陳崢嶸

（陜西廣播電視臺，陜西 西安 710061）

陜西廣播電視臺高清制作網(wǎng)為后期節(jié)目制作及全臺網(wǎng)一體化文件送播發(fā)揮了極大作用。其中，中心存儲系統(tǒng)發(fā)揮了極其重要的作用。筆者僅就網(wǎng)中采用EMC isilon X400存儲平臺的中心存儲系統(tǒng)的基本架構(gòu)、特點(diǎn)，以及運(yùn)行中的問題進(jìn)行闡述。

1 中心存儲系統(tǒng)的架構(gòu)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

高清制作網(wǎng)的中心存儲系統(tǒng)以EMC isilon X400存儲平臺為核心架構(gòu)，如圖1所示，共用了8個節(jié)點(diǎn)，存儲空間共計(jì)288 TB（每個節(jié)點(diǎn)存儲36 TB），每節(jié)點(diǎn)24 GB高速NVRAM（Non-Volatile Random Access Memory），非易失性隨機(jī)訪問存儲器）。安全機(jī)制采用6+2:1，具有很高的安全級別，在1個節(jié)點(diǎn)損壞，或者2塊硬盤（2塊硬盤處于不同節(jié)點(diǎn)）同時損壞時，仍然能確保數(shù)據(jù)不被損壞和丟失。

8個節(jié)點(diǎn)通過16根（每節(jié)點(diǎn)2根）20 Gb/s銅纜連接到in fi niband（多并發(fā)鏈接的“轉(zhuǎn)換線纜”技術(shù)）接口，將8個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行互連互通，形成一個完整的存儲系統(tǒng)。通過16根萬兆光纖接入2臺核心交換機(jī)，8個節(jié)點(diǎn)共享16個IP地址，這16個IP地址形成存儲IP地址池，制作系統(tǒng)采用域名方式統(tǒng)一訪問存儲，客戶端的訪問請求由存儲進(jìn)行負(fù)載均衡。

該系統(tǒng)為高清制作網(wǎng)40臺高清編輯站點(diǎn)提供超過2 800 MB/s的讀寫帶寬（每節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定帶寬理論值500 MB/s，總穩(wěn)定帶寬理論值約為4 000 MB/s），可以實(shí)現(xiàn)4 0站點(diǎn)4路高清視音頻（100 Mb/s，MPEG2 I-frame格式）的實(shí)時編輯。

1.2 EMC isilon X400主要性能及特點(diǎn)

EMC isilon X400存儲平臺的軟硬件構(gòu)成如圖2所示。

（1）OneFS操作系統(tǒng)簡單易用

EMC isilon X400硬件平臺采用OneFS操作系統(tǒng)，操作簡單方便，便于監(jiān)控和管理；界面統(tǒng)一，直觀友好。

（2）提供單一命名空間，使用管理方便

EMC isilon的存儲平臺采用集群存儲系統(tǒng)架構(gòu)，可以智能地分類存儲不同的數(shù)據(jù)資源，并將為這些數(shù)據(jù)資源創(chuàng)建一個集中化的共享虛擬存儲池，可提供超過20 PB的全局單一的命名空間。全局單一命名空間使前端編輯人員、使用人員直接對虛擬資源池進(jìn)行讀寫和管理，而無需考慮數(shù)據(jù)在存儲設(shè)備中的存放模式。與傳統(tǒng)的NAS（Network Attached Storage，網(wǎng)絡(luò)附屬存儲）系統(tǒng)相比，簡化了海量數(shù)據(jù)存儲和管理的復(fù)雜性；另外，單一命名空間其容量近乎無限擴(kuò)大，突破了以前廣電用戶所要面臨的32 bit操作系統(tǒng)單一目錄不能超過2 TB的限制，為大容量高清視頻文件的存儲帶來了空間。

（3）橫向擴(kuò)展，性能和容量隨集群規(guī)模二維增長

傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)是Scale-up（縱向擴(kuò)展）的單個存儲設(shè)備，向更強(qiáng)大的CPU、內(nèi)存、通道及其他設(shè)備擴(kuò)展的方式，而EMC isilon存儲平臺則不同（見圖3），采用Scale-out（橫向擴(kuò)展）技術(shù)，通過infiniband技術(shù)將一個個獨(dú)立的存儲設(shè)備采用搭積木的方式聚合成一個集群式存儲系統(tǒng)；同時，提供IP-SAN（Storage Area Network，存儲局域網(wǎng)絡(luò)）訪問連接和NAS數(shù)據(jù)使用方式，其存儲性能和容量可以按需進(jìn)行動態(tài)擴(kuò)展，來滿足不斷增長的存儲容量和性能的需求。

圖2 EMC isilon X400存儲平臺的軟硬件構(gòu)成

EMC isilon集群存儲系統(tǒng)可以為用戶提供如下好處：打破傳統(tǒng)存儲架構(gòu)的擴(kuò)展限制，容量可超過20 PB，同時可以保證存儲系統(tǒng)容量和性能的均衡，很好地滿足廣電用戶未來隨業(yè)務(wù)增長所帶來的對海量數(shù)據(jù)存儲空間和帶寬的需求；避免由于用戶需求的不斷增長而帶來的數(shù)據(jù)遷移問題，可隨業(yè)務(wù)需求變化而動態(tài)調(diào)整資源，其帶寬、處理能力和存儲容量都可以實(shí)時調(diào)整和擴(kuò)展；所有擴(kuò)容操作均可以在線進(jìn)行，無須中斷正常執(zhí)行的應(yīng)用。

（4）集成的數(shù)據(jù)保護(hù)、容錯機(jī)制，實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)安全性

大多數(shù)存儲系統(tǒng)都采用RAID（Redundant Array of Independent Disks，獨(dú)立冗余磁盤陣列）技術(shù)。傳統(tǒng)的RAID技術(shù)在過去很長一段時期中能滿足需求，提供單個磁盤驅(qū)動器發(fā)生故障時的數(shù)據(jù)保護(hù)。隨著廣電用戶不斷增加的海量存儲需求，磁盤的面密度以將近100%的復(fù)合年增長率在提升，但是磁盤驅(qū)動器的可靠性和性能并沒有同步提高，而且由于大容量磁盤需要更長的RAID重建時間，極大地增加了同時發(fā)生幾個磁盤故障的可能性，數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)不可小視。再者，傳統(tǒng)的RAID技術(shù)無法給整體存儲性能帶來明顯的提升。

EMC isilon集群存儲采用優(yōu)于傳統(tǒng)RAID技術(shù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)保護(hù)方式，即OneFS采用的核心技術(shù)FlexProtect，基于可靠的數(shù)學(xué)模型，利用 Reed-Solomon 編碼提供冗余和可用性。FlexProtect可以提供針對最多四個同時發(fā)生的全節(jié)點(diǎn)或單個驅(qū)動器的故障的保護(hù)，并且在群集規(guī)模擴(kuò)展時，實(shí)現(xiàn)更短的單個故障的重新構(gòu)建時間。

圖3 EMC isilon存儲架構(gòu)與傳統(tǒng)存儲方式的比較

圖4 節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)控

圖5 單個節(jié)點(diǎn)詳細(xì)狀態(tài)監(jiān)控

圖6 空間訪問管理

FlexProtect還提供了特定于文件的保護(hù)功能，可以為單個文件（更常見的是某個目錄）提供特定的保護(hù)級別，并按照與數(shù)據(jù)或工作流的重要性級別分別保護(hù)文件系統(tǒng)的不同部分，即關(guān)鍵數(shù)據(jù)可以獲得更高的保護(hù)級別，而不太關(guān)鍵的數(shù)據(jù)可以獲得較低的保護(hù)級別。這為存儲管理員提供了非常精確的保護(hù)/容量權(quán)衡，可針對群集擴(kuò)展和工作流實(shí)施動態(tài)調(diào)整。

2 系統(tǒng)的運(yùn)行及維護(hù)

2.1 服務(wù)器及編輯站點(diǎn)配置

高清制作網(wǎng)中，除數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的操作系統(tǒng)為redhat外，其余均為windows操作系統(tǒng)，通過映射網(wǎng)絡(luò)路徑腳本，對中心存儲空間進(jìn)行訪問。

2.2 運(yùn)行維護(hù)

isilon X400使用基于web的管理界面的中心控制臺，實(shí)現(xiàn)對存儲空間的系統(tǒng)設(shè)置，實(shí)時監(jiān)測全部節(jié)點(diǎn)及單個節(jié)點(diǎn)的性能、空間利用率、配額等具體使用信息（見圖4、圖5），并適時地對磁盤進(jìn)行檢測、復(fù)制作業(yè)等管理操作。

isilon X400為windows客戶端提供基于SMB協(xié)議的空間訪問管理。該系統(tǒng)中，X400對外提供兩個共享目錄，供后期制作系統(tǒng)和系統(tǒng)測試使用，相關(guān)配置參數(shù)如圖6所示。

OneFS操作系統(tǒng)，界面友好，管理維護(hù)方便，大大減輕了技術(shù)人員的運(yùn)維工作。

3 總結(jié)

EMC isilon X400存儲平臺在具有大容量存儲的同時，還具備高帶寬能力，這是電視后期制作網(wǎng)最為看重的一點(diǎn)，特別是隨著高清制作業(yè)務(wù)的普及，數(shù)據(jù)讀寫量大為增加：單軌高清約為標(biāo)清的2倍；4軌實(shí)時編輯，數(shù)據(jù)讀取帶寬是標(biāo)清系統(tǒng)的8倍。

陜西廣播電視臺高清制作網(wǎng)的中心存儲系統(tǒng)采用了8節(jié)點(diǎn)EMC isilon X400存儲平臺，通過16根萬兆光纖接入核心交換機(jī)，理論上能夠提供約為4 000 MB/s穩(wěn)定帶寬，遠(yuǎn)高于40站點(diǎn)4軌高清視音頻文件實(shí)時的讀取帶寬（約2 800 MB/s）。同時，OneFS管理便捷性、大容量、高帶寬、極高的安全機(jī)制都為制作網(wǎng)的高效、安全運(yùn)行提供了很好的技術(shù)保障。

高清制作網(wǎng)建成到現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)行超過四年，EMC X400中心存儲系統(tǒng)目前實(shí)際使用空間率超過50%，運(yùn)行高效、安全可靠，讀寫帶寬穩(wěn)定，保障了陜西廣播電視臺的40多個欄目的制作和文件化送播。