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浅谈基于单网结构的数字媒体存储解决方案
 
慧聪网   2006年4月10日15时43分   信息来源:大洋公司网站    

    内容提要:本文分析了数字媒体网络化存储的需求特点,并对传统的双网结构的解决方案和近年来新提出的单网结构的解决方案进行了比较。文中重点介绍了目前三种主流的单网结构解决方案,即NAS、iSCSI、GPFS等,剖析了这几种方案的优势和不足,并对网络存储的发展方向进行了预测。

一、媒体素材数字化网络化存储的需求与挑战

    自从上个世纪八十年代以来,随着信息技术的飞速发展,计算机的应用领域逐步扩大,我们的社会已经进入了信息化、数字化、网络化的时代。人们开始慢慢抛弃了纸张、磁带等传统的记录介质,而将文字、图片、声音、视频等进行数字化存储,通过网络进行共享应用。在广电领域内,随着整个电视行业数字化改造进程的不断深入,媒体素材,主要是广播级视音频素材的数字化存储和共享,被越来越多的人认定为未来行业发展的必然趋势。

    与通常的文字、图片或数据库的存储相比较,媒体素材有很多特殊性。

    首先,数字化的视音频信号码率很大。PAL制的视频数据,如果不压缩,其码率为20MB/S,经过目前比较常用的压缩算法处理后,通常码率仍在25Mbps到50Mbps之间。在视音频编辑制作过程中,经常会出现多个画面叠加的情况,总带宽为多个原始素材码率的叠加,通常会达到100Mbps以上。

    其次,高码率必然造成对存储空间的大量占用。1个小时Mpeg I-50的视频素材,需要占用22GB的存储空间。因此在视音频系统中,存储容量通常是以TB为单位进行计算的。

    最为特别是,视音频的采集、回放等应用对网络带宽的要求必须是实时、恒定、可靠的。以PAL制视频为例,每秒钟25帧画面,也就是说每帧画面的传输时间不能长于40ms,否则画面就会出现丢帧抖动。因此网络带宽的不稳定对于视音频应用来说是致命的问题。

    还有,由于在视音频系统中,需要多人同时进行编辑制作,因此对于数据共享有很高的要求,系统必须能够支持大量并发用户的访问,并且能够方便的进行规模扩展。

二、基于FC+以太的双网结构解决方案

    a) 双网结构的提出与发展

    为了满足海量视音频素材数字化存储和再利用的需求,存储区域网(Storage Area Network)技术在广电行业内得到了大量的应用。最初的SAN是基于SCSI协议的小型系统,但由于受到SCSI协议寻址空间、传输距离、安全机制等方面的限制,很快就被基于FC的SAN取代,目前FC已经基本成为SAN的代名词。FC(Fibre Channel)实际是一种网络传输层的协议,它的特点是假设物理层链路质量可靠(使用光纤或铜缆),减少复杂的冗余校验运算,提供高速恒定的网络连接。由此可知,光纤技术只是光纤通道的一种选择。光纤通道,更准确地说FCP协议(Fibre Channel Protocol),完成了SCSI-3协议的一种串行实现,即SCSI over FC。

    在视音频应用中,一个重要的特点就是共享,为了实现SAN上的数据共享,目前通常使用SAN共享文件系统软件,如IBM Tivoli SANergy来完成。SANergy软件的工作机理是一台服务器作为MDC(Meta Data Controller),负责管理整个文件系统,SAN中其他SANergy客户端需要进行数据读写时,先向MDC申请令牌,MDC进行数据调度后方允许其操作。

 
 
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