摘 要：電臺(tái)音頻工作站系統(tǒng)采用存儲(chǔ)虛擬解決方案，對(duì)原來(lái)分散的、低性能、小容量的存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)整合，從而提供高效、穩(wěn)定、集中并安全的存儲(chǔ)架構(gòu)，為將來(lái)的業(yè)務(wù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。

關(guān)鍵詞：存儲(chǔ)虛擬系統(tǒng)；廣播音頻工作站系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN931

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

鎮(zhèn)江人民廣播電臺(tái)的音頻工作站系統(tǒng)隨著廣電大樓的新建需要重建，在擬定系統(tǒng)技術(shù)方案時(shí)，音頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式成為我們著重考慮的問(wèn)題。

原有的音頻工作站存儲(chǔ)系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的1+1備份存儲(chǔ)方式，據(jù)了解，大多電臺(tái)也都是采用這種方式。如果新建系統(tǒng)還采用這種方式，將仍然存在以下端著：（1）在線冷備份方式恢復(fù)實(shí)時(shí)性較差，雖然數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，但一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，則要停機(jī)切換存儲(chǔ)系統(tǒng)，影響實(shí)時(shí)播出。（2）擴(kuò)展性差。在線冷備份方式無(wú)法集成以往的可利用舊存儲(chǔ)資源，造成了很大的浪費(fèi)，存儲(chǔ)投入的收益不高。（3）因廣播節(jié)目從互聯(lián)網(wǎng)、各種快報(bào)等渠道獲取海量信息，音頻數(shù)據(jù)量大幅增加，再使用原有的存儲(chǔ)模式的話，投入較大，管理復(fù)雜，使用成本進(jìn)一步加大。

因此，在這次新建系統(tǒng)當(dāng)中，我們一定要著眼業(yè)界主流的、先進(jìn)的、具有前瞻性的方案，以確保系統(tǒng)在建設(shè)五到十年內(nèi)不落伍。

經(jīng)過(guò)多方調(diào)研，我們了解到了存儲(chǔ)虛擬解決方案。虛擬存儲(chǔ)解決方案提供企業(yè)級(jí)文件服務(wù)軟件，為超規(guī)模計(jì)算、云計(jì)算及高性能計(jì)算部署提供數(shù)據(jù)保護(hù)、高可用性和數(shù)據(jù)管理服務(wù)。目前，虛擬存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)成為引領(lǐng)業(yè)界潮流的一種先進(jìn)的方案。

作為一種高效率、高安全性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，虛擬存儲(chǔ)解決方案已經(jīng)在金融、電信、航空等重點(diǎn)領(lǐng)域有了很多成功案例。但當(dāng)時(shí)在廣播電臺(tái)行業(yè)中少有應(yīng)用，介于廣播行業(yè)中音頻數(shù)據(jù)量較大的特點(diǎn)，我們搭建了模擬環(huán)境進(jìn)行充分的可行性技術(shù)論證，測(cè)試結(jié)果表明帶寬、I/O性能等重要指標(biāo)均能滿足電臺(tái)的應(yīng)用要求。最后決定將存儲(chǔ)虛擬解決方案應(yīng)用到電臺(tái)音頻工作站系統(tǒng)中，這是我們?cè)诮K地市級(jí)電臺(tái)中首次采用該技術(shù)。

2 項(xiàng)目的技術(shù)背景

2010年之前，江蘇各家電臺(tái)的音頻工作站的存儲(chǔ)系統(tǒng)都是采用傳統(tǒng)的1+1備份存儲(chǔ)方式，歸納起來(lái)，備份存儲(chǔ)的不足主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）存儲(chǔ)資源分散且相對(duì)獨(dú)立。許多業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)放在不同的廠商和不同型號(hào)存儲(chǔ)陣列上，其存儲(chǔ)資源各自獨(dú)立，且相互間沒(méi)有任何物理和邏輯上的銜接。直接損失在于各個(gè)子系統(tǒng)存儲(chǔ)資源的可擴(kuò)展性都比較差，不能根據(jù)業(yè)務(wù)量增加，在各存儲(chǔ)資源間協(xié)調(diào)和調(diào)度容量。

（2）存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有發(fā)揮足夠作用。有些業(yè)務(wù)子系統(tǒng)采用了高速的SAN光纖交換機(jī)進(jìn)行主機(jī)和存儲(chǔ)的連接，但是在實(shí)際管理中，并沒(méi)有構(gòu)建成型的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，而且部分存儲(chǔ)體系還停留在直連存儲(chǔ)DAS的水平。

（3）目前小容量的存儲(chǔ)陣列較多，從而帶來(lái)管理復(fù)雜度和風(fēng)險(xiǎn)度的提升；難以有效地提升管理效率并快速有效地發(fā)現(xiàn)和解決可能的故障隱患。

（4）問(wèn)題資源管理基本上依賴與管理員人工操作，技術(shù)化水平偏低。這樣就導(dǎo)致各子系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理水平和管理員自身的技術(shù)水平和職業(yè)素質(zhì)緊密相關(guān)，可控性偏低，而且反應(yīng)效率偏低。

（5）對(duì)于分期建立的存儲(chǔ)系統(tǒng)，部分設(shè)備購(gòu)買時(shí)間較久，無(wú)論是性能、容量和冗余性逐漸無(wú)法滿足要求，從而帶來(lái)了潛在的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，影響了業(yè)務(wù)的有效發(fā)展。

3 項(xiàng)目采用存儲(chǔ)虛擬解決方案

為避免備份存儲(chǔ)的弊端，提高存儲(chǔ)效率，減少存儲(chǔ)設(shè)備的投入，經(jīng)過(guò)充分的技術(shù)論證，我們選擇了“存儲(chǔ)虛擬解決方案”，即在現(xiàn)有存儲(chǔ)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)原來(lái)分散的、低性能、小容量的存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)整合，從而提供高效、穩(wěn)定、集中并安全的存儲(chǔ)架構(gòu)，為將來(lái)的業(yè)務(wù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。存儲(chǔ)虛擬化把用戶的分立的、不同品牌的存儲(chǔ)產(chǎn)品、不同連接方式下的產(chǎn)品統(tǒng)一到一個(gè)大的存儲(chǔ)系統(tǒng)下，用戶看見(jiàn)的不再是孤立的、分散的系統(tǒng)，而是一個(gè)統(tǒng)一的整體。用戶管理的也是一個(gè)整體存儲(chǔ)，而不是一個(gè)一個(gè)的具體的系統(tǒng)。這種問(wèn)題解決了也就能夠節(jié)省投資，方便管理。

圖1 存儲(chǔ)虛擬方案結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D

采用存儲(chǔ)虛擬解決方案具體優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）高可靠性異構(gòu)存儲(chǔ)虛擬整合。本方案中提供的基于存儲(chǔ)陣列的虛擬化解決方案，將提供高端存儲(chǔ)陣列的最高可用性，同時(shí)存儲(chǔ)虛擬化后采用的高可用軟件和解決方案都是基于成熟的高端存儲(chǔ)陣列的軟件和解決方案。

（2）高性能。存儲(chǔ)虛擬化解決方案提供了企業(yè)級(jí)高性能的存儲(chǔ)能力；無(wú)論是提供了業(yè)界最高性能的XP陣列，還是提供線性性能擴(kuò)展能力的SVSP，均可以滿足企業(yè)高性能的存儲(chǔ)需求。

（3）成熟的容災(zāi)方案。存儲(chǔ)虛擬化解決方案從軟件到解決方案都是歷經(jīng)多年的成功案例所驗(yàn)證，同時(shí)同步/異步的容災(zāi)方案都經(jīng)過(guò)Oracle的論證。基于虛擬化的電信級(jí)數(shù)據(jù)容災(zāi)只有HP具有成功實(shí)施案例。

（4）降低總體建設(shè)成本。通過(guò)利舊原有的存儲(chǔ)作為外部存儲(chǔ)降低總體建設(shè)成本，保護(hù)原有存儲(chǔ)設(shè)備的投資；支持分層存儲(chǔ)根據(jù)業(yè)務(wù)需求搭配不同價(jià)格的容量類型，從而降低總的系統(tǒng)成本。

（5）廣泛的兼容性。虛擬化存儲(chǔ)方案，無(wú)論是XP和SVSP，均提供對(duì)HP及業(yè)界主流存儲(chǔ)設(shè)備的廣泛支持，包括HP，IBM，EMC，SUN，HDS等；

（6）簡(jiǎn)化管理。通過(guò)集中的圖形界面，可以輕松管理虛擬化異構(gòu)存儲(chǔ)資源，所有LUN均可在各層之間透明地拷貝和遷移，從而簡(jiǎn)化存儲(chǔ)管理，降低管理成本。

圖2 音頻工作站系統(tǒng)架構(gòu)圖

4 存儲(chǔ)虛擬解決方案主要技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 存儲(chǔ)虛擬系統(tǒng)的安全可靠性確保廣播電臺(tái)的安全播出

虛擬存儲(chǔ)軟件通過(guò)專利的分段式文件系統(tǒng)滿足現(xiàn)代存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)于高密度和高性能體系架構(gòu)的需求。建立的單個(gè)文件系統(tǒng)可以分布于多個(gè)文件服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備，這些存儲(chǔ)設(shè)備可以采用DAS直接連接模式，也可以作為SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的組成部分而存在。分段式文件系統(tǒng)體系架構(gòu)提供容錯(cuò)能力，可將災(zāi)難或多節(jié)點(diǎn)連鎖故障對(duì)系統(tǒng)的影響降到最低，縮短修復(fù)時(shí)間。

系統(tǒng)為每個(gè)文件提供數(shù)據(jù)保護(hù)能力，通過(guò)文件復(fù)制功能對(duì)無(wú)磁盤RAID環(huán)境下的數(shù)據(jù)提供保護(hù)。系統(tǒng)還提供對(duì)文件系統(tǒng)全局時(shí)間點(diǎn)快照功能，可以用于數(shù)據(jù)備份或恢復(fù)被意外刪除的文件。

當(dāng)電臺(tái)音頻工作站應(yīng)用中有服務(wù)器或磁盤陣列發(fā)生故障時(shí)，數(shù)據(jù)自動(dòng)遷移到集群中的其它節(jié)點(diǎn)服務(wù)器上，管理員能快速和一目了然地發(fā)現(xiàn)文件系統(tǒng)的故障發(fā)生了切換。同時(shí)我們可以在不中斷正常操作的條件下，在線更換或修復(fù)文件服務(wù)器及存儲(chǔ)設(shè)備。

4.2 存儲(chǔ)虛擬系統(tǒng)的高性能、可擴(kuò)展性完全滿足廣播電臺(tái)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用

系統(tǒng)可以消除性能瓶頸，同時(shí)滿足數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的高帶寬要求，以及交互式應(yīng)用的高I/O吞吐量要求，并可顯著提高應(yīng)用性能。

虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)可以很好地進(jìn)行負(fù)載平衡，把每一次數(shù)據(jù)訪問(wèn)所需的帶寬合理地分配到各個(gè)存儲(chǔ)模塊上，這樣系統(tǒng)的整體訪問(wèn)帶寬就增大了。在一個(gè)命名空間中支持添加多個(gè)文件服務(wù)器，這些服務(wù)器均運(yùn)行RedHat Linux操作系統(tǒng)和虛擬存儲(chǔ)軟件。這些添加進(jìn)來(lái)的文件服務(wù)器可以訪問(wèn)和存儲(chǔ)同一個(gè)命名空間中的同一個(gè)文件，為各自的客戶端提供額外的帶寬。可以隨需添加更多的服務(wù)器以獲得更高的帶寬，甚至在現(xiàn)有系統(tǒng)正在運(yùn)行時(shí)擴(kuò)容工作也不會(huì)造成任何影響。

4.3 存儲(chǔ)虛擬系統(tǒng)的可管理性大大簡(jiǎn)化了電臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備的管理

盡管存儲(chǔ)層是由各家異構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備構(gòu)成，但對(duì)于整合后的系統(tǒng)是透明的。通過(guò)集中的圖形界面，可以輕松管理虛擬化異構(gòu)存儲(chǔ)資源，所有卷數(shù)據(jù)均可在各層之間透明地拷貝和遷移，從而簡(jiǎn)化存儲(chǔ)管理，降低管理成本。

系統(tǒng)可以跨越管理障礙，允許系統(tǒng)管理人員整合數(shù)以千計(jì)相互分離的小型文件系統(tǒng)，形成一個(gè)數(shù)量較少易于管理的大型命名空間。

5 存儲(chǔ)虛擬解決方案的推廣應(yīng)用價(jià)值

作為首家使用存儲(chǔ)虛擬解決方案的鎮(zhèn)江電臺(tái)來(lái)說(shuō)，不但緩解了我們當(dāng)初建設(shè)音頻工作站系統(tǒng)時(shí)的資金壓力，還減少了后續(xù)的運(yùn)維成本。該系統(tǒng)運(yùn)行兩年多以來(lái)，工作穩(wěn)定，維護(hù)便利，切實(shí)保障了廣播的安全播出，我們真實(shí)地感受到該方案所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)的先進(jìn)性。對(duì)于中小規(guī)模的電臺(tái)，存儲(chǔ)虛擬解決方案是比較好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，值得推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)與虛擬化技術(shù)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，2012.

[2]<>，IBRIX Inc，2009.

作者簡(jiǎn)介：王浩然，男，江蘇丹陽(yáng)人。

作者單位：鎮(zhèn)江文廣集團(tuán)廣播技術(shù)中心，江蘇鎮(zhèn)江 212000