银兴科技助力某电视台云编辑系统项目

2016-06-12

项目需求

某电视台升级改造制作云编辑系统,以满足高清素材采集、视音频编辑、节目审核及文件化节目送播等生产业务。系统必须采用网络化、数据化、流程化的工作模式完成节目的制播业务,以全面满足多个频道节目后期制作对空间和编辑站点的需求。通过云编辑系统将节目制作区扩展到办公区,实现业务与设备剥离,编辑与渲染剥离,提高资源利用效率,同时为该台未来的数据中心化做一些初步的技术探索。

高可用需求分析

在了解前述以任务为导向的需求后,浮现另一个技术导向的需求:这个云编辑系统必须是一个高性能的高可用系统。
电视台的节目制作基本流程,是先从摄像机导入视频内容,经过编辑、渲染后再传送到播放系统播放。为保证业务连续性,即节目准时播出而且不会意外中断,除了熟练的制作技术和工作流程管理,还需要确保节目内容的摄取、编辑、播放等系统之高性能与高可用性。

系统的高可用性需要从应用、主机、网络与存储多个层面综合保障。在一个完整的高可用解决方案中,除了通过全冗余 SAN 交换机配置保障链路和网络层的可用性,并通过主机集群软件和虚拟主机技术保障业务层的可用性及连续性外;还必须要赋予存储同等级的高可用功能,以形成主机、网络与存储间端到端的全冗余配置。由于前两者的技术已趋于成熟,而存储高可用技术则方兴未艾,因此慎重选择一个最适用的 HA SAN 高可用存储架构,被项目技术团队列为成功的关键要件之一。

选择 HA SAN 高可用存储架构

对于 HA SAN 存储架构的选择,重点目标其实非常简洁明确 :
1. 数据必须受到保护,以保障电视台媒体资产的安全
2. 数据必须随时可用,以满足电视台对业务连续性的高要求
3. 数据访问必须支持足够带宽,以支持系统对整体性能的高要求
4. 存储架构必须具备开放性和可扩展性,以保证未来系统升级的弹性

技术团队经过初步筛选后,SILVERstor 的 ClusterIO HA 存储高可用网关与某品牌解决方案获选入围。再经深入对比,发现两者虽然都是以数据镜像作为实现高可用性的基础,但是无论是从设备形态、设备结构、数据同步、故障切换的角度来看,都采用了截然不同的设计和技术原理,归纳摘要如下 :

1. 设备形态:某品牌的设计是虚拟化存储网关,必须把存储原始的LUN打上“标签”,或者重新封装后映射给主机,所以主机看到的LUN不是原始的LUN;如果网关坏掉,LUN 就无法使用。ClusterIO HA设计为非虚拟化 Router 网关,不改变存储原始 LUN 上的任何信息,ClusterIO HA如撤掉之后,存储原始的 LUN 可直接映射给主机,保持可用。

2. 设备结构 : 某品牌是基于 Linux 的集群系统,采用非标准的 x86 硬件结构,配置多核处理器、大量高速缓存及 8GB/sec HBAs 。其系统结构非常复杂,并且需要专门的管理服务器,以及放置系统配置信息的元数据卷;因此有建设周期长、安装配置任务繁多、维护程序复杂,以及稳定性和安全性等方面的顾虑。而 ClusterIO HA 是基于嵌入式操作系统,采用工业级模块化结构的单一目的硬件,完全可以避免前述的种种顾虑。

3. 数据同步:某品牌由于是虚拟化技术,需要高频的 CPU 以及大容量缓存,以进行数据的写缓存同步处理;其最重要的技术环节是,如何保证在任一时间点所有引擎的缓存数据一致, 否则数据非常容易被破坏。 ClusterIO HA 是解析 SCSI3 命令后,通过数据分流和转址实现 LUN 的同步;其引擎的缓存只做“队列”排队,不做“写缓存”,故而引擎与引擎之间无需做缓存同步。

4. 故障切换:由于某品牌是Linux集群,其故障切换的机制需要诸多判断条件,故而时间会比较长,通常在40秒以上,而这种情形多半会造成对应用层的影响。 ClusterIO HA 则无论是存储宕机、链路断掉或引擎宕机等故障情况,其故障切换实质上就是路径的切换,因此可实现 0 秒切换。

技术团队最终决定 SILVERstor 的 ClusterIO HA 存储高可用网关,更能满足该台为构建 HA SAN 所设定的目标,并据此定案云编辑系统架构如下:

系统架构

• 后端两台 3PAR StoreServ 7450 纯固态硬盘存储阵列
• 前端分两个业务系统 : Oracle RAC 数据库和“云非编”系统
• SILVERstorClusterIO HA 存储高可用网关,4-引擎集群
• 云非编云计算平台包含 50 台物理服务器,约 400 个云计算虚拟机
• 数据量约 30 TB

具体益处

该系统已顺利安装完毕并上线投入生产,客户对结果非常满意;认为 SILVERstor 的ClusterIO HA 解决方案不仅功能满足系统需求、性能满足应用要求、故障切换速度不影响应用,并且因为引擎如果必要时撤掉后,存储系统可以快速恢复,这一特点无异是对数据提供另一层的保护。
SILVERstor 的 ClusterIO HA 是高性价比的 HA SAN 解决方案,为该台提供了零停机业务连续性保障。



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