非线性编辑网络系统改造设计与实施

罗蕴军

（新余电视台，江西 新余 338000）

1 引言

新余电视台非线性编辑网络系统建于2006年初，随着网络技术的高速发展，新余电视台业务量的不断增加，广电对节目制作的高质量追求，现有的网络规模已经不能满足业务增长的需求。为了解决由于业务增长而带来的网络问题，新余电视台决定对现有的非线性编辑网络系统做扩容改造工程，同时建立初级媒资管理系统，为今后建立完整的媒资管理系统打好基础。

2 网络改造需求

新余电视台的非线性编辑网络系统扩容改造必须满足：

1） 解决现有网络中数据库备份问题。在新增加的盘阵中划分一部分空间专门提供给数据库服务器使用，即将网络中的数据库存放在安全性高的盘阵中，同时启动数据库的热备服务。当主数据库服务器宕机时，网络中数据库信息不会被丢失，备份服务器会自动接替主服务器工作，去读取盘阵中的数据库信息。

2） 增加现有网络吞吐量。随着业务量的增加，现有存储带宽的压力增大，根据测试现有的网络系统的吞吐量在180 Mbit/s左右，也就是能满足13台编辑系统同时编辑2层50 Mbit/s的素材，但在实际制作中经常有些专题栏目需求3～4层的视频编辑。新增加一个高性能的存储作为素材存储，存储吞吐量至少满足500 Mbit/s，能满足40台非编同时编辑2层50 Mbit/s的素材，或满足27台设备同时编辑3层50 Mbit/s的素材，作为中心存储体来存储制作网络共享素材。

3） 构建初级媒资管理系统。替换下来的非编网络系统原有盘阵，用作构建媒资系统。作为媒资系统的核心盘阵，主要存放日常生产出来的节目素材，将节目数字化保存提前进行，同时为全台媒资管理系统做好准备。按照现有盘阵的存储容量6 Tbyte来计算，可存储约300 h，50 Mbit/s的原始素材。

为了提供前期节目素材的归档、检索、编目、回迁工作，还将新增一台存储服务器，安装媒资管理系统软件，为整个网络提供归档、检索、编目、回迁工作。

4） 总体规划分步实施

与原有系统完美结合，充分利用原有非编网络设备，不仅节约成本，同时对非编网络直接归档、检索、编目、回迁流程更加清晰连贯。非线性编辑网络系统改造规划图如图1所示。

3 系统技术要求

新余电视台根据实际情况，结合非线性编辑网络系统改造搭建了一个初级媒资系统。整个系统要求如下：

1）采用高性能的IP-SAN基础平台和SOA架构的上下载管理基础平台，保证系统快速、安全、高效、流畅的管理。2）磁盘阵列与磁带库互为备份，具有很好的扩展空间。3）采用高标清混合媒资系统为基础平台，实现了整个媒资系统高标清节目混合存储归档的需求。4）分级别多层次地保证系统的网络安全和核心存储的数据安全，提供了完善的素材及节目的权限管理，确保素材和节目安全。提供防病毒设计方案，在媒资系统中采取单点登录、域控服务器机制。5）采用具有高速处理芯片的双控制器ISCSI存储磁盘阵列作为网络系统的核心存储，多种高安全的RAID级别实现系统数据的绝对安全，保证存储访问的快速高效。6）网络平台提供存储自动负载均衡功能，可以根据存储通道的设备连接数量，端口流量以及不同LUN的磁盘利用率，进行存储通道及磁盘位置的选择，确保负载相对均衡；7）网络平台应有很好的开放性和扩展性，采用模块化的设计思路，方便与台内其他业务系统进行集成、数据交换和资源共享；8）媒资管理平台是以文稿为主线，贯穿线索、剪辑、编目、检索、查询等新型媒资综合业务管理平台。9）提供网络各终端运行状况的统一监控：通过运行在各网络终端上监控代理程序，定时汇报各终端上的网络应用程序软件、系统性能参数以及拷屏画面等信息，对所有的网络终端状态进行实时监控。10）采用开放式的体系结构和模块化的设计思路，方便系统未来的升级与扩展，未来可以扩展网络的规模及增加相应的功能，可实现对IPTV、移动电视、数字广播等新业务模式的支持。

图1 非线性编辑网络系统改造规划图

4 总体网络结构

新余电视台媒资管理系统采用IP-SAN架构。核心存储系统采用千兆以太网构建在线核心存储区域，同时构建千兆以太网络系统实现信息流和低码流等数据的传输和控制。该媒资系统架构保证新余电视台媒资系统安全、高效、稳定地运行。总体网络结构图如图2所示。

图2 总体网络结构图

4.1 媒资平台

主要以IPSAN系统构架为平台。在线核心存储平台是整个媒资系统的在线核心平台，所有近期使用频率较高的高低码流的视音频数据都在在线存储区域平台上进行存储和传输。此部分采用先进、成熟、稳定的ISCSI存储技术来实现。考虑到减轻非编网络的网络带宽压力，新采购的存储产品（AutoStor 3000I）网络带宽速度高达500 Mbit的核心存储变更到非编网络中，同时把目前非编网络的在线存储（silverstortn-6216s）变更为媒资在线存储，来完成其他系统迁移素材和媒资低码流存储盘阵。新购磁盘阵列采用高性能高安全的ISCSI磁盘阵列来实现。采用双控制器和高RAID级别的安全机制，保证系统数据的高安全，高可靠的保存和调用。新购磁盘阵列物理容量16 Tbyte；新购磁盘阵列读写速率：500 Mbyte/s。

4.2 交换平台

沿用原非编网络系统交换机，3台CISCO Catalyst 3750G-24TS-S交换机，每台均有24口全线速10/100/1 000 Mbit/s自适应千兆以太网交换端口和4个小型可插拔（SFP）SFP千兆位以太网端口。

4.3 中心存储体

AutoStor 3000I是一款高容量、高性能及高稳定性的ISCSI存储产品，该产品主要针对视音频行业高带宽需求而设计。主要采用iSCSI技术，使其完全满足高标清收录、编辑、播出、流媒体、IPTV等高性能和大容量的需求；采用高性能的64位PowerPC RISC CPU，同时支持高达8 Gbit/s的传输速度，极大地提高了产品运算性能和传输性能；采用SAS磁盘技术，支持SAS与SATA硬盘混装使用，使存储容量高达80 Tbyte。其产品主要特点为：数据传输性能高、运算性能高、数据容错能力高、部署容易，切换容易，方便管理，配置灵活，存储整合。

4.4 服务器系统

服务器是整个系统的中枢系统，负责系统中网络素材共享管理、用户权限管理、数据库系统、应用服务等。在本系统中，采用高性能的PC server作为数据库服务器，应用服务器及存储管理服务器，通过硬件实现双机备份和冗余配置，提高系统运行的可靠性。媒资存储管理服务器采用HP PLDL380 G5四核心双CPU服务器，系统硬盘采用 73 Gbyte×2＋146 Gbyte×2共4块SAS硬盘， 实现RAID 1级别的安全保护。

5 总体网络技术特点

5.1 视频网络平台

以文稿为主线，贯穿新闻线索、选题、报题、收录、剪辑、播出以及媒资存储等新型综合业务管理平台。标题式管理：通过题目串接相关的文稿、工程、素材和配音等文件。文稿嵌入剪辑中：将文稿嵌入Himalaya中，实现看稿编片，看片写稿，并实现从文稿中直接上字幕。

5.2 存储子系统

提供存储盘阵的手/自动访问负载均衡：系统根据网络设备连接数、端口带宽以及存储空间占用率确定存储链路及存储路径的优先级及分配调度策略。支持多种存储管理应用模式。提供高安全的RAID级别，保证数据的绝对安全。提供存储管理器的自动切换：保证存储连接安全。

5.3 服务子系统

所有核心服务都采用双机热备高可用性的配置模式；单独配置数据库磁盘共享阵列，大大提高了热切换速度，并提供独立的低码率访问路径。提供JBoss数据服务的自动切换，保证数据交互顺畅。

5.4 网管子系统

提供了网络集中初始化配置的工具，网络日常维护与管理与网络初始化配置工具分开，方便网络管理；网络管理员可以采用分级的模式赋予不同的权限，履行相应的维护与管理职责；提供网络资源的策略维护，网络资源时效管理，垃圾素材文件维护和处理，保证存储安全。提供完备的网络监控，实现网络中核心存储、交换服务设备的集中配置程序及状态监控，方便网络设备的集中监控与管理；实现磁盘阵列，以太网交换机，网络流量，工作站等的硬件设备监控；网络各终端运行状况监控；盘阵空间，数据库空间和其他重要存储空间，预定阈值报警。提供网络各终端的运行状况的统一监控，使网络的管理更加清晰和有效。提供工程、素材、文稿（最小备份系统）等网络资源备份。提供了网络系统维护所需要的一键式清除、打包素材管理、垃圾素材文件的策略维护等工具，保证了素材盘阵空间的安全。提供纯文稿输出工具，从备份的文件列表中预览文稿内容，并提供文稿打印输出到Word。

6 媒资管理子系统

新余电视台的媒资管理网络要求具有媒资管理功能，如对节目进行编目分类及归档等工作。采用多级存储的体系结构，同时实现部分历史模拟磁带的数据化，为媒资管理系统的应用积累经验。因此在全中心网系统建设过程中，媒资的建设策略是单独为媒资建设一个独立的网络系统，用媒资管理系统来服务全中心，在网络中专门配置数据库及应用服务器、多级存储管理服务器等，配置独立的编目和独立的检索工作站，实现媒资的编目及检索，通过数据交换平台实现媒资系统与新闻系统及总编业务系统的交互。采用此种模式，在有限的设备投入的模式下实现了媒资的基本编目功能，未来系统建设可以将媒资系统从现有网络中独立出来，建设相对独立的媒资系统，并通过独立的数据交换平台实现与其他网络系统的数据交换。

该媒资管理系统融合先进的IT技术，采用模板化的管理架构可以由简到繁地自定义各电视台媒资管理系统的范围。编目子系统采用树状编目结构，节点属性采用模板的方式进行定义，使不同类型的节目拥有不同的属性，通过灵活自定义节点的属性保障了编目结构的可用性和可扩展性。采用先进的自动或手动转场分析和归档进程显示使得编目归档工作更加人性化。检索子系统支持C/S和B/S两种方式，支持全文、主题词、分类以及组合条件等多种查询检索方式，可以对关键帧、视音频实时浏览。系统通过与AutoIngest收录系统完美结合，使得整个媒资管理系统的编目前置，大大提高了媒资管理系统的时效性。

7 网络安全设计要点

网络系统的安全性是设计原则的重中之重，因此，笔者在在软件和硬件选型和配置方面遵循了系统安全性的原则，同时也从数据级、链路级、模块级以及设备级方面全面考虑了系统安全，为新余台节目生产加工集成提供一个先进、安全、可靠的系统平台。

7.1 服务器安全

所有服务器都采用双机热备份的配置模式，完全可以实现核心服务的故障热切换，对于数据库和应用服务器采用高效的热切换软件实现服务高效的切换，而且成功率极高。所有服务器系统盘都采用RAID1实现了镜像，确保了服务器系统的安全稳定。

7.2 工作站安全

所有工作站采用稳定性高的主机平台，专业的进口板卡，采用广泛应用的软件系统，确保系统的相对安全。

7.3 数据级安全

采用分布式数据库和文件系统设计，在非编网络系统中根据实际应用需求部署冗余数据库系统和文件系统，分散数据风险，减轻访问压力。配置数据库共享磁盘阵列，保证数据在出现问题时热切换的速度和效率。对核心数据库和文件系统采取本地备份和远程自动备份相结合的方式，并具备高可靠灾难恢复功能。

7.4 链路级安全

基础网络架构采用高可用高安全的千兆以太网的双网结构确保链路可靠，并提供高速传输带宽。预留一定数量的冗余链路，为故障处理作准备，确保整个制作网络系统长时间可靠运行。

7.5 模块级安全

对于重要的存储系统及交换设备，采用高性能高可靠设备，并且设备内部具有冗余设计，具备自动故障切换能力，支持在线热插拔，确保整个制作网络系统可长时间稳定运行。

7.6 设备级安全

对于关键设备，如存储、文件服务器、数据库服务器等，采用双机或多机热备技术手段加以保障，实现智能检测、自动切换，以确保非编网络系统的业务连续性、设备稳定性。根据非编网络的应用特点和技术实现的可行性，关键设备采用稳定的硬件系统平台和应用服务器软件平台。

8 网络扩展性设计要点

8.1 系统架构扩展

网络改造解决方案采用成熟的网络架构和网络技术，是可扩展、经大量行业用户验证的网络架构。此架构通过冗余交换机或冗余多协议路由器进行互联，有利于针对业务的不同应用特点灵活部署和模块系统扩展；非编网软件架构方面，采用兼容各种标准化协议和规范的J2EE平台，支持提供开放式的XML和Web Services接口，实现系统软件架构的扩展及系统的互联互通。

8.2 系统规模扩展

网络改造解决方案在设计上考虑了系统规模性的扩展，其扩展主要包括存储容量及性能、系统设备接入等方面。在存储容量及性能方面，本台选用知名品牌及成熟的存储设备，其存储容量和性能都具有很好的扩展性；在系统接入方面，无论是FC网还是以太网，均采用冗余交换式结构，并在设备选型过程中充分考虑了系统的扩展性能。

8.3 业务系统扩展

任何制作网络系统都不会是一个长期稳定的依赖于固定业务模式的系统，随着时间的推移，业务的调整以及业务的增加是避免不了的。在整个网络系统的改造设计中笔者采用了灵活的模块化设计理念，网络中各个子系统既能独立运行，又能有机地结合在一起，互通协作。在业务调整以及业务扩展方面非常主动，同时也为以后网络的建设奠定了基础。

8.4 新技术应用及功能扩展

该网络系统目前已经是高标清兼容的网络系统，未来完全可以根据需要，扩展为全面支持高清的网络系统，同时，可以根据技术发展的需要，平滑升级与扩展支持新的视频格式以及新技术，使该网络功能更加强大，保护原有投资，充分地延长网络设备的生命周期及设备的利用率。