梁 靜，趙海霞，謝雨萌

(暨南大學 網絡與教育技術中心，廣東 廣州 510632)

1 現狀

1.1 數字音視頻教學資源持續(xù)增長

(1)信息技術進步產生海量資源。隨著標清向高清時代的發(fā)展，高清時代數字技術廣泛運用，視頻行業(yè)不斷向高清化、網絡化、智能化發(fā)展，畫質的高清伴生的是高清視頻素材海量增長，這就要求TB甚至PB級存儲容量對海量視頻數據進行安全存儲、快速檢索、讀取和管理，傳統(tǒng)的存儲設備在成本和性能兩個維度都不能滿足音視頻教學資源的增長需求。

(2)教學改革促進視頻資源積累?！督逃?guī)劃綱要》提出，要加強優(yōu)質教育資源開發(fā)與應用，加強網絡教學資源體系建設，促進優(yōu)質教育資源普及與共享[1]。《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》提出，要實施“優(yōu)質數字教育資源建設與共享行動”[2]。資源共享課的建設是落實教育規(guī)劃綱要的重要舉措，十二五國家精品開放課程建設項目目標是1000門視頻公開課、5000門資源共享課[3]，各高校都在進行基于互聯網模式下的教學改革，大力推進視頻公開課、微課、資源共享課、MOOC等多類視頻資源建設，累積了大量優(yōu)質音視頻教學資源。

1.2 以磁帶為介質的音視頻教學資源的存儲與共享需求

(1)磁帶介質資源的數字化存儲需求。高校都有大量以DVCAM為主要存儲介質的音視頻教學資源，歷史悠久的院校更是如此。這類磁帶介質資源具有重要的歷史文化價值，見證著高校發(fā)展變遷的軌跡。但磁帶壽命約為30年，對保存環(huán)境要求高、需要防潮防塵、怕摔、無法防強磁，一旦磁粉掉落將難以修復，因此磁帶介質的音視頻教學資源需要逐步進行數字化轉存。

(2)磁帶介質資源的網絡共享需求。磁帶介質只能進行人工歸檔管理，檢索、讀取和使用時很不方便，工作效率很低，用戶無法通過電腦、網絡直接進行數據的讀取，只能通過專用的錄機進行轉換后使用，這使得資源無法高效共享使用。

1.3 專業(yè)級媒體資源管理系統(tǒng)為什么不適用于高校

(1)建設媒資管理系統(tǒng)費用高昂。電視臺大多引進或專門設計媒體資產管理系統(tǒng)，以適應數量越來越多的資源[4]。但該系統(tǒng)的建設需要投入高昂的資金成本和人力成本，高校相關部門是無法承受的。

(2)缺乏專業(yè)媒資管理人才。國外的媒資依托先進的技術，對資源的采集、下載、審核、編目都有明確的規(guī)范和要求，對管理人才要求較高。我國媒資工作興起時間短，對于人才的培養(yǎng)也處于相對薄弱的狀態(tài)。

1.4 融合存儲、WEB服務和安全容災技術的網絡存儲日漸成熟

上世紀90年代以前，計算機的存儲環(huán)境是以DAS(Direct Attached Storage)為主要形式，直接將存儲連接到服務器上。這種方式的缺點是難于擴展、數據存儲容錯性差、無法共享、遠程管理不便等。隨著信息技術的發(fā)展，數據存儲以服務器為中心轉向以網絡為中心的網絡核心存儲架構。網絡存儲籍由Web實現信息發(fā)布、數據管理、資料存儲，逐漸在教育、醫(yī)療、媒體等行業(yè)嶄露頭角。

2 設計原則

2.1 安全性原則

高校音視頻教學資源管理系統(tǒng)必須保證高安全性，對教學視頻資源的存儲、讀取、管理有良好的容災能力，保護數據安全。目前眾多高校都具有幾十年甚至上百年的歷史，積累了豐富的教學資源，種類豐富、儲存媒介多樣。如安全性不足造成資源丟失，會對高校的歷史、文化、宣傳及教學科研造成重大損失。

2.2 經濟性原則

建設高性價比的管理系統(tǒng)，以最少的投入滿足用戶需求，避免系統(tǒng)重復建設而造成不必要的浪費。根據調研，不少高校都在積極投入資金建設符合自身需求的教學資源管理系統(tǒng)。一些小的地方電視臺和部分高校電教中心、圖書館等部門也應用了NAS網絡存儲系統(tǒng)，并取得了較好的效果，比如寧夏電臺、烏海廣播電視臺、貴州財經大學、河南師范大學等。

2.3 技術性原則

高校音視頻教學資源管理系統(tǒng)應該采用先進的技術，能有效對多種格式、多種類別的媒體資產進行管理，能夠快捷進行文件讀寫及協同共享，能夠穩(wěn)定運行，具備長期發(fā)展的能力，并且易于維護，這些都需要技術的支撐。

3 NAS存儲技術

3.1 NAS概述

NAS(NETWORK ATTACHED STORAGE)是一種專用的數據存儲設備，可向網絡用戶提供跨平臺的海量數據共享功能。它通過多種文件共享協議為不同的異構平臺客戶端提供文件共享服務。具有安裝容易快速、易于維護、擴展性強、響應速度快、能夠兼容不同的操作系統(tǒng)平臺等優(yōu)點，因此目前NAS設備已廣泛應用到教育、科研、印刷等各個行業(yè)或領域。

圖1 NAS存儲系統(tǒng)架構

3.2 NAS的優(yōu)勢

(1)實理統(tǒng)一存儲。通過數字硬盤攝錄存儲的視音頻資源都存放在NAS中，各工作站可共享這些素材，環(huán)境里的非編系統(tǒng)可從網絡存儲中直接調用任意一段素材進行編輯。實現了素材共享、協同工作、方便管理。

(2)數據的安全存儲與備份。NAS采用RAID陣列機制保護數據的安全存儲與備份功能，包括本地備份(將電腦上的數據通過局域網備份到NAS中)、異地備份(將異地電腦上的數據通過廣域網備份到NAS中)和NAS間備份(NAS與NAS之間的復制數據等)；

(3)數據的安全管理。支持遠程管理，具備完善的權限控制；可通過郵件、聲音等多種報警手段及時報錯，使管理人員能夠及早發(fā)現問題，保護數據安全。

(4)成本低，經濟性強。后續(xù)成本和數據管理成本低，還可以分期采購，不需要額外購置通用服務器。NAS的高性價比能夠滿足高校對存儲設備的需求。

(5)實現數據共享。該網絡存儲采用多任務、多線程的嵌入式Linux系統(tǒng)技術，能夠快速處理和響應來自網絡的多個并發(fā)用戶及多種不同操作系統(tǒng)的請求，可通過內部局域網絡連接。局域網絡的數據、文件可以通過ISCSI協議、FTP協議傳輸并存儲到NAS網絡存儲設備中?？蓪崿F跨平臺共享素材，可在不同的業(yè)務網絡里共享。

(6)容災能力強。傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)，服務器的任何故障均可導致存儲系統(tǒng)陷入癱瘓，而網絡存儲系統(tǒng)的即插即用能力，出錯節(jié)點可在線替換，不會影響到其他存儲節(jié)點的正常工作，即使同時兩個磁盤故障而數據依然無損傷。

(7)良好的可擴展性。傳統(tǒng)的存儲受服務器CPU處理中斷速度、I/O通道帶寬等限度，不能無限擴展存儲。而網絡存儲可進行“無限制”擴展，系統(tǒng)的存儲容量、帶寬等技術指標得到了很大的提升，滿足未來發(fā)展的需求。NAS具有多設備管理的功能，可隨著視頻數據的增長逐步擴充容量，多臺NAS服務器可以構成網絡，擴展簡單方便，并且不影響其他服務器的使用。

4 NAS存儲在暨南大學的應用

4.1 滿足音視頻教學資源的存儲需求

暨南大學采用infortrend GSe Pro 208 NAS網絡存儲，對磁帶介質的音視頻教學資源以及高清數字音視頻教學資源通過互聯網進行數字化管理。通過優(yōu)化存儲的功能，消除存儲空間已分配但未使用的現象，提高存儲實用空間。百兆光纖可支持環(huán)境內的用戶同時上傳、下載相關資源。目前音視頻教學資源存儲容量已達80多T，大大減輕了工作用非編的存儲壓力。

4.2 系統(tǒng)安全實現安全存儲

支持遠程復制、快照、文件夾遠程同步，備份關鍵數據。通過文件夾加密、IP自動鎖定、WORM來增強數據的安全性。采用用戶管理、文件夾管理-文化夾訪問控制進行權限管理，注重內防內控，數據安全性、可靠性高。管理員通過采用網頁形式進行統(tǒng)一管理，集中監(jiān)控，并提供云同步、文件瀏覽器、日志服務、代理服務、VPN、LDAP服務，簡單直觀，無需經過大量培訓。另一方面，終端用戶也無需開展培訓和學習，也不需要額外安裝軟件，可以通過任何操作系統(tǒng)客戶端輕松使用密碼進行登錄，實現數據的安全存儲。

4.3 功能強大促進協同共享

作為一個文件中心，跨平臺CIFS/SMB, NFS, AFP實現多臺計算機的文件存儲與共享,無縫對接多個操作系統(tǒng)。通過使用IP或FC SAN，能夠支持小規(guī)模VM/VDI/Lab部署。搭配四核CPU和雙10GbE端口，配置12Gb/s SAS擴展端口，主機通道長期可用(16Gb/s FC, 8Gb/s FC，10Gb/s iSCSI SFP+)，通過連接4個專用的JB Pro 208擴展柜，最大容量可達320T。NAS環(huán)境中的每個人都是管理者、使用者，工作人員減少了素材拷貝的時間成本，數據能方便而快速的在前臺和后臺相互響應、共享讀取，增加工作人員的業(yè)務協作能力。

5 結語

NAS存儲技術在音視頻資源維護管理方面的便捷性、安全性、共享性方面都有較為亮眼的表現，為當前高校的音視頻教學資源管理提出了可行性強的解決方案。基于NAS網絡存儲技術的安全管理系統(tǒng)，對音視頻教學資源進行統(tǒng)一存儲，能夠低成本高效率實現音視頻教學資源的數字化管理與共享，符合高校教學視頻資源存儲和應用的發(fā)展要求。此外，還要加強對管理人員的培訓，提高編目、資源檢索、管理維護、網絡安全等方面的水平和意識，提高工作效率，為學校的教學信息化發(fā)展提供更快捷的服務。