数字视频在线存储的优化设计分析

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1、数字视频在线存储的优化设计分析河南电视台都市频道技术部王虎2005年中南地区电视技术年会优秀论文二等奖简介本文通过分析数字视频在线存储的相关技术，分别从在线存储的模式、存储容量、读写带宽、高可用性和磁盘分区等五个方面详细分析了在线存储的优化设计，并结合河南电视台都市频道节目制作网的在线存储设计来说明在线存储设计的优化方式及步骤关键字数字视频在线存储优化设计一、前言在广播电视领域，过去、现在，还是将来，存储都是人们在讨论的一个永恒不变的话题。因为我们知道，无论是使用传统录放机进行一对一或多对一的节目编辑、还是使用非线性网络进行非线性编辑，我们操作

2、的对象都是媒体数据，而这些媒体数据都离不开存储，所以说存储是整个系统的核心，这里所说的存储指的是在线存储。然而在线存储不单纯是服务器主机内配置几块硬盘，或者是主机通过SCSI数据线连接一个硬盘阵列。而其应该是一个系统，在这个系统中，有很多相关因素和技术存在，比如存储模式、存储容量、读写带宽、高可用性、可扩展性、可管理性等等。针对这些情况，优化设计数字视频在线存储已经是很多电视台需要考虑的一个现实问题。二、在线存储优化设计分析（一）在线存储模式的优化设计目前磁盘存储市场上，存储分类（如下表一）根据服务器类型分为：封闭系统的存储和开放系统的存储。封

3、闭系统主要指大型机，比如AS400等服务器。开放系统指基于包括bps并且工作站采用的是双通道工作方式。则可以计算出：共享硬盘阵列的读取压力：即m台有卡工作站同时访问带宽的极限要求为50×m×2/8MBps；共享硬盘阵列的写入压力：即n台上载工作站同时上载素材的最大写带宽压力为：50×n/8MBps。（2）根据读取压力和写入压力来设计在线存储的读写带宽。（四）在线存储高可用性的优化设计我们在优化设计在线存储时，还必须考虑到媒体数据的安全问题，也就是高可用性。为了达到在线存储的高可用性的要求，就需要在各个环节上考虑到冗余技术。冗余就是重复配置系统的

4、一些部件，当系统发生故障时，冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间。冗余系统配件主要有：磁盘、I/O卡、电源、风扇等。1、磁盘冗余磁盘是非线性编辑网络中在线存储最关键的部分，因为一旦磁盘出现问题，就会造成素材丢失，影响到工作。所以，为磁盘配置合适的冗余尤为重要。目前，各家电视台基本上都搭建了非线性编辑网络，大部分网络的硬盘阵列都是做了带区集。带区集就是我们通常说的RAID0技术，它是由多个硬盘并发协同工作完成数据的读写，数据被均匀分布在各个硬盘上，一般情况下，使用的硬盘越多，读写速度越快。RAID0的特点是（1）读写速度

5、快，这个特点能更好满足非线性编辑网络对速度的要求；（2）价格便宜，因为带区集是通过操作系统自带的软件功能实现的，所以不需要再购买额外的其它设备，这也是带区集被广泛采用的一个原因。但是带区集给硬盘带来的不安全因素也是致命的，因为RAID0中的一个硬盘出现故障时，整个阵列的数据将会丢失，虽说带区集信息可以保存在软盘上，可以随时恢复带区集信息，但是在保存带区集信息那一时刻以后的数据就无法恢复了。同时，RAID0对硬盘阵列中的硬盘数量也是有限制的，一般最多不超过32个硬盘。为了改善RAID0的缺点，有人提出用RAID0+1。RAID0+1是RAID0和

6、RAID1的组合，即由两个完全相同配置的RAID0形成镜像关系，这样，即提高了阵列的读写速度，又能保障阵列数据的安全，但是，RAID0+1方式的有效容量只有所有硬盘物理容量一半。而且，在技术人员的实际测试中发现它的速度和稳定性都不太理想。实践证明，RAID3是硬盘阵列安全策略中最合适的一种。RAID3是把数据分成多个“块”，按照一定的容错算法，存放到N+1个硬盘上，实际数据站用的有效空间为N个硬盘的空间总和，而第N+1个硬盘上存储数据的校验容错信息，当这N+1个硬盘中的其中一个硬盘出现故障时，从其它N个硬盘中的数据也可以恢复原始数据，这样，仅使

7、用这N个硬盘也可以带“伤”继续工作。当更换一个硬盘后，系统可以重新恢复完整的校验容错信息。由于在一个硬盘阵列中，多于一个硬盘同时出现故障的概率很小，所以一般情况下，使用RAID3的安全性是可以得到保障的。由于RAID3在向阵列中写数据时需要使用校验容错算法，并把数据分成“块”，再写到物理硬盘中，增加了软硬件的开销，所以和RAID0相比，RAID3的速度相对较慢，但比RAID0+1的速度要快。数字视频在线存储的优化设计分析:　下面我们选用8块36G的硬盘，选用SANerge作为测试工具，分别对其做带区集、RAID0+1和RAID3的测试结果如表三

8、所示：从测试结果我们可以看出，RAID3虽然读写速度都不如硬盘带区集，但其有良好的容错和稳定性，当然在价格上肯定要比带区集昂贵。2、I/O卡冗余对服务