媒资数据的安全存储方案设计

周 桢，胡 林，沈 晶，宋 帆，方 念，陈正红

（武汉广播电视台，湖北 武汉 430015）

0 引言

媒体资源数据容量随着音视频质量的提升、实时新闻报道的增加、新媒体传播的发展而显著增大。与日俱增的媒体资源数据需要安全、可靠的数据管理中心来进行存储、备份，以为节目制作、播出提供安全、高可用性的媒资数据源，以在遭遇不可预见的灾难时能进行数据恢复[1]。本文主要介绍基于Veritas 数据管理软件、微软的群集服务Microsoft Cluster Sever 以及数据库SQL Server 联合设计的媒体数据安全存储方案。

1 媒资数据安全存储方案架构

武汉广播电视台的媒资数据需要为节目后期制作人员随时调取，剪辑加工，因此对媒资制作源数据的储存提出了安全、高可用性和能灾难恢复的要求。为了满足媒资数据存储方案的安全标准，架构设计选用Veritas 数据管理软件结合结构化查询语言（Structured Query Language，SQL）数据库管理软件（SQL Server）和Windows 群集（Microsoft Cluster Sever，MSCS）服务共同架构媒资数据存储网络。

安全存储方案的架构参照校园群集（Campus Cluster）的结构，选用两台服务器、两台存储阵列和两台交换机冗余连接，构成数据存储中心的硬件基础，为局域网段的制作客户端提供数据资源。此架构中的两台服务器是同一个Windows 群集中的两个节点，通过心跳线相连。SQL 数据库应用程序分别安装在两个节点中，节点同过交换机光纤通道主机总线适配器（Host Bus Adapters，HBAs）分别连接两台存储阵列。每个节点都有单独对应的存储阵列，并包含另一个阵列上存储的镜像数据，通过使用Veritas 管理媒资制作数据源，使得每个存储阵列的磁盘组在每个站点上包含相同数量的用于镜像卷的磁盘和动态磁盘组，且对群集服务的Quorum、数据库服务（SQL Sever）的数据库文件和日志文件、媒资数据在两台存储阵列之间进行实时镜像同步。设计的存储架构如图1 所示。

图1 存储架构图

2 媒资数据存储逻辑卷的布局

媒资数据安全存储方案中，使用Veritas 软件对两台制作数据源的存储阵列分别进行虚拟磁盘服务，在管理域范围内控制数据存储，创建和设置软件RAID，通过在线容量监控优化存储系统性能负载平衡。安全存储方案中有不同的逻辑卷布局，包 括Concatenated、Striped、Mirrored、Mirrored Concatenated、Mirrored Striped 及RAID-5 等。逻辑卷支持一个镜像卷上最多有32 路镜像；在不中断使用逻辑卷应用程序的情况下提供故障磁盘的自动检测和容错修复功能，可提供媒资数据存储迁移路径，并升级现有分区到新的动态卷[2]。

安全存储方案考虑到数据冗余和读取性能，选用Mirrored Concatenated 方式来布局、划分媒资数据的逻辑硬盘，对两台存储阵列进行实时镜像。

在媒资数据逻辑卷的布局过程中，使用数据管理软件在两台制作数据源的存储阵列中划分对应的8 块逻辑硬盘Harddisk1 ～Harddisk8，其中Harddisk1、Harddisk4、Harddisk5、Harddisk6 用 于存放群集资源，平均划分在两台存储阵列中，彼此为镜像文件，将其设置为属于MSCS_1 动态磁盘组和MSCS 逻辑卷。Harddisk2、Harddisk7 用于存储数据库（SQL）文件和日志，分别在两台阵列中互为镜像，设置为属于SQL_1动态磁盘组和SQL逻辑卷。Harddisk3、Harddisk8 用于存放媒资制作数据源，分别在两台阵列中互为镜像，设置为属于DATA_1动态磁盘组和DATA 逻辑卷。存储网络中的逻辑卷分别在服务器和存储阵列中完成布局，并归属于不同的动态磁盘组。动态磁盘组和逻辑卷组成如图2 所示。

3 媒资数据存储的Windows 群集资源配置

在安全存储方案中，存储媒资制作数据源的存储阵列分别被两台服务器使用，微软集群需要每个服务器系统有多个网络适配器，通过单独的交换机路由连接每个存储阵列的网卡，以保障网络的运行安全。集群本身设置了一个静态网际互连协议（Internet Protocol，IP）地址（本方案设置为192.168.1.10），为每个服务器节点配置验证名称解析，确保域名系统（Domain Name System，DNS）和活动目录（Active Directory，AD）服务可用和DNS中存在反向查找区域[3]。

安全存储方案中，每台连接服务器节点的存储阵列为每个逻辑卷都设置了相同数目的镜像逻辑盘，每台服务器节点都在同一个域中。在两台存储阵列上设置群集逻辑盘之前，需要删除每台服务器节点上的群集盘资源，一个集群中可以存在一个或多个应用程序虚拟服务，管理制作源数据的SQL Server 服务配置了不同集的应用程序组管理两台服务器节点和两台存储阵列。

存储架构中每台存储阵列中的群集逻辑卷是MSCS，其中分别包含两块镜像的逻辑盘用于存放群集资源，即仲裁（Quorum），并与另一台存储阵列中的两块逻辑盘实时镜像。群集动态磁盘组是MSCS_1，一共包含4 路仲裁（Quorum）的镜像逻辑盘来增加冗余，保障媒资数据存储网络运行安全。仲裁资源（Quorum）保存着Windows 集群数据库和灾难恢复信息，还决定集群的控制所有权，对两台服务器节点均有效。群集资源镜像如图3 所示。

图3 群集资源镜像图

4 媒资数据安全存储方案的SQL 设置

本安全存储方案中，两台服务器节点都有分别独立的存储阵列，通过光纤通道分别与两台存储阵列连接，两台存储阵列不能被外网的节目制作工作人员同时访问。每台存储阵列上的逻辑卷都是另一台存储阵列上逻辑卷的镜像，并且包含相同数目的逻辑盘：Harddisk2、Harddisk7 两个逻辑盘用于存储数据库（SQL）文件和日志，分别在两台存储阵列中互为镜像；Harddisk3、Harddisk8 用于存放媒资制作数据源，分别在两台存储阵列中互为镜像。存储方案完成对群集、仲裁资源盘、逻辑卷和动态磁盘组的设置后，再设置SQL Server 的群集组。通过挂载两台存储阵列为数据文件创建的动态磁盘组和逻辑卷，为SQL Server 创建故障转移群集组。

Harddisk2、Harddisk7 分 别 属 于 存 储 方 案中两台存储阵列中的逻辑卷SQL，其中主要包含数据库日志文件和备份的数据库系统文件。Harddisk3、Harddisk8 分别属于两台存储阵列中的逻辑卷DATA，通过Mirrored Concatenated 布局使得Harddisk2 与Harddisk7、Harddisk3 与Harddisk8 实时镜像，以对未知的故障和意外事件能及时做出故障转移和灾难恢复，保障媒资制作数据网络的安全运行[4]。逻辑卷DATA 中的媒资数据通过SQL Server 服务进行管理。SQL 数据库镜像设置如图4所示[5]。

图4 SQL Server 镜像图

5 结语

武汉广播电视台媒资制作数据的存储方案基于数据管理软件Veritas 设计，通过Veritas 软件对存储阵列的软件RAID 化，对群集资源和数据库文件进行管理，将存储的媒资数据实时镜像，为制作数据网络提供故障转移和灾难恢复的安全基础，以保障媒资制作数据存储网络的安全运行。武汉广播电视台的媒资制作源数据存储网络已经实践使用此存储设计方案，为节目制作人员提供了安全稳定的存储服务。经长时间运行，验证了此方案可提供安全、高可用性、应对灾难的数据存储服务。