基于分布式存储的超融合制播网

1、基于分布式存储的超融合制播网2018年11月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 非编制播网使用现状 4 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 基于分布式存储的超融合基础架构发展趋势 5 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 超融合基础架构在非编制播网内应用的优势 6 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 超融合平台针对现有制播网实现的业务支撑 9 HYPERLINK l bookmark1

2、0 o Current Document 采用超融合基础架构优势总结 10引言当前，随着云计算、大数据等新一代信息技术的迅猛发展和广泛应用，广播 电视媒体融合发展面临新的机遇和挑战。 在节目制作领域，电视台在加快推进节 目制作数字化、网络化的基础上，越来越多地采用超融合、云计算等技术，对“采、 编、播、存、用”进行流程集约化、数字化、智能化改造，形成网络化协同制作 的“超融合基础架构”制作模式，为大幅度提高节目制作效率、降低制作成本、 提升服务能力、加快广播电视业态创新提供了全新的技术模式。广电领域节目制作网络不断增长的业务对 IT部门的要求越来越高，尤其高清、 2K、甚至4K制作需要更为快速

3、的提供所需要的能力。 目前我台嘉丽购节目制播 系统还是基于原始的硬件设备，未来升级维护都需要不断采购新的服务器、存储、 工作站、交换设备等通用IT设备，不但会增加采购成本和运作成本。在这种情况下，超融合虚拟化技术就体现了整合的优势。根据嘉丽购现有的 业务，超融合虚拟化技术从基础架构层面获得了原先单机系统无法想象的功能， 大大提高了业务连续性的级别，降低了故障率、减少了系统宕机的时间。从服务器的角度来看，虚拟化技术让每台设备都能支撑多套操作系统，应用 于不同业务，最大化利用率，降低了服务器数量。从存储的角度来看，超融合虚 拟化技术底层是分布式存储，可采用万兆单网络架构，整合磁盘设备，并让多个 服

4、务器共享磁盘设备，从而提高了磁盘的使用效率。非编制播网使用现状嘉丽购的非编制播网现状如下（图1）所示，目前的非线编辑制播网中部署 有非编工作站、管理工作站、采集工作站、回收工作站、外来素材转码工作站、 转码服务器、存储系统、播出服务器、播出迁移控制机、MDC元数据服务器、调度转码服务器、FC光纤交换机、以太交换机等，以上设备多数为传统IT产品， 却来自于不同的IT厂商。部分产品已经接近使用年限，备品备件问题凸显，IT基础设备在日常使用的过程中主要存在以下问题：苹果非线性制海网（图1）1、资源利用率低，配置不均；现有系统中的设备类型、设备品牌和实现技术 等都各自独立，造成有的设备利用率低，有的设

5、备计算资源匮乏，却不能 相互调用资源。IT计算资源、存储资源不能充分利用；2、维护能力差，由于现有的设备已经逐步达到使用年限，有些设备的备件已 经停产，在后期维护上，每种设备都需要各自对应的厂商技术人员进行维 护，备品备件已经停产，造成一些潜在的安全隐患。3、目前的制作子系统采用元数据与媒体文件分开的双网结构，FCSAN网络或千兆网络任何一个出现问题都会影响正常使用，目前需要维护两种类型的 网络，使得人力物力成本等投入过高。4、扩展能力差，高清已经成为主流，4K已经成为未来的发展方向，现有制播 网系统中的服务器处理能力、存储能力、网络带宽都不能满足非编制作、 播出的需求，现有设备扩展升级比较困

6、难。基于分布式存储的超融合基础架构发展趋势放眼国内外广播电视业务领域，传统的多家厂商产品组网的架构已经无法有 效面对未来非编制播网方便迅速部署、IT资源灵活调度、动态扩展升级、维护 的需求，急需一个针对基础架构的变革。以虚祖资源为中心现用蹄制搐闹各IT厂商设备加岛VM集中运维管理田冠化MOC虚用化 |营理平台存麻 店骁化DAS/NA&/SAN/ 箕享存祥虚强化非娓工作站网珞万）建网三隔制播网基觥设施环境图2经过的调研和考察，基于分布式存储的超融合全新IT基础架构能够有效的支撑 我们非编制播系统未来发展需要。如上（图2）所示：它指的是基于分布式存储， 利用超融合虚拟化技术，将多部通用的x86存储

7、服务器融合，对外同时提供计算、 网络和存储的功能。三、 超融合基础架构在非编制播网内应用的优势采用基于分布式存储的超融合制播网具有以下天生的优势：1、计算资源（虚拟服务器、工作站）可以自有配置、弹性扩展、按需所配、 随时动态扩展，如下（图3）所示：通过超融合的管理技术，对基础计算资源、存储资源、网络资源进行优化、统一管理。能够为制播业务弹性分配资源，按照业务的实际需要弹性的分配IT资源，增加或减少计算和、网络及储资源。并根据资源的实际使用情况进行计量， 使峰时和闲时工作量的资源利用都保持在合理水平，从而实现低成本高效率的IT 运营模式，使资源得到合理、有效的利用，实现资源优化和成本节约。例如；

8、在 购物节期间需要增加节目时长或增加节目量， 可以灵活及时调度增加虚拟非编工 作站数量或增加虚拟非编工作站的配置 （CPU、内存、共享存储、网络带宽等）；在节目制作恢复正常的水平后，动态收回多余的资源，用于其他专题节目的制作。同时考虑到高清、4K节目制作内容对系统资源的不同要求，非编制播系统 可实现对资源统一管理与调配，确保满足不同业务对资源的不同要求， 保障节目 生产业务的顺利运行。根据业务应用平滑扩充的能力，各种业务的应用能够根据 业务量变化和用户的工作负荷变化而扩展或缩小应用规模。同时，利用超融合虚拟化技术构建的非编制播网， 具备统一的计算处理系统、 存储系统、虚拟化资源池，形成统一的基

9、础设施设备层。对目前的非编制播网节 目生产、存储、发送系统的现有资源能够充分利旧，以降低平台建设成本。2、超融合基础架构，非编制播网关键业务的高可用性：基于分布式存储的超融合基础架构可提供高可用行和高稳定性的能力，保障业务的连续性。作为生产关键业务系统，比如MDC元数据服务器、转码服务器、 播控工作站等具有不可中断性，高可用及高稳定性至关重要。需要为非编生产生 产播出业务提供最大的可持续运行时间和最小的非计划宕机时间保障。如下（图4）所示，超融合基础架构节点出现宕机时，关键业务虚拟服务器可自动“漂移” 到正常物理节点，保证前端业务的连续性。HypervisorHypervisorIIHyper

10、visor负载正常物理故障负载正常图4制播网服务器基于强大的多核虚拟机和跨多台超融合物理几点的虚拟机集 群，以支持要求最严苛的广电业务流程应用程序。通过超融合节点实现服务器、 存储设备和网络硬件的全面虚拟化，从而降低硬件管理的复杂性。对服务器工作 负载进行了抽象化，使其脱离底层硬件，从而创建单一资源池，以便 IT部门根 据不断变化的业务形势进行动态分配。 根据用户业务实现数据库、视频转码、迁 移、流媒体、渲染、业务管理等虚拟服务器。3、超融合基础架构下，基于 GPU直通技术的虚拟非编工作站:GPUsa s a a s a图5目前非编物理机都需要GPU加速支持，在广电节目制作领域，直通GPU技

11、术能够满足非编、转码等业务的 GPU计算需求。为保证虚拟非编工作站和 GPU 计算资源系统，采用支持GPU直通模式的超融合基础架构部署更适合现有业务 主流需求，鉴于非编及打包占用 GPU计算资源，采用虚拟化 GPU计算资源池， 可以根据实际编辑层数来调配计算资源，从而实现资源的合理使用。直通式GPU非编工作站虚拟化系统支持给相应虚拟机工作站配置专用GPU资源，满足虚拟非编、虚拟转码等业务的GPU计算需求。虚拟桌面的帐号认证, 需同时支持本地用户、AD域用户的形式。四、超融合平台针对现有制播网实现的业务支撑采用超融合基础架构主要提供面向节目制播的电视内容生产工具、解决内容生产制作的问题。编辑工具

12、按照接口规范接入，扩大终端应用工具的选 择范围。生产工具涵盖编辑、转码、配音、审片、管理数据库等功能和业务 流程。虚拟非编工作站支持：支持兼容不同厂家的非线性编辑工具，支持常用 的高清格式，同时也能支持标清码率编辑、低码率编辑，各种高标清格 式混编业务，为视频编辑提供实时特技渲染，虚拟编辑工作站支持进行 网络协同编辑模式。迁移服务功能：虚拟迁移服务器支持主要用于平台内外资源文件交互。通过标准化的元数据和消息封装模式，解析迁移任务的源和目的，完成 跨系统的资料迁移；迁移服务支持虚拟服务器集群功能，以实现任务的自 动负载均衡和自动容错，提高服务的吞吐能力；支持任务优先级判断和设 定。业务支撑服务：

13、提供对节目制播业务的提供后台基础资源管理支撑服务。 各个服务能实现资源池化、负载均衡、高可用，服务之间的业务流程调 度。现有非线制播网的各种管理服务器硬件平台支持。转码服务功能：转码服务主要是将源文件转码为适合不同需要的格式， 支持分布式/分片转码功能，利用转码服务器集群，采用集群转码服务实 现。合成服务功能：为编辑完成的工程提供后台自动、高效的合成服务，支 持分布式部署。节目编辑完成后可以后台打包合成输出格式包，支持多 个虚拟服务器组成集群，支持分布式生成工作以提高生成效率。五、采用超融合基础架构优势总结1）构建内容制作平台，面向制作主体多元化的趋势，打破不同厂家非编制 作工具无法共存的问题

14、，实现更丰富的制作手段、更多样的特效制作；2）能够完成4K生产能力，包括专业级编辑、包装、转码、传输的业务应用；3）采用分布式超融合架构，所有数据的存储以及计算等处理都是通过利用 分布式集群存储节点并发处理，以保证海量数据的安全性以及实时处理 的效率，满足上层节目编辑应用的要求；4）超融合基础架构应部署相应的物理节点用于非编虚拟化部署硬件资源池， 部署相应的分布式超融合节点用于服务器虚拟化和非编系统在线编辑共 享存储；5）为虚拟非编更好使用GPU显卡资源，建议采用GPU直通技术，可以在 专用图形加速卡的支撑下完成专业图形处理要求。应对高性能转码场景 同一虚拟机可以使用多块物理GPU卡；6）平台