广东电视台视频服务器系统

阳光四通阳光四通广东电视台视频服务器系统扩容广东电视台视频服务器系统扩容 技术建议书技术建议书 1 概述 获悉广东电视台计划将原来在 SeaChange MediaCluster 上播出 的 3 个电视频道扩展为 4 个频道 SeaChange 公司特地就本次扩容 提出我们的技术方案 在本建议书中还包括对原来系统配置模式的改进意见 以及对 这两种配置模式在性能 容错性等方面的分析比较 最后 我们将提出 SeaChange MediaCluster 系统对自动播控软 件的要求和建议 2 系统扩容解决方案 我们建议在两个 MediaCluster 集群中各添加一个节点和相应的 编解码器来实现频道的增加 同时利用这个机会对原来的配置模式 进行调整 扩容调整后的系统架构如图 1 所示 BMC 1 频道1 主 频道2 主 BMC 2 频道1 备 频道2 备 频道3 主 频道4 主 频道3 备 频道4 备 图 1 图中左边的集群 1 作为频道 1 频道 2 的节目主播集群 右边 的集群 2 作为频道 3 频道 4 的节目主播集群 每个频道的主播解 码器与备份输出解码器放置在同一集群中不同的节点上 这样 当 集群内任一解码器甚至某一服务器节点发生故障时 集群的播出工 作不会中断 储存的节目内容也不会丢失 亦即 容许单节点故障 原则上由集群 1 存储频道 1 2 的节目内容 集群 2 存储频道 3 4 的内容 为进一步提高系统的冗余性 满足贵台提出的两节点 容错 可以在节目正常播出的同时以后台拷贝的方式来在两个集群 间彼此镜像对方的部分或全部节目内容 这样 如果在某集群中同 时发生 2 节点的故障 节目可在另一集群上备份编码器上继续播出 需自动播控软件支持 理论上 通过在原 3 节点集群上增加编解码器的方式也能够实 现播出频道数的增加 但是考虑到贵台的系统当前的完全镜像配置 以及将来的扩展 例如将使用 50Mbps 码率的编解码卡 在系统中 添加磁带库 通过增加节点可以为将来的扩展提供更加充裕的带 宽 为整个系统带来的更大的可扩展性 可靠性和冗余性 因此我 们建议采取该方式扩容 3 系统性能比较 与贵台原来的系统配置模式相比 本次建议的配置方式会带来 一些显著的改善 因为它符合 SeaChange MediaCluster 的 单一内 容拷贝 的设计思想 BMC 1 BMC 2 频道1 主 频道2 主 频道3 主 频道1 备 频道2 备 频道3 备 图 2 原来的配置方式 见图 2 是将两个 MediaCluster 作为互为镜 像的主播 备播集群使用 由于每个频道的主 备解码器置于不同 的集群上 解码器的自动故障恢复无法在单一集群内实现 因此节 目内容在播出之前必须通过外部网络完全拷贝到备份集群 否则 如果在拷贝工作完成之前主播集群中任意一块解码器发生故障 由 于此时备份集群尚未存储该频道的节目内容 将导致该频道的节目 播出中断 这种 先镜像 后播出 的方式耗时较多 使操作人员感到不 便 而实际上 造成上述问题的原因在于该种配置方式未能充分利 用 SeaChange 特有的 RAID 技术的优越性 由于该技术同时在节点 内以及节点间两个层次上对存储的数据进行带校验的条带化 内容 在上载后就已具有很好的冗余性 得到了相当于磁盘镜像的保护 因此 按照本次建议的配置方式 内容一旦上载 即使发生整个节 点的故障 也不会中断频道节目的播出 这就允许备份工作根据需 要灵活地进行 从而提高工作效率 如果在两个集群上进行内容镜像 可以进一步提高系统的冗余 性 若某集群中同时有 2 个节点发生故障 SeaChange 的产品目前 还没有发生过这种情况 可以进行跨集群的故障恢复 用另一集 群上的备份频道解码器接替播出工作 由此可见 配置得当的 SeaChange 系统可以提供极高的可用性 播出频道的分散配置带来的另一个好处在于 绝大多数情况下 故障以及对该故障的恢复机制都被限制在较小的范围 单个集群 内 这种体系显然具有更高的可靠性 4 对播控软件的要求和建议 根据对贵台自动播控软件和 SeaChange 系统实际运行过程的观 察 我们希望自动播控软件能够具备以下功能 动态优化集群间复制过程动态优化集群间复制过程 SeaChange MediaCluster 集群的分布式文件系统允许从集群内 任意节点或节点集上进行内容数据传输 在原来的集群间内容复制 过程中 我们注意到播控软件系根据内容所属的频道来确定执行该 拷贝工作的节点 例如 珠江 1 台的节目通过节点 1 拷贝 珠江 2 台的节目通过节点 2 拷贝 这种固定的映射方式没有考虑到系 统的负载均衡 可能导致系统中的某些节点负载过重 而其他节点 的资源却得不到充分利用 前一种情况下 服务器可能表现为系统 资源占用率非常高 系统的响应速度变得很慢 建议贵台与播控软件提供商协商 修改相关的软件代码 使系 统按照以下原则来安排拷贝工作 首先 软件察看每个节点 包括 拷贝过程的源节点和目的节点 的工作负载情况 优先选择空闲的 节点来执行后台拷贝工作 其次 如果所有节点均不空闲 则根据 系统数据库中的记录 根据文件长度 系统带宽等因素预先估计出 拷贝工作将要消耗的时间长度 将拷贝工作量分配在将会最先完成 工作的节点上 跨集群自动故障恢复跨集群自动故障恢复 在 MediaCluster 集群中 单个节点发生故障不会造成播出中断 和内容丢失 无单点故障 如果某集群中同时出现 2 个或以上的 服务器节点故障 本次配置的系统可以进行跨集群的故障恢复 容 许两节点故障 例如 集群 2 关闭时可以用集群 1 上的频道 1 2 备用解码器播放频道 3 和频道 4 的节目 该功能的实现需要得到自动播控软件的支持 基于基于 IP 的同步传输的同步传输 播出功能播出功能 该功能可以满足某些特殊情况下的需求 在图 1 的例子中 若要紧急使用频道 3 4 来播放频道 1 2 的 内容 而该内容并未存储在集群 2 中 SeaChange 系统可以用