《随着数字化网络化进程的加快》由会员分享，可在线阅读，更多相关《随着数字化网络化进程的加快（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,2,一 引言,随着数字化网络化进程的加快，我国大中型媒体机构在编、制、播、存等主要技术环节均购置了大量的数字设备，并进行了不同程度的网络基本建设。全台的数字媒体综合信息系统的框架逐渐清晰。可以预言，在不久的将来，全台的数字媒体综合信息系统的标准化工作将提到工作日程上来，以适应数字化网络化对媒体机构的新要求。,3,一 引言,4,一 引言,5,一 引言,6,一 引言,整个系统的核心环节是海量多媒体资料、素材、节目的存储，高效的存储技术是电视台未来媒体综合信息系统的核心技术。,7,二 高效的存储技术,随着广播电视数字化的进程，对于信源压缩和存储技术的要求也越来越高，同时也激励着相关技术的迅猛发展
2、。在相关信源编码技术（主要是MPEG系列）的支持下，存储技术在存储介质的性能、存储的网络化、虚拟化等方面都有了长足的进步。,8,2.1 存储介质,数字化的资料信息大量存于磁盘库、光盘库和新型的数据流磁带库。目前，常见的大容量存储介质主要包括硬盘阵列、光盘库和数据流磁带库。,9,2.1.1 硬盘,磁性硬盘HDD装置因其记录信息密度高，容量大，搜索速度快，高可靠性倍受青睐。在微机及将来的交互式电视或机顶盒中，以及广播电视的播出系统中都有重要应用。 硬盘是最常见的大容量存储介质，随着计算机技术的发展，硬盘的容量和速度都有了很大的飞跃。每GB可以存储1.5小时的MPEG-1素材或0.5小时5MBPS的
3、MPEG2素材。 由于硬盘具有读写速度快、在线检索、并发读写等特点，所以可以存储大量常用的数字化资料，并且可以满足多人的在线并发访问。另外，实现网络化的视频，主要也是采用硬盘做存储手段。,10,2.1.2 光盘,光盘作为一种新的存储媒体，感光层上有一层保护层，所以长时间保存，上面的数据也不会丢失。另外，光盘数据读取为非接触性激光方式，为无检索磨损。随着光盘存储技术的飞速发展，光盘存储容量有了极大的提高，是目前多媒体资料长期存放的主要手段。 当前的光存储新技术主要包括：蓝绿激光实用化研究，先进信号处理技术（调制方式、误码校正等），盘片多层化，盘片多层化，新型介质，声像压缩，录入技术，超导薄膜，面
4、积较大分子有序排列的静态薄膜等。,11,2.1.2 光盘,目前电视的录制，编辑、储存及播放还主要使用磁带，不少电视台已将硬盘系统用于播出，收到良好效果。不久将来，光盘也会引入播出。 DVD光盘库实际是硬盘阵列的扩展。一套光盘库可存放600张光盘，在信息量递增的今天，光盘的存储空间是巨大的。 随高密度大容量记录媒体、高效率低成本存储技术的发展，带、盘、网技术的融合，必将对电视系统带来革命性的变革，对计算机及通信等领域也会产生深刻影响。进而向家庭数据服务器，家庭信息资料库方向发展。,12,2.1.3 数据流磁带库,在存储介质中，除了硬盘和光盘，如果用户需要，也可以采用数据流磁带库。 它是一种相对低
5、廉的存储方式，一盘与普通录象带同样大小的数据流磁带上可以存储容量为42G的节目素材，并且读取速度可以达到12Mbyte/s。 由于数据流磁带采用顺序读写方式，当用户在线浏览时，要先将磁带上的数据迁移到视频服务器的缓存中，需要一定时间，所以只适合用于素材的备份，不适用于并发在线浏览。,13,传统的存储技术着眼于一台服务器，极大的限制了存储容量，也限制了对于信息的访问，成为多媒体数据的存储和使用的瓶颈。网络的出现和发展，广播电视的数字化，对存储技术的网络化提出了更高的要求。 目前，网络化的存储技术根据网络的不同特性、连接方式等作为划分，可以分为SAN（Storage Area Network）,
6、NAS(Network Attached Storage), IP存储(IP Storage)等。,2.2网络环境下的存储 技术,14,2.2.1存储区域网络(SAN),SAN是允许存储设备和处理器（服务器）之间建立直接的高速网络（与LAN相比）连接，通过这种连接实现只受光纤线路长度限制的集中式存储。 SAN可以被看作是存储总线概念的一个扩展，它使用局域网（LAN）和广域网（WAN）中类似的单元，实现存储设备和服务器之间的互连。 这些单元包括：路由器、集线器、交换机和网关。,15,2.2.1存储区域网络(SAN),SAN可在服务器间共享，也可以为某一服务器所专有，既可以是本地的存储设备也可以扩
7、展到地理区域上的其他地方。 SAN的接口可以是企业系统连接（ESCON）、小型计算机系统接口（SCSI）、串行存储结构（SSA）、高性能并行接口（HIPPI）、光纤通道（FC）或任何新的物理连接方法。,16,2.2.1存储区域网络(SAN),17,2.2.1存储区域网络(SAN),由于SAN的基础是存储接口，所以是与传统网络不同的一种网络，常常被称为服务器后面的网络。 SAN可被用来绕过传统网络的瓶颈，它通过以下三种方式支持服务器与存储设备之间的直接高速数据传输。,18,2.2.1存储区域网络(SAN),服务器到存储设备：这是服务器与存储设备之间的传统的相互作用模式，其优点在于多个服务器可以串
8、行或并行地访问同一个存储设备。 服务器到服务器：SAN可用于服务器之间的高速大容量数据通信。存储设备到存储设备：通过这种外部数据传输能力，可以在不需要服务器参与的情况下传输数据,从而使服务器周期能更多地用于其他活动如应用程序处理等。这样的例子还包括磁盘设备不需服务器参与就可以将数据备份到磁带设备上，以及跨SAN的远程设备镜像操作。,19,2.2.1存储区域网络(SAN),SAN 包括: SAN服务器 SAN存储 SAN互连 线缆和连接器 扩展器 集线器 网桥 网关 交换机 SAN互连 资产管理 容量管理 配置管理 性能管理 可用性管理,20,2.2.2网络附加存储设备 (NAS),简单的说，N
9、AS是通过网线连接的磁盘阵列，它具备了磁盘阵列的所有主要特征：高容量、高效能、高可靠。 NAS是部件级的存储方法。NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接到一群计算机上，所以NAS可以无需服务器直接上网，不依赖通用的操作系统，而是采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统，内置了与网络连接所需的协议，因此使整个系统的管理和设置较为简单。 NAS是真正即插即用的产品，并且物理位置灵活，可放置在工作组内，也可放在其他地点与网络连接。最重要的是，NAS能够满足那些无法承受SAN昂贵价格的中小企业的需求，具有相当好的性能价格比。,21,2.2.2网络附加存储设备 (NAS),NAS和SA
10、N各有各的优势，也有不足。 比如说NAS在数据传输时对带宽资源的占用，以及扩展性方面就明显的不如SAN。但随着千兆以太网技术和一些新技术的发展，NAS在这些方面已经有了很大的改观，并显现出巨大的潜力。对于中小企业来讲，他们面对日益膨胀的数据同样有迫切需求，而且这种需求并不因为投资而降低对存储网络性能、质量、可靠性和可用性水平的要求。这就需要高效经济的解决之道。所以，NAS当然首当其冲。而SAN的强大性能和巨额成本，则注定了它是大型企业的宠儿。 虽然现在业界对NAS和SAN孰优孰劣还在争论不休，但有一种观点已经越来越为人们所认同，那就是：NAS和SAN的结合是大趋势。,22,2.2.2网络附加存
11、储设备 (NAS),23,2.2.2网络附加存储设备 (NAS),将NAS产品直接通过网络接口连接到网络上，只需简单地配置一下IP地址，就可以被网络上的用户所共享。 它将所有的软件全部固化在NAS产品或NAS引擎内，因此，安装，使用均非常简单。而且它本身能够支持多种协议，能够支持到各种操作系统，包括Windows NT,95,98,hp-UX, Sun Solaris, Red Hat Linux, IBM AIX等等。通过任何一台工作站，采用IE或Netscape就可以对该设备进行直观方便地管理。 系统的维护也非常方便，NAS产品是独立于应用服务器，但又能保证系统的安全性和可靠性。,24,2
12、.2.3 IP存储,Internet的诞生为我们提供了一种方便的网络环境。使用Internet协议（IP），连接遵循iSCSI(Internet SCSI)的存储设备，形成IP存储系统，成为当前最新的存储技术。它具备为人们熟知的网络技术与管理，长距离传输，可扩展等优点。 作为IP存储方式的代表，iSCSI 首先被应用在SAN中。iSCSI 是一种在Internet协议网络上，特别是以太网上进行数据块传输的标准。简单地说，iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。,25,2.2.3 IP存储,iSCSI是基于IP协议的技术标准，实现了SCSI和T
13、CP/IP协议的连接，对于以局域网为网络环境的用户，只需要不多的投资，就可以方便、快捷地对信息和数据进行交互式传输和管理。相对于以往的网络接入存储，iSCSI的出现解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题，其优越的性能使其自发布之日始便受到市场的关注与青睐。 目前，IBM已经将iSCSI提交给IETE存储标准机构。随着新技术标准的制订，iSCSI必将成为存储领域的核心技术，其低廉、便捷、开放、安全、标准等优势必将得到充分完善与发展，从而成为一个充满生机与活力的发展方向。,26,虚拟存储实际上是逻辑存储，是一种智能、有效地管理存储数据的方式。虚拟存储克服了物理存储的局限，因为它可以把物
14、理设备变成完全不同的逻辑镜像，呈现给客户，既充分利用了物理设备的优势，如高性能、高可用，又打破了物理设备本身不可克服的局限性。 从用户的角度讲，可以用一句更简单的话来概括使用存储空间而不是使用物理存储硬件（磁盘），管理存储空间而不是管理物理存储硬件。,2.3 虚拟存储技术,27,目前虚拟存储的发展尚无统一标准，从虚拟化存储的拓扑结构来讲主要有两种方式：即对称式与非对称式。 对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备与存储软件系统、交换设备集成为一个整体，内嵌在网络数据传输路径中。 非对称式虚拟存储技术是指虚拟存储控制设备独立于数据传输路径之外。,2.3 虚拟存储技术,28,在对称式虚拟存储中，存储
15、控制设备 High Speed Traffic Directors（HSTD）与存储池子系统Storage Pool集成在一起，组成SAN Appliance。在该方案中存储控制设备HSTD在主机与存储池数据交换的过程中起到核心作用。,2.3.1对称式虚拟存储,29,该方案具有以下主要特点：采用大容量高速缓存，显著提高数据传输速度。 多端口并行技术，消除了I/O瓶颈。逻辑存储单元提供了高速的磁盘访问速度。成对的HSTD系统的容错性能。在SAN Appliance之上可方便的连接交换设备，实现超大规模Fabric结构的SAN。,2.3.1对称式虚拟存储,30,网络中的每一台主机和虚拟存储管理设备
16、均连接到磁盘阵列，其中主机的数据路径通过FC交换设备到达磁盘阵列；虚拟存储设备对网络上连接的磁盘阵列进行虚拟化操作，将各存储阵列中的LUN虚拟为逻辑带区集（Strip）,并对网络上的每一台主机指定对每一个Strip的访问权限（可写、可读、禁止访问）。,2.3.2非对称式虚拟存储,31,这种方案具有如下特点： 将不同物理硬盘阵列中的容量进行逻辑组合，实现虚拟的带区集，将多个阵列控制器端口绑定，在一定程度上提高了系统的可用带宽。 在交换机端口数量足够的情况下，可在一个网络内安装两台虚拟存储设备，实现Strip信息和访问权限的冗余。,2.3.2非对称式虚拟存储,32,以上从拓扑结构角度分析了对称式与非对称式虚拟存储方案的异同，实际从虚拟化存储的实现原理来将也有两种方式；即数据块虚拟与虚拟文件系统。 数据块虚拟存储方案着重解决数据传输过程中的冲突和延时问题。 虚拟文件系统存储方案着重解决大规模网络中文件共享的安全机制问题。,
