虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)在我著重介紹虛擬存儲(chǔ)在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)對(duì)廣播電視行業(yè)來(lái)說(shuō)已經(jīng)不是一個(gè)陌生的概念了，由于它在廣播電視技術(shù)數(shù)字化進(jìn)程中起到了重要的作用，國(guó)內(nèi)各級(jí)電視臺(tái)對(duì)其給予極大的關(guān)注，并且開(kāi)始構(gòu)造和應(yīng)用這類系統(tǒng)，在數(shù)字視頻網(wǎng)的概念中完全打破了以往一臺(tái)錄像機(jī)、一個(gè)編輯系統(tǒng)、一套播出系統(tǒng)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而代之以上載工作站、編輯制作工作站、播出工作站及節(jié)目存儲(chǔ)工作站的流程，便于操作和管理。節(jié)目上載、節(jié)目編輯、節(jié)目播出在不同功能的工作站上完成，可成倍提高工作效率。同時(shí)，由于采用非線性編輯系統(tǒng)，除了采集時(shí)的壓縮損失外。信號(hào)在制作、播出過(guò)程中不再有任何損失，節(jié)目的技術(shù)質(zhì)量將大大提高。

在現(xiàn)有的視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，雖然電腦的主頻、網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率以及交換設(shè)備的性能，已經(jīng)可以滿足絕大多數(shù)應(yīng)用的要求，但其中存儲(chǔ)設(shè)備的訪問(wèn)帶寬問(wèn)題成為了系統(tǒng)的一個(gè)主要性能瓶頸。視頻編輯、制作具有數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)大、碼流高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、安全性重要等特點(diǎn)。這就要求應(yīng)用于視頻領(lǐng)域的存儲(chǔ)技術(shù)和產(chǎn)品必須具有足夠的帶寬并且穩(wěn)定性要好。在單機(jī)應(yīng)用時(shí)，為了保證一臺(tái)編輯站點(diǎn)有足夠的數(shù)據(jù)帶寬，SCSI技術(shù)、本地獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣?yán)齊AID(Redundant Array of Independent Disks)技術(shù)(包括軟件和硬件)被廣泛應(yīng)用，它通過(guò)把若干個(gè)SCSI硬盤(pán)加上控制器組成一個(gè)大容量，快速響應(yīng)，高可靠性的存儲(chǔ)子系統(tǒng)，從用戶看可作為一個(gè)邏輯盤(pán)或者虛擬盤(pán)，從而大大提高了數(shù)據(jù)傳輸率和存儲(chǔ)容量，同時(shí)利用糾錯(cuò)技術(shù)提高了存儲(chǔ)的可靠性，并可滿足帶寬要求。隨著節(jié)目制作需求的發(fā)展，要求2—3臺(tái)站點(diǎn)共享編輯數(shù)據(jù)。這時(shí)可利用SCSI網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)這一要求。

幾臺(tái)編輯站點(diǎn)均配置高性能的SCSI適配器，連接至共享的SCSI磁盤(pán)陣列，既可以實(shí)現(xiàn)幾個(gè)站點(diǎn)共享數(shù)據(jù)，又可以保證每一臺(tái)單機(jī)的工作帶寬。光纖通道技術(shù)的成熟應(yīng)用對(duì)視頻網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有里程碑的意義，從此主機(jī)與共享存儲(chǔ)設(shè)備之間的連接距離限制從幾米、十幾米，擴(kuò)展到幾百米、幾千米，再配合光纖通道交換設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模得到幾倍、十幾倍的擴(kuò)充。這時(shí)候的FC(Fibre Channel光纖通道)磁盤(pán)陣列——RAID容錯(cuò)技術(shù)、相對(duì)SCSI的高帶寬、大容量，成為視頻網(wǎng)絡(luò)中的核心存儲(chǔ)設(shè)備。隨著電視臺(tái)規(guī)模的發(fā)展，全臺(tái)級(jí)大規(guī)模視頻網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用被提出。在這種需求下，就必須將更先進(jìn)的存儲(chǔ)技術(shù)與產(chǎn)品引入視頻領(lǐng)域。存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)的發(fā)展正處于全速上升期，各種概念層出不窮。其中具有劃時(shí)代意義的是虛擬存儲(chǔ)概念的提出。相對(duì)于傳統(tǒng)的交換機(jī)加RAID陣列，主機(jī)通過(guò)硬件層直接訪問(wèn)陣列中的硬盤(pán)的SAN結(jié)構(gòu)，虛擬存儲(chǔ)的定位是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能從實(shí)際的、物理的數(shù)據(jù)存取過(guò)程中抽象出來(lái)，使普通用戶在訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)不必關(guān)心具體的存儲(chǔ)設(shè)備的配置參數(shù)、物理位置及容量，從而簡(jiǎn)化用戶和系統(tǒng)管理人員的工作難度。

在設(shè)計(jì)一個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)候，對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的選用，主要考慮如下幾個(gè)因素：(1)總體帶寬性能;(2)可管理性;(3)安全性;(4)可擴(kuò)展性;(5)系統(tǒng)成本。當(dāng)然，這些因素之間有時(shí)是相互制約的，特別是系統(tǒng)成本與性能和安全性的關(guān)系。如何在這些因素之間尋求合理的、實(shí)用的、經(jīng)濟(jì)的配合，是一個(gè)需要解決的課題。虛擬存儲(chǔ)技術(shù)的出現(xiàn)，為我們?cè)跇?gòu)建視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)提供了一個(gè)切實(shí)可行的高性能價(jià)格比的解決方案。從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)講，對(duì)稱式的方案具有更高的帶寬性能，更好的安全特性，因此比較適合大規(guī)模視頻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。非對(duì)稱式方案由于采用了虛擬文件原理，因此更適合普通局域網(wǎng)(如辦公網(wǎng))的應(yīng)用。六、虛擬存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，先將一部分程序裝入內(nèi)存，另一部分暫時(shí)留在外存，當(dāng)要執(zhí)行的指令不在內(nèi)存時(shí)，由系統(tǒng)自動(dòng)完成將它們從外存調(diào)入內(nèi)存工作。