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談組建非線性編輯網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)

時(shí)間:2024-08-07 03:09:26 計(jì)算機(jī)畢業(yè)論文 我要投稿
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談組建非線性編輯網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)

摘要:近年來(lái)非線性編輯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)縣級(jí)電視臺(tái)開(kāi)始應(yīng)用,隨之而來(lái)的是網(wǎng)絡(luò)的選型問(wèn)題。本文從網(wǎng)絡(luò)的組建過(guò)程中遇到的問(wèn)題出發(fā),總結(jié)了組建非編網(wǎng)需要注意的各個(gè)環(huán)節(jié),并做簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞: 非線性編輯網(wǎng)絡(luò);光纖通道;磁盤(pán)冗余陣列;SCSI技術(shù)

近年來(lái),在廣播電視行業(yè)中談?wù)撟疃嗟木褪欠蔷性編輯網(wǎng)絡(luò),它可以說(shuō)是未來(lái)一段時(shí)間視頻技術(shù)發(fā)展和人們注目的焦點(diǎn)。正是由于它的出現(xiàn),使得我國(guó)電視節(jié)目制作與播出系統(tǒng)在由數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化過(guò)渡的過(guò)程中起到了積極的推動(dòng)作用。
非線性編輯網(wǎng)絡(luò)集成了非線性編輯系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的共同優(yōu)勢(shì),有利于提高全臺(tái)工作效率,所有網(wǎng)上資源實(shí)時(shí)共享,同時(shí)也為編輯人員的藝術(shù)創(chuàng)作開(kāi)辟了廣闊的天地,因而受到視頻界的普遍關(guān)注。我臺(tái)在去年由大洋公司承建了一個(gè)光纖網(wǎng)與以太網(wǎng)雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)的非編網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)由8個(gè)有卡工作站組成。為了讓技術(shù)人員能夠進(jìn)一步認(rèn)識(shí)非線性編輯網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)在對(duì)組建網(wǎng)絡(luò)中所涉及的一些相關(guān)技術(shù)進(jìn)行探討。
1 Fibre Channel連接與SCSI連接
通常把Fibre Channel簡(jiǎn)稱FC。FC接口是SCSI接口的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,在許多方面FC都與傳統(tǒng)的SCSI非常類(lèi)似,它們都是與存儲(chǔ)設(shè)備的快速接口。然而,F(xiàn)C在一些非常重要的方面增強(qiáng)了SCSI性能的不足,兩者對(duì)比如下:
⑴ 速率與連接距離
FC是一個(gè)串行接口,也就是說(shuō),在某一瞬時(shí),只傳輸一個(gè)bit,這與SCSI是不同的,SCSI傳輸信息時(shí)是多個(gè)bit同時(shí)傳送的。FC的實(shí)際速度為1.06Gband/S二進(jìn)制下,由于所有數(shù)據(jù)采用“8b/10b”的編碼方式,所以FC有效傳輸速率為106M/S,而這個(gè)速度是Fast Wide SCSI(20M/S)的五倍,是UltraSCSI接口(40M/S)的二點(diǎn)五倍。使其能應(yīng)用到對(duì)速度需求更高的應(yīng)用領(lǐng)域,包括視頻領(lǐng)域。FC可連接距離達(dá)到500米,而SCSI可連接距離僅為30米,不利于網(wǎng)絡(luò)工程的實(shí)施。
⑵ 可靠性
FC被設(shè)計(jì)用來(lái)支持不間斷的熱插拔設(shè)備。也就是說(shuō),在環(huán)路中,增加設(shè)備時(shí)不會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流。這是SCSI所不能支持的。FC還可用雙環(huán)來(lái)增強(qiáng)性能和可靠性,如果在一個(gè)環(huán)路上出現(xiàn)故障,另一環(huán)路使FC網(wǎng)仍保持暢通。同時(shí),由于使用雙環(huán)將使環(huán)路帶寬可達(dá)到200MB/S。
⑶ 容量
FC最多可以連接126個(gè)設(shè)備,如果每個(gè)端口連接9G硬盤(pán),則在單環(huán)上存貯網(wǎng)絡(luò)空間達(dá)1TB,而SCSI只能支持16個(gè)連接。SCSI不利于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。
所以說(shuō),在SCSI的基礎(chǔ)上,F(xiàn)C為了存貯界帶來(lái)很多新的性能和可靠性。FC可以支持更多的設(shè)備,加上集線器和Switch,F(xiàn)C極大開(kāi)拓了高速存貯器領(lǐng)域。我們?cè)诮M建非編網(wǎng)的時(shí)候,堅(jiān)定信念地使用了FC網(wǎng) 以太網(wǎng)的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
2 硬盤(pán)容量和數(shù)據(jù)傳輸率
對(duì)于PAL制的視頻數(shù)據(jù),如果不壓縮,其數(shù)據(jù)率為20MB/S(720×576×2×25),雙通道音頻數(shù)據(jù)率為192KB/S(48×2×2),由此可以計(jì)算出在某個(gè)壓縮比情況下,一定素材量所需要的硬盤(pán)空間總和,如某個(gè)系統(tǒng)的總的素材量為8小時(shí),在壓縮比為4:1時(shí),則總的硬盤(pán)空間需要20×3600×8/4=144000MB,即約144GB(由于音頻數(shù)據(jù)相對(duì)視頻數(shù)據(jù)很小,通?梢院雎圆挥(jì))。我們要求的系統(tǒng)存儲(chǔ)空間是80小時(shí),在實(shí)際運(yùn)用中,我們采用了146G硬盤(pán)12塊,其中1塊用來(lái)熱備份,RAID5校驗(yàn)占用146G,所以實(shí)際存儲(chǔ)空間為1.46T。
視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是非常大的,同時(shí),系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)有很好的同步,即每秒嚴(yán)格25幀,因此在編輯回放和采集時(shí),對(duì)硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度和網(wǎng)絡(luò)通道的帶寬要求比較苛刻,即要求速度高,而且高速度能夠持續(xù)穩(wěn)定。通常,一個(gè)非線性編輯系統(tǒng)有兩個(gè)實(shí)時(shí)通道,假如系統(tǒng)壓縮比為4:1,則該編輯工作站最大占用的帶寬為10Mbps。我們要求的是8個(gè)有卡工作站,在極限情況下,所有站點(diǎn)同時(shí)雙通道訪問(wèn)FC,所需FC帶寬為80Mbps,而我們采用的FC硬盤(pán)陳列提供200 Mbps的帶寬,完全可以滿足高質(zhì)量素材的實(shí)時(shí)上載與存儲(chǔ)。
3 磁盤(pán)冗余陣列(RAID)技術(shù)
RAID是利用若干臺(tái)小型硬磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器加上控制器按一定的組合條件,而組成的一個(gè)大容量、快速響應(yīng)、高可靠的存儲(chǔ)子系統(tǒng)。由于可有多臺(tái)驅(qū)動(dòng)器并行工作,大大提高了存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)傳輸率,而且由于采用了糾錯(cuò)技術(shù),提高了可靠性。硬盤(pán)陣列是視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),硬盤(pán)陣列的容量、速度、穩(wěn)定性往往決定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。而網(wǎng)絡(luò)中是運(yùn)用RAID3還是運(yùn)用RAID5也是一個(gè)值得推敲的問(wèn)題,在通常情況下,RAID3比較適合大文件類(lèi)型且安全性要求較高的應(yīng)用,如視頻編輯、硬盤(pán)播出機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)等;而RAID5適合較小文件的應(yīng)用,如文字、圖片、小型數(shù)據(jù)庫(kù)等。
RAID3:是把數(shù)據(jù)分成多個(gè)“塊”,按照一定的容錯(cuò)算法,存放在N 1個(gè)硬盤(pán)上,實(shí)際數(shù)據(jù)占用的有效空間為N個(gè)硬盤(pán)的空間總和,而第N 1個(gè)硬盤(pán)上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是校驗(yàn)容錯(cuò)信息,當(dāng)這N個(gè)硬盤(pán)中的其中一個(gè)硬盤(pán)出現(xiàn)故障時(shí),從其它N 1個(gè)硬盤(pán)中的數(shù)據(jù)也可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù),這樣,僅使用這N個(gè)硬盤(pán)也可以帶傷繼續(xù)工作(如采集和回放素材),當(dāng)更換一個(gè)新硬盤(pán)后,系統(tǒng)可以重新恢復(fù)完整的校驗(yàn)容錯(cuò)信息。但是,當(dāng)由于在一個(gè)硬盤(pán)陣列中,多于一個(gè)硬盤(pán)同時(shí)出現(xiàn)故障率的幾率很小,所以一般情況下,使用RAID3,安全性是可以得到保障的。
RAID5:RAID5 和RAID3的原理非常類(lèi)似,硬盤(pán)的有效使用空間也是一樣的,但是它將校驗(yàn)容錯(cuò)信息分散存儲(chǔ)在N 1個(gè)硬盤(pán)上,所以它的安全性要比RAID3要好一些。
而我們考慮到整個(gè)系統(tǒng)的安全性,我們選用了RAID5方式。
4 Fibre Channel網(wǎng)絡(luò)及管理軟件
需要注意的是,這里Fibre Channel指光纖通道,并不是僅指光纖光纜。FC不僅試圖解決計(jì)算機(jī)和各種外設(shè)(RAID系統(tǒng)等)間的數(shù)據(jù)傳送速度問(wèn)題,也解決網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)傳送速度問(wèn)題。FC的目標(biāo)是在一定的時(shí)間和距離范圍內(nèi)保持高的帶寬傳輸。
Fibre Channel管理軟件的主要功能是保證共享硬盤(pán)陣列的文件和目錄信息對(duì)網(wǎng)絡(luò)中所有工作站保持一致,即某個(gè)工作站對(duì)共享硬盤(pán)陣列的文字寫(xiě)入和刪除,必須在其他工作站得到及時(shí)反映,否則,便失去共享的意義。另外,管理軟件也被用來(lái)管理共享信息的讀寫(xiě)權(quán)限控制和支持多種操作系統(tǒng)平臺(tái)。目前,國(guó)內(nèi)一些非線性編輯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)商,主要采用了兩種Fibre Channel管理軟件:Transoft公司的FibreNET和Mercury 公司的SANergy。
FibreNET是一種基于共享硬盤(pán)卷一級(jí)權(quán)限控制的管理軟件,即在同一時(shí)刻,某個(gè)共享邏輯卷只能被網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)工作站擁有寫(xiě)權(quán)限,其他工作站對(duì)該卷只讀,通過(guò)軟件切換可實(shí)現(xiàn)邏輯卷寫(xiě)權(quán)限轉(zhuǎn)移到其他工作站,當(dāng)一個(gè)工作站在其擁有寫(xiě)權(quán)限的卷中寫(xiě)入或刪除文件時(shí),其他工作站需經(jīng)過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)定時(shí)刷新操作,才可保證文件和目錄信息的同步。
SANergy是一種基于共享硬盤(pán)中文件一級(jí)權(quán)限控制的管理軟件,即在同一時(shí)刻,多

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