卡爾·保爾森

隨著廣播電視業(yè)逐步從SDI架構(gòu)轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)、IP和基于軟件的管理的架構(gòu)，適用于媒體專業(yè)人士的網(wǎng)絡(luò)不斷演進(jìn)。

由于2017年底管理型網(wǎng)絡(luò)上IP視頻新標(biāo)準(zhǔn)SMPTE ST 2110的頒布，工程師、網(wǎng)絡(luò)管理員和廣播電視技術(shù)人員現(xiàn)在面對(duì)學(xué)習(xí)如何處理一個(gè)管理型、高碼率、實(shí)時(shí)專業(yè)媒體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的越來(lái)越多特性和功能的挑戰(zhàn)。手頭擁有必要的工具以及了解如何建立、操作和管理這些使用商用現(xiàn)貨硬件的系統(tǒng)，在幫助這些新用戶適應(yīng)碼流水平的媒體傳輸和運(yùn)行模式轉(zhuǎn)移方面極為關(guān)鍵。

AMWA、NMOS和SDN

與物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎鄥f(xié)調(diào)，出現(xiàn)了我們未來(lái)將使用的基于軟件的管控平臺(tái)。像由先進(jìn)媒體工作流程協(xié)會(huì)（AMWA）開發(fā)且被確定為NMOS（網(wǎng)絡(luò)媒體開放規(guī)范）接口規(guī)范IS-04、IS-05和IS-06的解決方案基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）。

SDN并非一些廠家用來(lái)描述其控制/管理解決方案的營(yíng)銷術(shù)語(yǔ)，相反，SDN與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和管理型運(yùn)行的廣泛概念密切相關(guān)。在這個(gè)背景下，SDN全面提供網(wǎng)絡(luò)識(shí)別、登記和流程管理。因此，SDN原則適用于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并不只是控制網(wǎng)上的特定設(shè)備或部件。

ST 2110標(biāo)準(zhǔn)從互操作性角度清晰闡述了網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)性。它確保網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備能夠成功收發(fā)一個(gè)不受約束的工作區(qū)內(nèi)的包。全部ST 2110標(biāo)準(zhǔn)都沒有解決網(wǎng)絡(luò)的控制層或應(yīng)用層問題。因此，要實(shí)現(xiàn)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)媒體環(huán)境有益的互操作性和自動(dòng)化依然任重道遠(yuǎn)。

模式和最佳方法

2013年，若干行業(yè)組織攜手成立了網(wǎng)絡(luò)媒體聯(lián)合特別小組（JT-NM），其任務(wù)是協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制和應(yīng)用面的處理方式。JT-NM的成果是形成互操作性“參考架構(gòu)”（PA）——JT-NM RA。

在其最基本層面，JT-NM RA確定在4層（運(yùn)行、應(yīng)用、平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施）所需事物的模式和最佳方法。這些解決方案及它們的發(fā)展完全基于軟件，產(chǎn)生了SDN的根源。

S D N為一種新興架構(gòu)，它動(dòng)態(tài)變化、可管理和節(jié)約成本，并能夠適應(yīng)它的應(yīng)用環(huán)境，因此特別適合于當(dāng)前應(yīng)用的高帶寬、動(dòng)態(tài)變化特性。SDN可應(yīng)用于高性能計(jì)算（HPC）、資產(chǎn)管理、事務(wù)管理和以媒體為中心的環(huán)境——如在ST 2110標(biāo)準(zhǔn)中所見。

SDN的基礎(chǔ)是解耦網(wǎng)絡(luò)控制和轉(zhuǎn)發(fā)功能的架構(gòu)，通過一個(gè)對(duì)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是抽象的底層基礎(chǔ)架構(gòu)，使網(wǎng)絡(luò)控制直接變成可程控（即實(shí)現(xiàn)程序化）（圖1）。

SDN架構(gòu)直接可程控。換句話說，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)控制與在其它傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)作是分離的，因此它直接可程控。

業(yè)務(wù)流

SDN從本性上來(lái)說必須完全敏捷。通過從轉(zhuǎn)發(fā)部件提取控制，管理者能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整全網(wǎng)上的業(yè)務(wù)流。這意味著管理者（可能是相對(duì)于人類的一個(gè)自動(dòng)化解決方案）能夠調(diào)整網(wǎng)絡(luò)流量以滿足變化的需求。例如，如果一個(gè)信號(hào)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)流量是為3G（1080p60）數(shù)據(jù)包流而建的，這意味著一個(gè)10G鏈路能夠提供最多3個(gè)3G信號(hào)流。萬(wàn)一要求另一個(gè)信號(hào)流過相同的端口，就會(huì)出現(xiàn)過載（為充實(shí)利用優(yōu)化交換機(jī)連接多臺(tái)設(shè)備到同一交換機(jī)端口）。SDN會(huì)了解這些限制并重新路由（需要時(shí)）業(yè)務(wù)通過一個(gè)替換的不那么擁擠的端口。理想情況下這是自動(dòng)完成的，用戶從不知道數(shù)據(jù)流屬性特征或路徑。交換機(jī)成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)敏捷靈活的組件——在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可能要求在交換—控制層重新編程的組件。

可編程配置是SDN中的另一關(guān)鍵組成部分。它允許網(wǎng)絡(luò)管理者能夠快速、動(dòng)態(tài)配置、保護(hù)、管理和優(yōu)化其全部資源。利用自動(dòng)化的SDN應(yīng)用程序，優(yōu)化能夠自己編寫的程序（或像NMOS中的接口）不再依賴于專有軟件或硬件控制器，如傳統(tǒng)SDI視頻矩陣中要求的那些設(shè)備。配置現(xiàn)在變?yōu)椤皬S商中立”，可適用于多家交換機(jī)廠商、終端設(shè)備及其它資源。圖2歸納了SDN的是非。

基于云

S D N不一定需要與云計(jì)算服務(wù)相關(guān)；但大部分云服務(wù)依賴SDN自動(dòng)化和動(dòng)態(tài)管理其資源。本質(zhì)上，SDN取代在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中存在的那些“靜態(tài)架構(gòu)”，去中心化網(wǎng)絡(luò)的硬凝固性，并允許有一個(gè)靈活、可調(diào)整和可擴(kuò)展的架構(gòu)，進(jìn)一步增進(jìn)與傳統(tǒng)SDI視頻矩陣系統(tǒng)的差異。B&P