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談組建非線性編輯網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)

時間:2024-08-07 03:09:26 計算機畢業(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:近年來非線性編輯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在國內(nèi)縣級電視臺開始應用,隨之而來的是網(wǎng)絡(luò)的選型問題。本文從網(wǎng)絡(luò)的組建過程中遇到的問題出發(fā),總結(jié)了組建非編網(wǎng)需要注意的各個環(huán)節(jié),并做簡要介紹。

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

近年來,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),它可以說是未來一段時間視頻技術(shù)發(fā)展和人們注目的焦點。正是由于它的出現(xiàn),使得我國電視節(jié)目制作與播出系統(tǒng)在由數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化過渡的過程中起到了積極的推動作用。
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,有利于提高全臺工作效率,所有網(wǎng)上資源實時共享,同時也為編輯人員的藝術(shù)創(chuàng)作開辟了廣闊的天地,因而受到視頻界的普遍關(guān)注。我臺在去年由大洋公司承建了一個光纖網(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個有卡工作站組成。為了讓技術(shù)人員能夠進一步認識非線性編輯網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)在對組建網(wǎng)絡(luò)中所涉及的一些相關(guān)技術(shù)進行探討。
1 Fibre Channel連接與SCSI連接
通常把Fibre Channel簡稱FC。FC接口是SCSI接口的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,在許多方面FC都與傳統(tǒng)的SCSI非常類似,它們都是與存儲設(shè)備的快速接口。然而,F(xiàn)C在一些非常重要的方面增強了SCSI性能的不足,兩者對比如下:
⑴ 速率與連接距離
FC是一個串行接口,也就是說,在某一瞬時,只傳輸一個bit,這與SCSI是不同的,SCSI傳輸信息時是多個bit同時傳送的。FC的實際速度為1.06Gband/S二進制下,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,而這個速度是Fast Wide SCSI(20M/S)的五倍,是UltraSCSI接口(40M/S)的二點五倍。使其能應用到對速度需求更高的應用領(lǐng)域,包括視頻領(lǐng)域。FC可連接距離達到500米,而SCSI可連接距離僅為30米,不利于網(wǎng)絡(luò)工程的實施。
⑵ 可靠性
FC被設(shè)計用來支持不間斷的熱插拔設(shè)備。也就是說,在環(huán)路中,增加設(shè)備時不會影響網(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)來增強性能和可靠性,如果在一個環(huán)路上出現(xiàn)故障,另一環(huán)路使FC網(wǎng)仍保持暢通。同時,由于使用雙環(huán)將使環(huán)路帶寬可達到200MB/S。
⑶ 容量
FC最多可以連接126個設(shè)備,如果每個端口連接9G硬盤,則在單環(huán)上存貯網(wǎng)絡(luò)空間達1TB,而SCSI只能支持16個連接。SCSI不利于網(wǎng)絡(luò)的擴展。
所以說,在SCSI的基礎(chǔ)上,F(xiàn)C為了存貯界帶來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極大開拓了高速存貯器領(lǐng)域。我們在組建非編網(wǎng)的時候,堅定信念地使用了FC網(wǎng) 以太網(wǎng)的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
2 硬盤容量和數(shù)據(jù)傳輸率
對于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),由此可以計算出在某個壓縮比情況下,一定素材量所需要的硬盤空間總和,如某個系統(tǒng)的總的素材量為8小時,在壓縮比為4:1時,則總的硬盤空間需要20×3600×8/4=144000MB,即約144GB(由于音頻數(shù)據(jù)相對視頻數(shù)據(jù)很小,通?梢院雎圆挥嫞N覀円蟮南到y(tǒng)存儲空間是80小時,在實際運用中,我們采用了146G硬盤12塊,其中1塊用來熱備份,RAID5校驗占用146G,所以實際存儲空間為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,系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)有很好的同步,即每秒嚴格25幀,因此在編輯回放和采集時,對硬盤的讀寫速度和網(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,一個非線性編輯系統(tǒng)有兩個實時通道,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個有卡工作站,在極限情況下,所有站點同時雙通道訪問FC,所需FC帶寬為80Mbps,而我們采用的FC硬盤陳列提供200 Mbps的帶寬,完全可以滿足高質(zhì)量素材的實時上載與存儲。
3 磁盤冗余陣列(RAID)技術(shù)
RAID是利用若干臺小型硬磁盤驅(qū)動器加上控制器按一定的組合條件,而組成的一個大容量、快速響應、高可靠的存儲子系統(tǒng)。由于可有多臺驅(qū)動器并行工作,大大提高了存儲容量和數(shù)據(jù)傳輸率,而且由于采用了糾錯技術(shù),提高了可靠性。硬盤陣列是視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中非常重要的一個環(huán)節(jié),硬盤陣列的容量、速度、穩(wěn)定性往往決定整個網(wǎng)絡(luò)的性能。而網(wǎng)絡(luò)中是運用RAID3還是運用RAID5也是一個值得推敲的問題,在通常情況下,RAID3比較適合大文件類型且安全性要求較高的應用,如視頻編輯、硬盤播出機、大型數(shù)據(jù)庫等;而RAID5適合較小文件的應用,如文字、圖片、小型數(shù)據(jù)庫等。
RAID3:是把數(shù)據(jù)分成多個“塊”,按照一定的容錯算法,存放在N 1個硬盤上,實際數(shù)據(jù)占用的有效空間為N個硬盤的空間總和,而第N 1個硬盤上存儲的數(shù)據(jù)是校驗容錯信息,當這N個硬盤中的其中一個硬盤出現(xiàn)故障時,從其它N 1個硬盤中的數(shù)據(jù)也可以恢復原始數(shù)據(jù),這樣,僅使用這N個硬盤也可以帶傷繼續(xù)工作(如采集和回放素材),當更換一個新硬盤后,系統(tǒng)可以重新恢復完整的校驗容錯信息。但是,當由于在一個硬盤陣列中,多于一個硬盤同時出現(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的原理非常類似,硬盤的有效使用空間也是一樣的,但是它將校驗容錯信息分散存儲在N 1個硬盤上,所以它的安全性要比RAID3要好一些。
而我們考慮到整個系統(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不僅試圖解決計算機和各種外設(shè)(RAID系統(tǒng)等)間的數(shù)據(jù)傳送速度問題,也解決網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)傳送速度問題。FC的目標是在一定的時間和距離范圍內(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陣列的文件和目錄信息對網(wǎng)絡(luò)中所有工作站保持一致,即某個工作站對共享硬盤陣列的文字寫入和刪除,必須在其他工作站得到及時反映,否則,便失去共享的意義。另外,管理軟件也被用來管理共享信息的讀寫權(quán)限控制和支持多種操作系統(tǒng)平臺。目前,國內(nèi)一些非線性編輯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的開發(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卷一級權(quán)限控制的管理軟件,即在同一時刻,某個共享邏輯卷只能被網(wǎng)絡(luò)中一個工作站擁有寫權(quán)限,其他工作站對該卷只讀,通過軟件切換可實現(xiàn)邏輯卷寫權(quán)限轉(zhuǎn)移到其他工作站,當一個工作站在其擁有寫權(quán)限的卷中寫入或刪除文件時,其他工作站需經(jīng)過手動或自動定時刷新操作,才可保證文件和目錄信息的同步。
SANergy是一種基于共享硬盤中文件一級權(quán)限控制的管理軟件,即在同一時刻,多

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