虛擬存儲技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)在我著重介紹虛擬存儲在數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)對廣播電視行業(yè)來說已經(jīng)不是一個陌生的概念了，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，國內(nèi)各級電視臺對其給予極大的關(guān)注，并且開始構(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錄像機(jī)、一個編輯系統(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，由于采用非線性編輯系統(tǒng)，除了采集時的壓縮損失外。信號在制作、播出過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，但其中存儲設(shè)備的訪問帶寬問題成為了系統(tǒng)的一個主要性能瓶頸。視頻編輯、制作具有數(shù)據(jù)量存儲大、碼流高、實(shí)時性強(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，為了保證一臺編輯站點(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，它通過把若干個SCSI硬盤加上控制器組成一個大容量，快速響應(yīng)，高可靠性的存儲子系統(tǒng)，從用戶看可作為一個邏輯盤或者虛擬盤，從而大大提高了數(shù)據(jù)傳輸率和存儲容量，同時利用糾錯技術(shù)提高了存儲的可靠性，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臺站點(diǎn)共享編輯數(shù)據(jù)。這時可利用SCSI網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)這一要求。

幾臺編輯站點(diǎn)均配置高性能的SCSI適配器，連接至共享的SCSI磁盤陣列，既可以實(shí)現(xiàn)幾個站點(diǎn)共享數(shù)據(jù)，又可以保證每一臺單機(jī)的工作帶寬。光纖通道技術(shù)的成熟應(yīng)用對視頻網(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。這時候的FC(Fibre Channel光纖通道)磁盤陣列——RAID容錯技術(shù)、相對SCSI的高帶寬、大容量，成為視頻網(wǎng)絡(luò)中的核心存儲設(shè)備。隨著電視臺規(guī)模的發(fā)展，全臺級大規(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)的存儲技術(shù)與產(chǎn)品引入視頻領(lǐng)域。存儲區(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。其中具有劃時代意義的是虛擬存儲概念的提出。相對于傳統(tǒng)的交換機(jī)加RAID陣列，主機(jī)通過硬件層直接訪問陣列中的硬盤的SAN結(jié)構(gòu)，虛擬存儲的定位是將數(shù)據(jù)存儲功能從實(shí)際的、物理的數(shù)據(jù)存取過程中抽象出來，使普通用戶在訪問數(shù)據(jù)時不必關(guān)心具體的存儲設(shè)備的配置參數(shù)、物理位置及容量，從而簡化用戶和系統(tǒng)管理人員的工作難度。

在設(shè)計一個視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時候，對存儲系統(tǒng)的選用，主要考慮如下幾個因素：(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，是一個需要解決的課題。虛擬存儲技術(shù)的出現(xiàn)，為我們在構(gòu)建視頻網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時提供了一個切實(shí)可行的高性能價格比的解決方案。從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來講，對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、虛擬存儲的實(shí)現(xiàn)機(jī)制當(dāng)進(jìn)程運(yùn)行時，先將一部分程序裝入內(nèi)存，另一部分暫時留在外存，當(dāng)要執(zhí)行的指令不在內(nèi)存時，由系統(tǒng)自動完成將它們從外存調(diào)入內(nèi)存工作。