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中科大洋构建中央台节目交换缓存系统案例

作者:佚名  来源:互联网  时间:2007-5-11 16:55:24

  前言

  在节目缓存交换系统项目提出的初期,有这样一个背景。中央电视台24 套付费频道硬盘播出系统、20 套常规频道硬盘播出系统刚刚建成。如果继续以磁带为节目载体,资料管理方式继续是磁带的管理,数字化网络化带来的价值将大幅缩水,必须采用新的工艺流程和方式。因此初期全台节目缓存交换系统主要的目标是实现节目备播的完全网络化,又考虑到价格和性能等因素,决定存储方案使用SATA磁盘,“全台节目缓存交换系统”也经常被称为“SATA系统”。

  这几年全国电视台都纷纷进行着有规模的网络化数字化系统的建设。中央电视台先后完成了一些在行业内具有标志地位的项目,如新闻共享系统、音像资料馆系统等等,这些系统运转正常并对电视节目的生产日益发挥出越来越重要的作用。中央电视台2005年投入建设或运行的系统又增加了经济频道综合节目制作系统、体育中心节目制作系统、硬盘播出系统,上述系统都是数字化、网络化的计算机系统。可以预见随着这些系统进入成熟运行期以及今后新技术的推广和使用,数字化的节目载体和网络化的制作环境将极大改变中央电视台现有的业务流程和节目生产的方式。计算机网络化的节目制作手段、数据化的节目载体形式以及信息化的流程管理将取代原来业务形态成为主流。

  中央电视台的全台节目缓存交换系统项目正是在这样的大环境下提出的。在这样的大环境下,SATA系统的提出超越了一个自动化备播范畴,它将成为全台媒体数据的交换中心。将不同种类,不同系统结构,不同时期,不同技术水平的异构系统实现互联互通,这样的应用模式和案例无疑具有非常的现实意义和价值。

  项目的工作历程回顾

  2005年7月-9月   方案初步设计阶段。05年7月中央台向业内厂商发出《全台节目缓存交换系统需求书》征集方案。

  大洋公司积极组织研发、产品、集成等部门技术力量从业务模型、系统架构、关键技术、集成实施等方面对系统进行了细致设计规划。在方案中针对用户的需求结合当前技术发展,我们提出了多种技术思路并对不同方案进行了详细分析比较,以便用户进行选择,在方案中首次将MD5技术引入到专业视频领域,以保证系统互联后播出的安全。

  在对各家厂商提供的方案进行了详细评估后,中央台最终选择两家公司入围与中央台一起进行系统详细设计,大洋公司是入围公司之一。

  2005年10月-2006年1月 系统详细设计阶段。 大洋公司与中央台一起就SATA系统涉及的节目入库业务、节目备播业务、节目出库业务、存储管理业务进行了详细设计,针对系统涉及的关键技术进行了可行性测试验证,就系统网络互连模型进行了规划。在这一阶段,大洋公司凭借认真的工作态度,严谨的工作作风,全面的技术实力获得了中央台的认可和信任,最终成为全台节目缓存交换系统的总集成开发商。

  2006年2月-2006年4月  工艺实施设计阶段。 大洋公司与中央台一起对台内现有网络系统进行梳理,并根据实际情况制定了网络互连实施方案、软件实现方案,与中央台和其他配合厂商就方案进行了讨论和确认。

  2006年5月-2006年7月   设备采购阶段。中央台对系统所需的硬件设备和非定制开发的软件进行招标采购,大洋公司开始开发相应的应用软件。

  2006年8月- 系统实施阶段。 该阶段完成网络系统集成,与其他系统互连集成,软件部署调优测试。

  项目简要介绍

  全台节目缓存交换系统的定位

  SATA系统,即全台节目缓存交换系统在建设初期主要作用有两个,一个是节目备播,一是重大活动节目素材暂存。节目备播时它与网络制作系统、音像资料馆系统、节目生产管理系统、播出系统紧密联系,重大活动节目素材暂存时它与网络制作系统、体育中心制作系统、新闻共享系统发生联系。如果以全台节目缓存交换系统为中心,其他系统与之关系如下图。

  SATA系统目前是CCTV各个节目生产系统进行数字化网络化节目报播以及入库的中心,是成品节目入库的暂存库,是总编室进行节目备播的重要工具并将逐渐取代传统的磁带备播方式,同时SATA系统规划出一部分资源作为其他系统的临时存储空间的扩展。从发展的眼光看,SATA系统将成为各节目生产系统交换数据的一个枢纽。

  系统的业务框架

  SATA系统的业务框架设计出发点是构建一个全台互联交换平台,系统的初期建设目标也明确了首先作为播出节目缓存库使用。在业务上成为一个成品节目备播缓存库系统,主要系统实现的业务目标是承担CCTV各个网络业务制作系统生产的成品节目入库缓存,并实现全自动的播出准备工作,最终实现播出系统全程无带化。整个节目缓存库系统的业务模型主要包括:

  成品节目入库业务;

  播出串联单播出节目整备业务;

  播出系统加载待播节目入播出系统业务;

  沉淀及播后节目归档资料馆业务;

  缓存库内部存储管理维护业务;

  缓存库系统监控管理业务。

  上述业务模型在设计上均充分考虑了目前CCTV节目整备,播出系统以及节目生产管理系统等各方面的现状以及需求,根据业务模型设计的几个标准原则进行业务模型的规划,从设计上考虑主要有以下几个优势:

  播出安全至上,在业务模型中充分考虑了播出数据的安全,在入库阶段,在调入播出系统阶段均进行摘要验证,并通过数字签名的方法实现了入库节目的高级别安全,签名无法复制,由此非常安全的确保节目数据不被破坏和替换;

  考虑到系统的松散耦合和降低系统之间的交互,对于资料馆,播出和节目生产管理系统中对节目状态的维护不要求动态更新或同步,而是在需要时进行查询,虽然会造成一些查询负担,但各个系统之间没有节目状态同步的负担会使得系统的逻辑简单很多;

  多次叠代,逐步更新的整备处理模式,可以分散系统的数据传输负载,并提前处理,及早发现问题;

  通过整备动态监控软件的实现,虽然整个整备过程是全自动过程,但通过直观的动态界面也可以使管理维护人员一目了然;

  通过建立存储区及存储策略的管理,使得系统的存储数据按照各种灵活的存储方式和存储策略进行有效管理,而且策略的设计也可以确保足够的管理灵活性;

  系统机构

  SATA系统的网络结构

  SATA系统对外的连接相当复杂,但内部结构是相对简单的。主要是由MDS服务器,FTP服务器,存储管理服务器以及FC交换机和磁盘阵列构成,其数据库和应用服务器平台完全与节目生产管理系统共享。

  SATA系统与其他系统连接

  SATA系统必须适应与各种系统的连接,而且每一个系统的情况有所不同必须分别予以考虑。设计一般考虑的原则是:

  安全性必须优先,包括网络安全,数据安全性,应用安全性,访问安全性等;

  权衡各方面问题,考虑系统部署维护的经济性;

  业务系统网络构架服从CCTV整体布局。

  整体软件部署

  SATA系统不是一个独立的系统,它存在的更大价值在于与其它系统互联互通,其软件系统完全遵从“高内聚,松耦合”的原则,系统内部通过应用接口以及数据库系统进行通讯,对外部系统如资料馆,新闻共享,CCTV2,CCTV5,苹果高清系统通过WEBservice方式进行通讯,而媒体数据的传输采用FTP方式。

  与SATA系统互联的系统多达8个,分别是不同时代建成,服务于不同业务类型,有着不同的网络架构,不同的软件体系。在考虑系统软件的整体部署时,要优先考虑系统在功能性与非功能性方面必须满足的要求,例如,对数据库的连接是否必须是本地操作,安全性的要求级别不同,系统内某些构件必须/或不能放置在同一节点等等。为了使他们能够安全高效的连接,软件部属要求各网络系统进行逻辑分层。在SATA中主要有四层,制作外网,制作内网,资源核心层,播出系统层。不同层面具有不同的安全级别,部署不同的应用软件。与SATA系统互联的各个系统,他们在制作网层面上不进行通讯,通讯和数据传输都集中在在网络资源核心层上。

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