非線性編輯制作網(wǎng)存儲(chǔ)應(yīng)用

非線性編輯系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于廣電、教育等行業(yè)。隨著國(guó)內(nèi)數(shù)字高清技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的電影和電視頻道會(huì)采用數(shù)字高清技術(shù)進(jìn)行節(jié)目拍攝、制作和播出，這對(duì)傳統(tǒng)的標(biāo)清非線性編輯系統(tǒng)的帶寬性能提出了更高的要求。隨著光纖通道與iSCSI等存儲(chǔ)技術(shù)的成熟給非線性編輯系統(tǒng)帶來(lái)了更高的發(fā)展空間。在此我們就高性價(jià)比的iSCSI磁盤陣列在非編網(wǎng)的應(yīng)用作一下探討。

一，iSCSI技術(shù)簡(jiǎn)介

iSCSI即SCSI over IP，簡(jiǎn)單講，就是將SCSI數(shù)據(jù)打包在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸，是連接到一個(gè)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的直接尋址的存儲(chǔ)庫(kù)，通過(guò)I/O SCSI指令對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)。iSCSI是一種基于開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)它可以用TCP/IP對(duì)SCSI(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 — 一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓矃f(xié)議)指令進(jìn)行封裝，這樣就可以使這些指令能夠通過(guò)基于IP(千兆位以太網(wǎng))“網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)行傳輸。這一標(biāo)準(zhǔn)的目的是允許使用現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)傳輸SCSI指令和數(shù)據(jù)。

利用iSCSI技術(shù)，可以很方便的搭建基于SAN(Storage Area Network)架構(gòu)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（IPSAN），在提高存取性能的同時(shí)，為企業(yè)存儲(chǔ)的整合、資源的統(tǒng)一管理提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，迎合了目前整個(gè)IT行業(yè)大整合的趨勢(shì)， 同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的共享，這一點(diǎn)對(duì)視頻非線性編輯尤為重要。

主機(jī)與ISCSI設(shè)備之間有三種連接方式：

第一種：以太網(wǎng)卡+軟件方式。

主機(jī)端采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)卡，安裝Initiator 軟件，通過(guò)Initiator軟件將以太網(wǎng)卡虛擬為iSCSI 卡，實(shí)現(xiàn)主機(jī)和iSCSI設(shè)備之間的SCSI協(xié)議和TCP/IP 協(xié)議傳輸功能。這種方式由于采用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡，無(wú)需額外配置適配器，因此硬件成本最低。缺點(diǎn)是進(jìn)行iSCSI 包文和TCP/IP包文轉(zhuǎn)換要點(diǎn)主機(jī)端的一部分資源。不過(guò)在低I/O 要求、高帶寬要求的編輯制作網(wǎng)環(huán)境中，編輯工作站的配置越來(lái)越高，協(xié)議轉(zhuǎn)換所占用主機(jī)資源非常低，根本不會(huì)影響到正常工作。

第二種：硬件TOE網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)方式。

在這種方式中，主機(jī)采用TOE(TCP/IP Offloading Engine)網(wǎng)卡來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP協(xié)議棧功能由TOE 卡完成，而iSCSI 層的功能仍舊由主機(jī)來(lái)完成。由于TOE 卡也采用TCP/IP 協(xié)議，相當(dāng)于一塊高性能的以太網(wǎng)卡，所以第二種方式也可以看做是第一種連接方式的性能改進(jìn)方案。

第三種是iSCSI HBA卡實(shí)現(xiàn)方式。

使用iSCSI 存儲(chǔ)適配器來(lái)完成服務(wù)器中的iSCSI 層和TCP/IP 協(xié)議棧功能。這種方式使得服務(wù)器CPU無(wú)需考慮iSCSI以及網(wǎng)絡(luò)配置，對(duì)服務(wù)器而言，iSCSI 存儲(chǔ)器適配器是一個(gè)HBA設(shè)備，與服務(wù)器采用何種操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)。該方式性能最好，但是價(jià)格也最為昂貴。

二，電視臺(tái)非編制作網(wǎng)架構(gòu)圖
如圖1所示為電視臺(tái)非線性編輯制作網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。非線性編輯制作網(wǎng)包括上載及下載工作站分別負(fù)責(zé)元素材的錄入和制作完成的節(jié)目錄出；非編工作站負(fù)責(zé)元素材的編輯、視音頻特技、字幕處理等。由于篇幅所限在這里只著重介紹后端的存儲(chǔ)部分，至于前端的非編工作站不做過(guò)多的介紹。

圖一   

   如圖一所示，這是電視臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的非編制作網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中包含非編工作站、MDC（SANergy）服務(wù)器、千兆以太網(wǎng)交換機(jī)以及RAIDSYS DA2316A2I2 iSCSI磁盤陣列柜。

工作流程是將攝像機(jī)中的節(jié)目源通過(guò)安裝有數(shù)據(jù)采集卡的錄入工作站使用非編軟件，如本次實(shí)施的加拿大MATRX公司的MATRX系列。將節(jié)目源采集到RAIDSYS DA2316A2I2 iSCSI磁盤陣列中，然后再用一臺(tái)或多臺(tái)編輯工作站通過(guò)非編軟件進(jìn)行編輯，將編輯好的視頻文件再次寫回到陣列中，同時(shí)將編輯好的視頻錄制到錄出工作站的錄像帶中就可以播放了。

三，存儲(chǔ)方案
在本方案的實(shí)施當(dāng)中考慮到整體性價(jià)比，所有工作站采用千兆網(wǎng)卡+initiator方式實(shí)現(xiàn)主機(jī)與iSCSI陣列連接，首先將所有的非編工作站配備千兆以太網(wǎng)卡連接到千兆以太網(wǎng)交換機(jī)上，同時(shí)將RAIDSYS DA2316A2I2 iSCSI磁盤陣列柜通過(guò)兩條以太網(wǎng)線纜連接到千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，這樣總帶寬可以達(dá)到2Gb/S。通過(guò)基于Web的管理軟件設(shè)置好相應(yīng)的Raid級(jí)別后，設(shè)置Microsoft iSCSI initiator #p#page_title#e#參數(shù)?，F(xiàn)在非編系統(tǒng)要求多臺(tái)工作站對(duì)iSCSI陣列中存儲(chǔ)的素材進(jìn)行編輯，以達(dá)到素材共享、統(tǒng)一管理的目的。而SAN架構(gòu)不管是FCSAN還是IPSAN都只提供底層的物理上的共享訪問(wèn)支持，并不提供文件系統(tǒng)層的卷共享訪問(wèn)，所以工作站文件系統(tǒng)不允許多臺(tái)服務(wù)器共享一個(gè)LUN的模式。這就需要借助一些第三方軟件實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。本次實(shí)施中，我們選擇了 IBM的SANergy（卷管理）軟件。安裝SANergy時(shí)需要指定一臺(tái)服務(wù)器作為MDC服務(wù)器來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)中共享文件的訪問(wèn)權(quán)限，或者指定非編網(wǎng)中一臺(tái)非編工作站作為MDC服務(wù)器。以此來(lái)對(duì)磁盤陣列柜中的邏輯卷進(jìn)行共享訪問(wèn)權(quán)限控制，其他非編工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)映射的方式來(lái)達(dá)到存取同一個(gè)邏輯磁盤的目的。至此，有關(guān)存儲(chǔ)方面的所有設(shè)置完成，然后就可以安裝非編軟件來(lái)進(jìn)行調(diào)試工作。

   在本系統(tǒng)中非編工作站采用的是標(biāo)清格式（50Mb/s碼流），并且采用最多4軌編輯。實(shí)際使用中不會(huì)所有的非編工作站都采用4軌編輯，我們按照平均3軌計(jì)算，每臺(tái)非編工作站需要至少穩(wěn)定的200Mb/S帶寬（考慮到帶寬冗余），這樣單臺(tái)RAIDSYS DA2316A2I2可以滿足6-8臺(tái)非編工作站及上下載工作站工作帶寬需求。

有些小型的地方電視臺(tái)很多采用的都是DV（25Mb/S）格式，這樣RAIDSYS DA2316A2I2可以滿足至少15臺(tái)非編工作站（2-4軌）同時(shí)進(jìn)行編輯。如果中型非編制作網(wǎng)需要同時(shí)使用更多的工作站可以選用RAIDSYS DA2316A2I4（4個(gè)千兆端口）或DA2316A2I8（8個(gè)千兆端口）的iSCSI磁盤陣列柜。這樣帶寬理論值可以達(dá)到4Gb或8Gb，滿足更大型網(wǎng)絡(luò)的更高帶寬的要求。

備注：以上數(shù)值為理論值，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)有一些偏差。建議用戶在實(shí)際應(yīng)用中的有效負(fù)荷達(dá)到理論值的70%到80% 為好。

在中低端的視頻編輯應(yīng)用中，iSCSI的應(yīng)用前景非常廣泛，不僅僅可以使用戶的存儲(chǔ)很方便的得到整合、統(tǒng)一管理，同時(shí)對(duì)多用戶、多工作站或服務(wù)器共享存儲(chǔ)的要求也可以很好的滿足，同時(shí)相比較昂貴的光纖產(chǎn)品，iSCSI為用戶提供了更具性價(jià)比的選擇。