上海电信宽带业务拓展中的互动数字电视项目 - 图文(4)

2020-02-21 14:51

3584带库;DELL、Spectra Logic、ADIC、StorageTeK、SONY等厂家的带库。其中3583

磁带库能够支持IBM新一代200GB存储介质和传输速率高达35MB/s磁带机。 作为Jetsen存储管理体系,它的主要工作流程如下:存储控制服务器通过对媒体系统数据库的定时查询,可获得有效素材迁移或回迁的标识,存储控制服务器会根据当前磁带机使用状态、磁带数据资源分布状态、任务级别权限、网络忙闲状态、负载均衡等因素,在保证良好的实时响应前提下,最大限度发挥系统整体性能为原则对任务进行优化,调度存储节点工作站执行从磁盘阵列“存储缓存区”迁移到磁带库或从磁带库回迁到磁盘阵列的工作;存储节点工作站则根据所分配的任务,向存储管理服务器发出对所控磁带机的操纵指令,存储管理服务器响应指令并负责调动磁带机和机械手,最终完成迁移或回迁工作,同时存储控制服务器动态监控和管理上下载过程,并将有关信息通知内容管理数据库。

JETSEN存储管理系统在硬件构成上主要包括以下三部分:存储管理服务器、 存储控制服务器和存储节点工作站。 存储管理服务器

存储管理服务器安装IBM Tivoli Storage Manager Server系统软件,TSM提供一个设备驱动程序驱动多种磁带和自动化存储设备运行,同时为存储介质和设备提供管理功能。TSM服务器自动跟踪存储数据版本、寿命和位置,并接收客户机的请求,控制磁带库实现数据备份、归档和恢复。

存储管理服务器应用程序的得到特别设计用于管理数据存储环境的关系数据库支持。服务器依靠数据库维护关联到存储的数据对象的元数据库。数据库并不用于存储实际的客户机数据,那由服务器管理的存储器维护。所有数据库事务被写入一个称为恢复日志的外部日志文件,恢复日志可用于必要时恢复数据库。 服务器对数据库的操作是透明的,通常存储管理服务器操作可用图形或命令行界面来配置、控制和监视。对于高级数据库管理和报告还可通过ODBC数据库访问接口实现。 作为存储设备驱动和管理服务器,必须要保证存储系统的高性能和可靠性,存储管理服务器的设备选型通常考虑采用I/O吞吐量大,采用xSeries系列的x205服务器作为基本设备选型。

存储控制服务器和存储节点工作站

存储控制服务器安装TSM client存储软件和Jetsen存储管理的存储控制管理软件,它负责完成任务的智能排队、优化和分配,调动存储节点工作站完成所有的在线和离线迁移工作,实时监控和管理迁移的全过程,并统计和发布任务完成情况、设备使用情况、磁带库资源使用情况。

存储节点工作站同样安装TSM client存储软件和Jetsen存储系统的存储节点工作站应用软件,在JDSM存储系统中,存储节点工作站的接收任务的来源为存储控制服务器,它是上下载任务的执行者,负责向存储管理服务器发送对磁带机的控制指令,以实现多节点分布存储的需求。 通过对需求分析,基于性价比最优和适用性等方面的考虑,推荐将两个功能安装在一台服务器上。这样,即可满足当前系统的使用,降低了系统成本。同时当系统规模扩展后,可无缝添加存储节点工作站,提高系统性能。 作为存储应用的服务器,在机器配置上必须要保证系统的高性能和可靠性,存储控制服务器的设备选型通常考虑采用稳定性高,I/O吞吐量大的专用服务器,采用IBM xSeries系列的x205服务器作为基本设备选型。 JETSEN存储管理系统软件说明 TSM存储软件

IBM TSM(Tivoli Storage Manager )为企业网络环境中的文件服务器和工作站提供了自动的、基于策略的分布式数据和存储管理,在硬件架构上,它包括TSM Server服务器和TSM Client服务器。TSM能够自动备份、归档和恢复关键数据,支持包括 存储部分系统在内的超过30种操作系统平台,独具“磁带配置”和“磁带重用”技术,加快了恢复过程。

在系统设计初期,考察了当今多种主流的备份管理软件,最后基于性能上和用户后期使用费用上的考虑,选择了IBM TSM作为存储管理软件的开发平台,下面就TSM与市

场上另一主流存储管理系统Veritas NetBackup作一比较: 表5-3 TSM与Veritas NetBackup比较表 TSM Veritas NetBackup 功能 对磁带的有效利用 通过介质回收实现磁带不支持临时卷池 整合 需要预先对磁带进行明确分配 TSM将文件整合到更少的卷中,有效利用临时卷池 耗费操作员时间 备份系统需要更少的磁不能跟踪在线和离线的卷,仅带卷 能管理一个或其他的卷 在检查出入磁带库的卷操作员需要更多地进行人工干时花费的时间更少 预 自动跟踪在线和离线的卷,减少人工管理工作量 管理费用 用户申请恢复操作时,无管理员通常必须帮助用户,或需管理员参与 为用户提供管理权限 当备份文件在回收期间管理员必须人工完成磁带的回从一个卷移动到另一个收工作 卷时,保持对备份文件的跟踪 介质费用 磁带整合保证了使用更磁带整合效率,不能回收,不少的卷来保存指定的数支持临时池 据量 介质移植费用 自动从一种磁带(如人工处理 8mm)移植到另一种(如LTO) 离线管理费用 自动从离线介质中回收人工磁带回收 磁带空间 无需取回磁带就能在离线位置或主服务器站点使用磁带设备 灾难恢复费用 自动跟踪所有卷的序列人工处理 信息,以便在灾难恢复方案中使用 对每天离线发送的信息进行安排 基于TSM开发的数据迁移管理软件运行在一台IBM服务器上,它负责联系内容管理和存储系统,接收并相应用户请求,并与TSM Server通讯,实现后台的数据迁移进程的自动控制。 存储管理软件

为本方案提供的Jetsen存储管理软件,是根据文广行业对近线离线存储方面的特殊需求,以IBM公司著名的Tivoli Storage Manager存储应用软件为基础,使用TSM API进行二次开发,以适合媒体行业需求的智能存储管理软件。 提供的Jetsen存储管理软件与TSM软件的关系如下图:

存储应用层存储管理层Jetsen存储管理系统Tivoli Storage Manager设备控制层 图5-3 Jetsen与TSM关系图

Jetsen存储管理软件按功能分主要有两部分:存储控制管理软件和存储节点工作站应用软件。负责(近线、离线)任务的分发,由存储节点工作站应用软件负责(近线、离线)任务的执行。其中存储控制管理软件包含了自动策略模块、特定功能模块、任务调度模块和网络通信模块四大模块,分别担负了时间策略和空间策略;定制迁移和离线迁移;智能排队和任务调度;系统监测、信息搜集和任务发送等管理功能的实现。存储节点工作站应用软件包含了数据移动模块和网络通信模块两大模块,分别担负了数据迁移、数据回迁和数据离线;任务接收和状态反馈等应用功能的实现。 提供的Jetsen存储管理软件功能是在在线–近线,近线–离线之间完成数据的自动迁移和回迁,而不必关心数据是在磁盘阵列上或者自动化带库中的哪一盘磁带上。从功能上看Jetsen存储管理软件实现了虚拟存储的功能,把磁盘阵列和自动化带库虚拟成一个数据访问速度接近于磁盘阵列、存储容量等于自动化带库的存储系统。软件在实现上参考的HSM的特点,并且克服了它的不足。 JETSEN存储系统配置

在软硬件的构成上,JETSEN主要由以下几部分组成: 存储管理服务器 1台 存储控制(存储节点)服务器 1台 Tivoli Storage Manager软件 1套 Jetsen存储管理软件 1套 5.3 节目上载子系统

节目上载系统是互动数字平台系统的数据来源,其质量的好坏直接影响到后期的播出和MAM内容管理,因此本子系统在整个系统中具有举足轻重的地位。 5.3.1 节目上载系统功能简述

节目上载系统具有以下几个方面的功能: 信号输入接口功能

视音频输入接口:该接口满足外部设备通过标准复合、Y/C 和分量等视音频输入接口与节目上载工作站进行联接,从而实现多途径节目素材采集的需求;

卫星收录输入接口:该接口满足经过卫星接收机设备通过ASI信号与卫星收录系统相连,完成定时、定点、自动的卫星节目收录功能; 文件输入接口:该接口满足将外部购买的TS流节目以及编辑制作完成的MPEG-2文件可通过转码工作站,直接进入媒体资产管理系统的需求; 码流转换功能

将标准MPEG-2 TS流数据文件转化为低码流数据文件(MPEG-4)能力; 将标准MPEG-2 PS流数据文件转化为标准MPEG-2 TS流数据文件能力;

通过MPEG-2 PS、MPEG-2 TS流等高码流自动生成用于媒体资产管理的关键帧功能; 节目编辑功能

系统应能提供基于网络终端的非线性编辑功能;

实现单轨视频编辑、双层字幕、四轨音频的实时编辑功能; 系统应提供基于MPEG-2 IBP格式的帧精确编辑功能; 系统应提供MPEG-2 IBP 帧的硬件实时打包合成功能; 数据格式转换功能

MPEG-2 TS数据文件,码率为6Mb/s,用于节目播出和存储; MPEG-2 PS数据文件,用户节目编辑和存储(可选);

MPEG-4 数据文件,码率为750Kb/s,用于IP-VOD点播和MAM内容管理系统中节目浏览;

根据节目转场自动生成的关键帧数据文件,用于MAM内容管理系统中的关键帧浏览; 与其他系统之间的接口

节目上载系统作为整个系统的数据输入模块,主要存在与MAM内容管理系统之间的接口。这个接口包括两个层面的问题,一是媒体文件层面,节目上载系统应能自动将经过数字化的媒体文件迁移至在线存储池中。二是元数据层面,节目上载系统应能自动提取有关节目的元数据信息,并提交至MAM内容管理系统中,用于MAM内容管理。 5.3.2 工作流程说明

对于节目的上载,根据来源不同,包括两个方面流程。一是模拟或数字的视音频信号的上载,二是卫星接收和外购等已经数字化的视音频资料的上载。 视音频信号上载工作流程:

数字或模拟的视音频信号通过采集工作站,将同步生成的高码流、低码流和关键帧,均存储在中央在线磁盘阵列中,并通知编目工作站进行节目标引工作。此时完成视音频信号的上载工作。

卫星信号上载工作流程:

首先通过卫星收录工作站定时、定点进行节目收录,并通过100M以太网将收录下来的节目存储在数据接收管理服务器的硬盘中。然后,粗编、整理工作站对收录完成的节目进行剪裁和筛选,将成品文件存储在服务器的成品工作区中。转码工作站将定时检测成品文件区状态,并自动通过成品文件生成低码流和关键帧,最后通知编目工作站进行节目标引。此时完成卫星节目信号的上载工作。 5.3.3 系统网络结构说明

该系统网络应采用光纤通道和以太网相结合的双网结构,将采集工作站、卫星收录管理服务器、非线性编辑工作站、转码工作站以及在线存储系统等部分,通过光纤通道交换机连接组成存储区域网(SAN),实现高码流视频数据流的高速、稳定传送和系统资源的共享共管,同时各工作站、服务器还通过以太网络交换机连接组成局域网,满足系统内部数据和控制信息的交换。

由于该系统的主要功能是采集和处理高低码流视频数据,为了保证视频数据流高速稳定到达每一个工作站,的网络设计将每一台具有视频处理的工作站都统一连接在SAN网络中,这样使得每一个具有视频处理功能的工作站都能直接访问中心共享存储设备(在线磁盘阵列),并保持高速、恒定的网络带宽。 5.4 MAM内容管理子系统 5.4.1 MAM内容管理系统功能

互动数字电视平台存储与播出系统对MAM内容管理部分的需求主要体现在以下几个方面:

数据库设计 编目功能

查询检索功能 存储迁移功能

与其它系统的接口功能 系统管理功能

系统非功能方面的要求,还需要考虑可靠性和安全性的需求。 数据库设计

对于本项目,数据库应采用大型数据库,并易于实现后期的功能扩展和维护。应用系统应充分考虑数据的接口、数据的转换、数据库的互访和互联,同时要考虑到数据的安全性和扩展性。由于MAM内容管理的设计是基于媒体资产管理的概念,是一种面向对象的节目级存储和管理,除了节目的数字化高低码流文件以外,还包含了由用户填加的与节目有关的内容文档,因此在数据库的查询功能上,应具备全文检索的功能。基于以上的需求考虑,推荐使用以DB2数据库为基础的适合视频业务复杂数据结构的IBM Content Manage作为MAM内容管理的开发平台。 编目功能

编目主要由专业标引人员完成。经节目上载部分的处理后,进入编目流程的是有关节目的TS流文件、PS流文件(可选)、关键帧和低码流文件,其中部分物理信息已被自动提取。在此过程中,需要对节目的元数据进行再加工和处理,包括节目分类、增加主题词、加注详细说明和填加文档等,经过编目后,素材纳入管理中,可供各系统查询中调用。

查询检索功能

检索功能需要提供多种检索方式,如全字段检索、智能模糊检索,同时可提供简单检索方式和专业检索方式。

授权操作者可以使用浏览器通过局域网、宽带网检索查询视音频资料,浏览的内容也根据操作者权限进行管理。 管理功能

在系统管理方面的功能需求归纳起来,有以下两方面: 用户管理

用户管理包括用户身份认证、权限管理和用户审计及其相关信息的维护。主要目的是将台内和台外人员的部门、角色、权限、级别进行管理,授权的用户可以根据自己的身份对系统进行不同层次的访问。 数据维护和统计

系统对用户在MAM内容管理过程中的操作进行记录并形成日志文件,记录内容应包括访问者、访问时间、访问次数、费用、节目使用量、空间使用率、播出节目次数、播出节目总数等信息。统计结果能够以多种方式显示并打印,如表格、直方图和饼图等方式,以便于台领导和系统管理员对节目资源进行动态的监控。 存储迁移功能

存储迁移的目的是服务于DVB的播出,因此,存储迁移在功能上应能够与EPG相结合,并根据EPG中播出文件的节目单,实现自动迁移,即完成需要播出的TS流文件(高码流文件)从近线池向播出池的迁移。 接口要求

MAM内容管理的核心是节目资源的存储,存储的节目包含了用于DVB播出的TS格式高码流文件,以及用于IP-VOD点播的MPEG4格式低码流文件。由于要面对的外部服务,一方面要求MAM内容管理和存储要满足与不同应用的信息交互,同时还要根据不同外部用户(DVB)的需求,将需要使用的TS流文件按用户定制策略迁移到指定位置。 5.4.2 MAM内容管理系统工作流程

MAM内容管理系统由后台MAM内容管理服务器和系统管理软件组成,它负责节目资料的编目、管理、检索等工作。

所有进行迁移的节目,经过节目上载子系统后,作为节目对象,应有三至四类多媒体文件,即TS流文件、PS流文件(可选)、关键帧文件和低码流文件(MPEG-4),在MAM内容管理部分,首先由专业标引人员通过编目工作站进行编目,节目在编目工作站上完成分类、标引等工作,并将节目分级。编目完成之后,这条节目的信息也就出现在用户可查询的节目范围之内。用户可通过节目检索系统对库内所有节目进行检索。节目到预播区的迁移由于MAM内容管理系统与EPG系统有良好的接口,通过迁移服务器,可以获取到准备播出的节目单,由此确定需要迁移的文件和完成时间,从而实现节目TS流的从近线存储区向预播池的迁移。 MAM内容管理系统功能说明

MAM内容管理系统的各个工作站是完全基于IBM Content Manager开发平台上设计的。包括编目、检索、系统管理等三部分。

MAM内容管理系统从功能上包含编目工作站、检索工作站和系统管理工作站。由于的MAM内容管理系统软件的检索和系统管理是基于B/S方式,则任何一台处于局域网内的机器经过授权均可作为该两种工作站来使用。 三种工作站的功能和技术指标如下: 编目工作站 概述

编目系统的主要目的是通过对数字化媒体资产进行标引和著录,完整地描述媒体资产,


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