非線性編輯制作網存儲應用
非線性編輯系統被廣泛地應用于廣電、教育等行業(yè)。隨著國內數字高清技術的發(fā)展,越來越多的電影和電視頻道會采用數字高清技術進行節(jié)目拍攝、制作和播出,這對傳統的標清非線性編輯系統的帶寬性能提出了更高的要求。隨著光纖通道與iSCSI等存儲技術的成熟給非線性編輯系統帶來了更高的發(fā)展空間。在此我們就高性價比的iSCSI磁盤陣列在非編網的應用作一下探討。
一,iSCSI技術簡介
iSCSI即SCSI over IP,簡單講,就是將SCSI數據打包在IP網絡中傳輸,是連接到一個TCP/IP網絡的直接尋址的存儲庫,通過I/O SCSI指令對其進行訪問。iSCSI是一種基于開放的工業(yè)標準,通過它可以用TCP/IP對SCSI(小型計算機系統接口 — 一種數據傳輸的公共協議)指令進行封裝,這樣就可以使這些指令能夠通過基于IP(千兆位以太網)“網絡”進行傳輸。這一標準的目的是允許使用現有的以太網絡傳輸SCSI指令和數據。
利用iSCSI技術,可以很方便的搭建基于SAN(Storage Area Network)架構的存儲網絡(IPSAN),在提高存取性能的同時,為企業(yè)存儲的整合、資源的統一管理提供了一個很好的平臺,迎合了目前整個IT行業(yè)大整合的趨勢, 同時也可以實現存儲的共享,這一點對視頻非線性編輯尤為重要。
主機與ISCSI設備之間有三種連接方式:
第一種:以太網卡+軟件方式。
主機端采用標準的以太網卡,安裝Initiator 軟件,通過Initiator軟件將以太網卡虛擬為iSCSI 卡,實現主機和iSCSI設備之間的SCSI協議和TCP/IP 協議傳輸功能。這種方式由于采用標準網卡,無需額外配置適配器,因此硬件成本最低。缺點是進行iSCSI 包文和TCP/IP包文轉換要點主機端的一部分資源。不過在低I/O 要求、高帶寬要求的編輯制作網環(huán)境中,編輯工作站的配置越來越高,協議轉換所占用主機資源非常低,根本不會影響到正常工作。
第二種:硬件TOE網卡實現方式。
在這種方式中,主機采用TOE(TCP/IP Offloading Engine)網卡來連接網絡,TCP/IP協議棧功能由TOE 卡完成,而iSCSI 層的功能仍舊由主機來完成。由于TOE 卡也采用TCP/IP 協議,相當于一塊高性能的以太網卡,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方案。
第三種是iSCSI HBA卡實現方式。
使用iSCSI 存儲適配器來完成服務器中的iSCSI 層和TCP/IP 協議棧功能。這種方式使得服務器CPU無需考慮iSCSI以及網絡配置,對服務器而言,iSCSI 存儲器適配器是一個HBA設備,與服務器采用何種操作系統無關。該方式性能最好,但是價格也最為昂貴。
二,電視臺非編制作網架構圖
如圖1所示為電視臺非線性編輯制作網的系統架構圖。非線性編輯制作網包括上載及下載工作站分別負責元素材的錄入和制作完成的節(jié)目錄出;非編工作站負責元素材的編輯、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部分,至于前端的非編工作站不做過多的介紹。
圖一
如圖一所示,這是電視臺標準的非編制作網系統架構,網絡中包含非編工作站、MDC(SANergy)服務器、千兆以太網交換機以及RAIDSYS DA2316A2I2 iSCSI磁盤陣列柜。
工作流程是將攝像機中的節(jié)目源通過安裝有數據采集卡的錄入工作站使用非編軟件,如本次實施的加拿大MATRX公司的MATRX系列。將節(jié)目源采集到RAIDSYS DA2316A2I2 iSCSI磁盤陣列中,然后再用一臺或多臺編輯工作站通過非編軟件進行編輯,將編輯好的視頻文件再次寫回到陣列中,同時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,存儲方案
在本方案的實施當中考慮到整體性價比,所有工作站采用千兆網卡+initiator方式實現主機與iSCSI陣列連接,首先將所有的非編工作站配備千兆以太網卡連接到千兆以太網交換機上,同時將RAIDSYS DA2316A2I2 iSCSI磁盤陣列柜通過兩條以太網線纜連接到千兆以太網交換機,這樣總帶寬可以達到2Gb/S。通過基于Web的管理軟件設置好相應的Raid級別后,設置Microsoft iSCSI initiator #p#page_title#e#參數。現在非編系統要求多臺工作站對iSCSI陣列中存儲的素材進行編輯,以達到素材共享、統一管理的目的。而SAN架構不管是FCSAN還是IPSAN都只提供底層的物理上的共享訪問支持,并不提供文件系統層的卷共享訪問,所以工作站文件系統不允許多臺服務器共享一個LUN的模式。這就需要借助一些第三方軟件實現這個目的。本次實施中,我們選擇了 IBM的SANergy(卷管理)軟件。安裝SANergy時需要指定一臺服務器作為MDC服務器來管理網絡中共享文件的訪問權限,或者指定非編網中一臺非編工作站作為MDC服務器。以此來對磁盤陣列柜中的邏輯卷進行共享訪問權限控制,其他非編工作站通過網絡映射的方式來達到存取同一個邏輯磁盤的目的。至此,有關存儲方面的所有設置完成,然后就可以安裝非編軟件來進行調試工作。
在本系統中非編工作站采用的是標清格式(50Mb/s碼流),并且采用最多4軌編輯。實際使用中不會所有的非編工作站都采用4軌編輯,我們按照平均3軌計算,每臺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RAIDSYS DA2316A2I2可以滿足6-8臺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很多采用的都是DV(25Mb/S)格式,這樣RAIDSYS DA2316A2I2可以滿足至少15臺非編工作站(2-4軌)同時進行編輯。如果中型非編制作網需要同時使用更多的工作站可以選用RAIDSYS DA2316A2I4(4個千兆端口)或DA2316A2I8(8個千兆端口)的iSCSI磁盤陣列柜。這樣帶寬理論值可以達到4Gb或8Gb,滿足更大型網絡的更高帶寬的要求。
素材碼率 |
視頻軌數 |
工作站帶寬 |
ISCSI磁盤柜總帶寬 |
工作站數量 |
25Mb/s |
2 |
50Mb/s |
兩個1Gb端口、2Gb帶寬 |
2Gb/50Mb=40 |
25Mb/s |
4 |
100Mb/s |
兩個1Gb端口、2Gb帶寬 |
2Gb/100Mb=20 |
50Mb/s |
2 |
100Mb/s |
四個1Gb端口、4Gb帶寬 |
4Gb/100Mb=40 |
50Mb/s |
4 |
200Mb/s |
四個1Gb端口、4Gb帶寬 |
4Gb/200Mb=20 |
100Mb/s |
2 |
200Mb/s |
八個1Gb端口、8Gb帶寬 |
8Gb/200Mb=40 |
100Mb/s |
4 |
400Mb/s |
八個1Gb端口、8Gb帶寬 |
8Gb/400Mb=20 |
備注:以上數值為理論值,在實際應用中會有一些偏差。建議用戶在實際應用中的有效負荷達到理論值的70%到80% 為好。
在中低端的視頻編輯應用中,iSCSI的應用前景非常廣泛,不僅僅可以使用戶的存儲很方便的得到整合、統一管理,同時對多用戶、多工作站或服務器共享存儲的要求也可以很好的滿足,同時相比較昂貴的光纖產品,iSCSI為用戶提供了更具性價比的選擇。