤的足夠冗余,避免讀寫的錯誤。陣列控制器個數計算:根據系統中非線性編輯工作站的多少可以計算出總的帶寬需求,用總的帶寬除以每個陣列控制器的寫帶寬,就是需要控制器的數量。
 
雙網體系結構以及流量均衡設計
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