【摘要】 本文主要從備播流程冗余備份、功能性服務(wù)器冗余備份、數(shù)據(jù)庫冗余備份、二級存儲(chǔ)冗余備份、視頻服務(wù)器冗余備份、播控工作站冗余備份、切換設(shè)備冗余備份等方面，總結(jié)和介紹了揚(yáng)州電視臺(tái)面向全臺(tái)網(wǎng)的高標(biāo)清同播播控系統(tǒng)冗余備份技術(shù)應(yīng)用情況。

【關(guān)鍵詞】高標(biāo)清同播 備播流程冗余備份 數(shù)據(jù)庫冗余備份 二級存儲(chǔ)冗余備份 視頻服務(wù)器冗余備份播控工作站冗余備份

揚(yáng)州電視臺(tái)自辦節(jié)目播控機(jī)房目前建有面向全臺(tái)網(wǎng)的1個(gè)高清頻道播控系統(tǒng)和4+1個(gè)標(biāo)清頻道播控系統(tǒng)，其中1個(gè)標(biāo)清頻道是與高清頻道同播的頻道。如何精心設(shè)計(jì)并正確應(yīng)用諸多冗余備份技術(shù)，保障播控系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行，確保自辦節(jié)目安全優(yōu)質(zhì)播出，是我臺(tái)電視播控技術(shù)人員必須完成的重要課題。

一.備播流程冗余備份

我臺(tái)高標(biāo)清播控系統(tǒng)配置了12臺(tái)上載、編單全功能工作站，負(fù)責(zé)編單、文件化上載（寫二級存儲(chǔ)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫）、應(yīng)急上載（寫視頻服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫）、軟審（讀二級存儲(chǔ)系統(tǒng)）、段落打包（讀寫數(shù)據(jù)庫）、播前審看（讀視頻服務(wù)器）等。

1.主干平臺(tái)文件化自動(dòng)推送

在全臺(tái)網(wǎng)環(huán)境下，為了滿足高標(biāo)清播控系統(tǒng)文件化和自動(dòng)化備播需求，我臺(tái)將播控系統(tǒng)通過兩臺(tái)防火墻和兩臺(tái)USB擺渡服務(wù)器連接上全臺(tái)網(wǎng)主干平臺(tái)，使播控系統(tǒng)通過主干平臺(tái)的ESB接口、EMB接口以及備播緩存系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與非編制作網(wǎng)、媒資網(wǎng)、廣告包裝網(wǎng)等系統(tǒng)的文件級互聯(lián)，節(jié)目素材MXF文件走防火墻通道傳輸?shù)讲コ鲋鞫壌鎯?chǔ)系統(tǒng)，元數(shù)據(jù)XML文件和消息走USB擺渡通道并自動(dòng)注冊到播控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

2臺(tái)USB擺渡/接口服務(wù)器能夠切斷TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接，阻止利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議傳播的各種木馬、病毒，數(shù)據(jù)傳輸通道帶寬為30MB/s。

2臺(tái)防火墻采取雙機(jī)熱備且負(fù)載均衡，每臺(tái)防火墻吞吐量≥6G b/s，提供8個(gè)千兆接口，支持鏈路聚合，輸入、輸出端都用4個(gè)千兆口聚合后提供不低于3Gb/s的通道帶寬。

正常備播流程是待播成品節(jié)目以文件形式從全臺(tái)網(wǎng)主干平臺(tái)備播緩存系統(tǒng)推送到播出主二級存儲(chǔ)系統(tǒng)，首播是直播的節(jié)目在復(fù)播前，以MXF打包文件推送到播控系統(tǒng)，或以專業(yè)光盤/P2卡送播。非直播類成品節(jié)目首播以專業(yè)光盤/P2卡送播，復(fù)播以MXF打包文件推送到播控系統(tǒng)。

2.點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)閘數(shù)據(jù)擺渡

這是第1種應(yīng)急備播流程，非編制作網(wǎng)、媒資網(wǎng)、廣告包裝網(wǎng)通過2臺(tái)數(shù)據(jù)擺渡網(wǎng)閘等安全設(shè)備，經(jīng)播控系統(tǒng)核心交換機(jī)與播出主二級存儲(chǔ)系統(tǒng)之間構(gòu)建了待播節(jié)目素材文件直送應(yīng)急備份通道，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)方式互聯(lián)，只遷移傳輸節(jié)目素材MXF文件到播出主二級存儲(chǔ)系統(tǒng)，元數(shù)據(jù)采取在播出環(huán)節(jié)由人工注冊到播控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，完成節(jié)目素材文件化應(yīng)急備播。

每臺(tái)網(wǎng)閘具備網(wǎng)閘+防火墻功能，文件傳輸實(shí)測帶寬≥60MB/s。

3.防火墻拉取傳輸

這是第2種應(yīng)急備播流程，主干平臺(tái)備播緩存系統(tǒng)經(jīng)防火墻之后映射盤符到播出上載工作站本地，由上載工作站主動(dòng)拉取主干平臺(tái)備播緩存系統(tǒng)中的待播節(jié)目素材MXF文件到上載工作站本地，再由上載工作站將待播節(jié)目素材以文件形式導(dǎo)入到播出主二級存儲(chǔ)系統(tǒng)，同時(shí)將對應(yīng)的元數(shù)據(jù)由人工注冊到播控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

4.本地專業(yè)光盤/P2卡文件化上載

這是第3種應(yīng)急備播流程，配置2臺(tái)專業(yè)光盤放像機(jī)用于標(biāo)清節(jié)目素材專業(yè)光盤介質(zhì)本地FTP文件化上載和SDI信號方式應(yīng)急上載，配置2只P2卡驅(qū)動(dòng)器用于高清節(jié)目素材P2卡介質(zhì)本地FTP文件化上載。

5.極端情況處置

在基于主干平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等網(wǎng)絡(luò)化手段都不可用的極端情況下，可由非編制作網(wǎng)、媒資網(wǎng)、廣告包裝網(wǎng)下載應(yīng)急介質(zhì)（專業(yè)光盤、P2卡）直接用于在線播出。

二.功能性服務(wù)器冗余備份

配置4臺(tái)MD5校驗(yàn)服務(wù)器負(fù)責(zé)執(zhí)行從非編制作網(wǎng)、媒資網(wǎng)、廣告包裝網(wǎng)等遷移到播出主二級存儲(chǔ)系統(tǒng)的節(jié)目素材文件的MD5校驗(yàn)和遷移任務(wù)。

配置6臺(tái)自動(dòng)技審服務(wù)器負(fù)責(zé)對進(jìn)入主二級存儲(chǔ)系統(tǒng)的節(jié)目素材文件進(jìn)行自動(dòng)技審。

配置2臺(tái)文件遷移管理服務(wù)器提供對節(jié)目素材管理任務(wù)的統(tǒng)一分發(fā)和管理，執(zhí)行節(jié)目素材管理任務(wù)，驅(qū)動(dòng)2臺(tái)文件遷移執(zhí)行服務(wù)器執(zhí)行播出網(wǎng)內(nèi)節(jié)目素材文件的同步遷移任務(wù)，提供播出網(wǎng)內(nèi)節(jié)目素材拷貝、鏡像、刪除、自動(dòng)技審等策略，并依據(jù)策略生成各種任務(wù)。

配置2臺(tái)文件遷移執(zhí)行服務(wù)器負(fù)責(zé)執(zhí)行播出網(wǎng)內(nèi)節(jié)目素材文件的同步遷移任務(wù)。

播出數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)的4臺(tái)千兆交換機(jī)采取兩兩堆疊使用，播出控制數(shù)據(jù)網(wǎng)的2臺(tái)百兆交換機(jī)也采取了冗余備份工作方式。

三。數(shù)據(jù)庫冗余備份

配置主備2臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)與管理除MXF視音頻文件之外的節(jié)目素材元數(shù)據(jù)文件、節(jié)目單、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)、系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)、用戶及其權(quán)限信息、操作日志等數(shù)據(jù)，高標(biāo)清播控系統(tǒng)共用數(shù)據(jù)庫，便于實(shí)現(xiàn)節(jié)目共享。

正常情況下，主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器同時(shí)運(yùn)行，播控系統(tǒng)內(nèi)所有應(yīng)用程序的配置文件均指向主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)只往主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器寫，主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間利用soL Sever 2008的“快照分發(fā)”功能，在每天空閑時(shí)段，主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器定時(shí)每天2次自動(dòng)向備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器做快照分發(fā)方式的數(shù)據(jù)鏡像，定期保證主備數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同步。當(dāng)主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過手動(dòng)更改編單、上載、播控等工作站以及功能性服務(wù)器應(yīng)用程序的配置文件，使其指向備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

由于數(shù)據(jù)庫備份動(dòng)作本身也占用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器一定的系統(tǒng)資源，所以數(shù)據(jù)庫本地備份動(dòng)作不能過于頻繁，我們采取在每天空閑時(shí)段，主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器每天1次定時(shí)自動(dòng)進(jìn)行本地完整備份，每天2次定時(shí)自動(dòng)進(jìn)行本地差異備份。備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器每天1次定時(shí)自動(dòng)進(jìn)行本地完整備份，不進(jìn)行本地差異備份。

主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器自動(dòng)保存主數(shù)據(jù)庫10+1天之內(nèi)的備份數(shù)據(jù)文件，備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器自動(dòng)保存?zhèn)鋽?shù)據(jù)庫5+1天之內(nèi)的備份數(shù)據(jù)文件。主備數(shù)據(jù)庫服務(wù)器能夠自動(dòng)清除過期的備份數(shù)據(jù)文件，確保數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的硬盤空間能夠有效地滾動(dòng)利用。

主數(shù)據(jù)庫服務(wù)器能夠自動(dòng)清除過期的日志、編單數(shù)據(jù)、段落包數(shù)據(jù)等，只動(dòng)態(tài)保留60天的日志、編單數(shù)據(jù)、段落包數(shù)據(jù)，這樣確保數(shù)據(jù)庫中上述日志和數(shù)據(jù)不至于太過龐大，從而保證數(shù)據(jù)庫服務(wù)器能夠提供足夠高的服務(wù)響應(yīng)效率。

四。二級存儲(chǔ)冗余備份

在全臺(tái)網(wǎng)環(huán)境下，播出二級存儲(chǔ)不僅是播出視頻服務(wù)器在線存儲(chǔ)的近線擴(kuò)展，而且是播控系統(tǒng)與相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)互聯(lián)的備播緩沖存儲(chǔ)體，還是備播與播出業(yè)務(wù)流程中節(jié)目素材文件待播存儲(chǔ)、整備遷移、自動(dòng)技審、軟審、重播歸檔的核心設(shè)備。我臺(tái)高清頻道播控系統(tǒng)與標(biāo)清頻道播控系統(tǒng)共用了主備兩套二級存儲(chǔ)系統(tǒng)，非編制作網(wǎng)、媒資網(wǎng)、廣告包裝網(wǎng)的備播成片素材文件通過全臺(tái)網(wǎng)主干平臺(tái)的安全通道先遷移到主二級存儲(chǔ)系統(tǒng)，然后再遷移到高標(biāo)清主、備、第2備視頻服務(wù)器中待播和備二級存儲(chǔ)系統(tǒng)中鏡像，這樣就將自動(dòng)技審、軟審等業(yè)務(wù)與視頻服務(wù)器隔離，避免相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)與視頻服務(wù)器在線存儲(chǔ)體進(jìn)行直接連接和直接操作，從而提高了播控系統(tǒng)安全性和靈活性。

1.EMC Isilon NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)

主二級存儲(chǔ)系統(tǒng)采用EMC Isilon X200集群式NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)，具有4個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，基于分布式操作系統(tǒng)OneFS創(chuàng)建了一個(gè)智能跨越所有節(jié)點(diǎn)的單一文件系統(tǒng)，對外提供NAS存儲(chǔ)服務(wù)。每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)配有12塊1TB的SATA硬盤，集群物理容量為48TB，采用“N+2：1”節(jié)點(diǎn)級容錯(cuò)方案，有效存儲(chǔ)容量為43TB，集群實(shí)測混合讀寫帶寬≥400MB/s。

Isilon X200集群式存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中4個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)地位平等，每個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上4個(gè)千兆以太網(wǎng)端口以聚合方式直連主備核心交換機(jī)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有自己獨(dú)立的IP，對外虛擬出一個(gè)智能連接IP。集群內(nèi)部4個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過2臺(tái)8端口InfiniBand交換機(jī)互聯(lián)。

2.NetApp NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)

備二級存儲(chǔ)系統(tǒng)采用l套NetApp FAS3220 NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)，配置雙控制器，24塊3TB的SATA盤，12個(gè)千兆網(wǎng)口，支持多GbE口綁定。該NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)配置成單個(gè)邏輯卷，物理容量為72TB，有效存儲(chǔ)容量為42TB，實(shí)測混合讀寫帶寬≥400MB/s。

NetApp FAS3220采用RAID-DP雙奇偶校驗(yàn)容錯(cuò)技術(shù)，每個(gè)RAID中配有2塊校驗(yàn)盤，在一個(gè)RAID中支持任意位置2塊硬盤同時(shí)故障，在盤箱配置2塊HotSpare熱備盤的情況下，支持任意位置4塊硬盤同時(shí)故障，有效提升了存儲(chǔ)可用性和數(shù)據(jù)安全性。

五.視頻服務(wù)器冗余備份

1.標(biāo)清主備視頻服務(wù)器

配置一主兩備3臺(tái)Omneon MediaDeck標(biāo)清視頻服務(wù)器主機(jī)，其中2臺(tái)作為主備播出視頻服務(wù)器使用，共提供4個(gè)頻道主備播出通道、2個(gè)播前審看通道、2個(gè)半雙工應(yīng)急上載兼上載審看通道。第3臺(tái)作為應(yīng)急備份視頻服務(wù)器使用，提供1個(gè)機(jī)動(dòng)備播通道、1個(gè)播前審看通道、1個(gè)半雙工應(yīng)急上載兼上載審看通道。

每臺(tái)MediaDeck內(nèi)置存儲(chǔ)采用500GB企業(yè)級SATA熱插拔硬盤，6+2=8塊硬盤組成雙奇偶校驗(yàn)RAID6冗余容錯(cuò)硬盤陣列，有效存儲(chǔ)容量3TB，硬盤陣列具有雙控制器，支持2塊硬盤同時(shí)故障，每臺(tái)Mediadeck提供30MB/s有效FTP帶寬。

2.高清主備視頻服務(wù)器

配置主備2臺(tái)Omneon Mediadeck7000高標(biāo)清兼容視頻服務(wù)器，共提供2個(gè)頻道（現(xiàn)只用1個(gè)頻道）主備播出通道、2個(gè)播前審看通道等。Me cliad ec k7000的電源、風(fēng)扇、硬盤等均為冗余熱備份熱插拔，采用4塊企業(yè)級2TB SATAII硬盤組成3+1 RAID3冗余陣列，有效存儲(chǔ)容量6TB，每臺(tái)Mediadeck7000提供90MB/s有效FTP帶寬。

配置異構(gòu)的第3臺(tái)（第2備）軟解碼高清視頻服務(wù)器，有效存儲(chǔ)容量5.33TB、有效FTP帶寬20MB/s。

3.多種播出方式

配置8臺(tái)專業(yè)光盤放像機(jī)用于4個(gè)標(biāo)清頻道應(yīng)急播出，標(biāo)清播控系統(tǒng)可以靈活地實(shí)現(xiàn)“硬盤+專業(yè)光盤”混合播出、“全硬盤”播出、“全專業(yè)光盤”播出等多種播出方式，實(shí)現(xiàn)了專業(yè)光盤放像機(jī)與視頻服務(wù)器在線互為備份和并行工作。

配置2臺(tái)P2卡放像機(jī)用于1個(gè)高清頻道應(yīng)急播出，高清播控系統(tǒng)可以靈活地實(shí)現(xiàn)“硬盤+P2卡”混合播出、“全硬盤”播出、“全P2卡”播出等多種播出方式，實(shí)現(xiàn)了P2卡放像機(jī)與視頻服務(wù)器在線互為備份和并行工作。

六.播控工作站冗余備份

1.標(biāo)清頻道播出控制方式

每個(gè)標(biāo)清頻道配置主備2臺(tái)播控工作站，通過播控軟件和RS-422倒換器實(shí)現(xiàn)主從冗余和同步播控，自動(dòng)控制相應(yīng)的主備標(biāo)清視頻服務(wù)器解碼通道、主備應(yīng)急播出專業(yè)光盤放像機(jī)、主備標(biāo)清切換臺(tái)等播出設(shè)備依據(jù)節(jié)目單自動(dòng)完成幀精度主備同步播出與切換。

2.高清頻道播出控制方式

高清頻道配置主、備、第2備共3臺(tái)播控工作站，主備播控工作站通過播控軟件和RS-422倒換器實(shí)現(xiàn)主從冗余和同步播控，自動(dòng)控制主備高清視頻服務(wù)器解碼通道、主備應(yīng)急播出高清P2放像機(jī)、主備高清SDI 16×2切換器、主備高清鍵混器等播出設(shè)備依據(jù)節(jié)目單自動(dòng)完成幀精度主備同步播出與切換。第2備播控工作站專門用于控制第2備高清視頻服務(wù)器實(shí)現(xiàn)第2備同步播出。

3.播控軟件冗余備份措施

播出控制軟件界面清晰、簡單、實(shí)用，備份手段和手動(dòng)應(yīng)急處理措施完備，可對節(jié)目單進(jìn)行間隙和超越等時(shí)間邏輯檢查，可對視頻服務(wù)器中待播節(jié)目素材和受控設(shè)備狀態(tài)、直播線路信號是否已備妥就緒進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測并顯示，異常時(shí)可進(jìn)行聲光報(bào)警。

播控工作站正常情況下從數(shù)據(jù)庫調(diào)取、追加（加載）節(jié)目單到本地并保存，可對在播節(jié)目單進(jìn)行在線修改，可插入、刪除節(jié)目素材。在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器發(fā)生故障或緊急情況下，可以直接在播控程序中在線編輯節(jié)目單，還可以通過文件導(dǎo)入節(jié)目單。主備數(shù)據(jù)庫同時(shí)發(fā)生故障或網(wǎng)絡(luò)癱瘓時(shí)，不影響已加載到本地的節(jié)目單正常播出。

七.切換設(shè)備冗余備份

1.標(biāo)清主備播出切換臺(tái)

標(biāo)清主備播出切換臺(tái)均選擇Miranda NV5128機(jī)箱，每個(gè)頻道主備播出切換臺(tái)共用l塊控制面板。4個(gè)頻道主備播出通道選擇了8塊標(biāo)清播出處理卡，每個(gè)播出處理卡具備獨(dú)立的交叉點(diǎn)模塊。將4個(gè)頻道4路備播出處理卡的PGM/SDI輸出接入對應(yīng)的4路主播出處理卡的Bypass控制開關(guān)的EMG In（應(yīng)急輸入），讓4路主播出處理卡的Bypass控制開關(guān)擔(dān)當(dāng)為4個(gè)無源的2×1SDI切換開關(guān)。第5個(gè)標(biāo)清頻道主路采取1只Harris16×2 SDI凈靜切換器、備路采取標(biāo)清總控矩陣的1路輸出母線實(shí)現(xiàn)主備冗余備份方式工作。

2.高清主備播出切換器

高清主備播出切換的HD-SDI信號鏈路配置主備2只Miranda 16×2HD-SDI凈靜切換器等設(shè)備，采取高標(biāo)清同播畫面分別疊加臺(tái)標(biāo)、字幕，主備16×2高清凈靜切換器輸出的主備HD-SDI凈信號在用于高清頻道播出時(shí)，先分別經(jīng)過主備高清響度控制器再輸出給主備高清鍵混器，高清字幕和臺(tái)標(biāo)信號經(jīng)過高清視分后接入主備高清鍵混器。主備HDSDI凈信號還通過主備2只Mirancla下變換器板卡下變換為標(biāo)清SDI信號后，送同播的標(biāo)清頻道播控系統(tǒng)作為外來線路信號源，用于同播的標(biāo)清頻道播出。

配置l臺(tái)兩路HD-SDI信號一致性檢測與報(bào)警服務(wù)器，對高清主備播出通道末級PGM/HD-SDI信號的視音頻技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，對兩路HD-SDI信號的一致性實(shí)現(xiàn)客觀、嚴(yán)格、靈敏、智能的比對檢測，對因人為誤操作或通道故障導(dǎo)致的主備路播出信號的不一致情況自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、快速報(bào)警，提醒人工及時(shí)響應(yīng)、及時(shí)定位故障、及時(shí)進(jìn)行應(yīng)急處理，在極短時(shí)間內(nèi)利用二選一開關(guān)，切換正確的那一路信號，避免發(fā)生播出事故，減輕播控值機(jī)人員工作壓力。

八。結(jié)語

以上從備播流程冗余備份、功能性服務(wù)器冗余備份、數(shù)據(jù)庫冗余備份、二級存儲(chǔ)冗余備份、視頻服務(wù)器冗余備份、播控工作站冗余備份、切換設(shè)備冗余備份等方面，總結(jié)和介紹的揚(yáng)州電視臺(tái)面向全臺(tái)網(wǎng)的高標(biāo)清同播播控系統(tǒng)冗余備份技術(shù)應(yīng)用情況，希望能夠給兄弟電視臺(tái)技術(shù)同行帶來啟發(fā)。