网络电视台存储系统架构

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网络电视台存储系统架构

　　网络电视台作为一个整体的应用平台，存储系统不应单纯地选择分布式存储架构或集中式存储架构，应根据各种应用数据存储的特点灵活地选择分布加集中的存储方式。DAS、NAS、SAN、集群存储等各种存储设备纷繁复杂，应该根据网络电视台各种应用的特点选择不同特色的存储架构和存储设备，才能做到有的放矢，才能使资源效益最大化。

网络电视台存储系统架构

　　1 引言

　　网络电视台是一个构筑在电信网络、广电网络、互联网络之上的全业务内容运营平台系统，节目通过分发网络向不同地域、不同终端上的用户提供双向的、互动的、交互的内容服务和体验，并最终实现内容的跨平台无缝融合。网络电视台系统由节目制作中心、发布运营平台、传输分发网络和用户终端四个部分组成，由于其问需要存储、调用大量的节目源，这对网络存储系统的构架提出了很高的要求。

　　2 存储系统解析

　　2.1 分布式存储

　　分布式存储就是将数据分散存储在多台的独立的客户端上，由客户端通过网络连接将存储的数据共享到网络上或者通过第三方的平台对数据进行集中的处理及共享。分布式存储采用可扩展的系统结构，将存储负荷分担给多台存储服务器，利用位置服务器定位存储的信息。

　　因为需要通过第三方的平台进行数据的共享和迁移，增加了共享、迁移的复杂性，就造成了数据的共享和迁移不便。

　　2.2 集中式存储

　　集中式存储是多个应用系统共享一个存储服务器，所有的客户机IfO请求全部在中央系统进行处理。集中式存储保证了每个终端的使用信息是一致的，在数据共享和负载均匀方面更加有效。客户能够灵活地管理存储资源的规划，统一对数据安全性的访问、备份和恢复等管理，更能对存储空间进行有效的使用。

　　由于所有的I/O请求都发送到中央系统进行处理，增加了中央系统的存储设备压力。当中央系统处于不同的地理区域，网络处理的延时较大。系统效率不高，存储数据管理灵活性不高，策略单一。

　　3 存储系统应用比对

　　3.1 采用分布式存储系统

　　早期的小型视频网站较多采用分布式存储架构，将其扩展到网络电视台上。在分布式架构的网络电视台的系统中，各个服务器的数据独立存放于服务器自带的硬盘中，或者通过DAS方式连接的独立存储设备中，服务器又通过文件共享的方式使数据在整个网络中得到共享。

　　这种存储架构带来的问题是十分明显的：一是分布式的存储很难做到负载均衡;二是无法实现集中的高RAID级别保护，可用的存储空间相对减少;三是存储共享困难，要想使某一存储资源在网络中共享，必须为网络中所有的服务器配置此存储资源的挂载点;四是快照、备份、恢复、远程容灾等存储管理功能实现困难且成本较高。

　　3.2 采用集中式存储系统

　　目前，很多视频网站采用集中式的存储结构来存放所有媒体数据，一般为NAS架构，通常是一台大容量的文件服务器，而高端的NAS结构是由一个NAS头后面接SAS、SCSI或FC盘阵，还可以是以SAN架构方式连接的磁盘阵列，需要安装共享文件系统，进行块级的数据存储，存储效率更高。集中式存储架构的特点比较明显：一是集中存储使用统一的RAID级别保护、存储空间浪费少;二是便于实现服务的负载均衡，当某台Web服务器繁忙时其他服务器可以提供同一数据的共享访问;三是集中存储同时也是对视频内容的集中管理、减少视频内容的重复存储。

　　集中式的存储容易解决网络电视台视音频资料的共享难题，但同时也存在I/O瓶颈、容量扩展性差、性能不可扩展、专业高端NAS或SAN存储成本高昂、单点故障等关键问题。

　　4 网络电视台数据存储特点及构架对策

　　单纯的集中式存储或分布式存储并不适合网络电视台的存储架构，究其原因是对网络电视台不同应用数据存储的特点没有很好地进行区分。

　　网络电视台存储和处理的最主要的数据为视音频数据，从视音频数据的生产管理的流程可以将网络电视台的存储分为内容生产平台、内容发布平台、内容管理平台。由于三个平台间对于数据存储和共享性的要求不相同，对于存储设备的选择要求也不相同，应针对各个平台的特点，选择不同特性的存储设备。

　　4.1 内容生产平台特点与存储对策

　　内容生产平台主要完成视音频资料的采集、转码、编辑、合成等任务，其保存的数据主要为多种格式、多种高低码流的视音频原始素材。由于其在线制作的需求对存储设备的延时性要求较高，数据位于生产环节，不承担归档备份任务，对存储容量的实时增长要求相对较低。

　　内容生产平台由于素材格式要求高、高清制作等较高需求同时要求数据I/O精确到帧的高实时性，可以采用高性能的iSCSI或FC存储设备构成SAN结构。但此时需要有共享文件系统的客户端支持，增加了建设成本和存储设备升级维护工作的难度，由于不承担备份、归档等数据管理任务，存储容量增长的实时性不高，采取这种方式的存储设备的代价和维护管理复杂度在可控范围之内。

　　4.2 内容发布平台特点与存储对策

　　内容发布平台主要完成多通道的流媒体对外发布，主要由流媒体服务器、Web服务器等构成，存储的数据为多格式可变码流的成品节目，由于节目量和网络带宽迅速增长，对存储设备的带宽和容量宽展都提出了较高的要求。

　　内容发布平台由于节目量和用户点击量的爆炸性增长，最好采用容量和带宽可线陛增长的存储设备，当前比较流行的集群存储扩展容易、管理简单、共享方便，在扩展容量的同时可线性扩展带宽。但这种存储设备通常由TCP/IP支持，增加了I/O操作的延时性，不论是Web发布、IPTV还是手机电视一般都会采用缓冲的收看方式，对I/O操作的实时性没有太高的要求，可以采用集群存储作为内容发布平台的集中存储。

　　4.3 内容管理平台特点与存储对策

　　内容管理平台主要完成生产环节和发布环节的视音频数据的备份、归档以及回迁的服务，由数据备份服务器等构成，有海量的数据存储需求，要求存储设备具有高容量、低价格的特性。

　　内容管理平台由于承担备份、归档等业务，需要海量的存储设备且扩展方便，可以采用LTO数据流磁带作为存储介质，价格低、能耗小、容量大，虽然采用非线性的读取方式，I/O操作的延时很大，但可以满足备份、归档等业务的非实时性要求。如果网络电视台机房环境相对较差不利于磁带介质的保存，同时对视音频资料的回迁有较高的要求，还要有统计分析等决策支持功能，应当采用D2D的归档策略，使用高容量、低性能的SATA磁盘阵列做磁盘级的归档保存，但购置和运行成本相对于磁带较大。

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