原创《广东台高清系统播出存储主要技术和安全保证》：该文是关于安全保证论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
【摘 要】在播出领域视频存储系统中,如何解决保证数据容量、数据的高速读写和安全可靠成为重点.本文简要介绍了广东广播电视台高清系统的播出存储系统框架,并着重介绍BMLE集群系统和UML系统的主要技术和确保数据安全可靠机制.
【关键词】播出 存储 RAID冗余 故障转移
一、引言
随着对信息技术和存储技术的不断发展,在电视播出中视频数据存储容量和数据可靠性的需求越来越高.电视台媒体资源的播出领域有着大量的素材资源存储的需求,同时作为播出末端,对于数据数据的高速读写和安全可靠的要求高.目前硬盘作为存储的主要载体,读写速度有限,可靠性差的问题成为制约系统性能的关键问题.本文简要介绍广东广播电视台高清系统的播出存储系统框架,并着重介绍该系统中视频存储服务器BMLE集群系统和UML系统的主要技术,以及在该存储系统中如何通过数据冗余容错和故障转移,提高保证系统的稳定性,保证播出安全.
二、高清系统播出存储框架简介
广东台于2012年开始高清机房的建设,搭建了高清混播的系统.这个过程中经过了数次的升级和改造,目前系统形成了以三台SeachangeMCL（MediaClient）服务器、两台MSV（MediaServer）服务器共同作为上载服务器,完成上载视频文件的编解码；SeachangeUML（UniversalMediaLibrary）服务器系统作为 服务器存储所有的视频素材；两台SeachangeBML（BroadcastMediaLibrary）服务器组成集群作为播出服务器,连接六台MCL服务器完成视频素材的播出解码播出的基本系统框架.即高清播出存储系统中,主要结构由编码服务器— 存储服务器—播出存储服务器—解码服务器四级组成.具体系统结构连接如图1所示.
系统中前后两端的编解码服务器采用了MCL服务器和MSV服务器,这两种服务器采用了软解码的方式,具有实时编解码I/O功能,通过网络连接分别和BML服务器组成的集群和UML服务器构成NAS结构类型的存储网络.这种方式改变了以往直接在BMC服务器嵌入硬件*,采用解码板实时编解码I/O的方式,实现了解码和存储分离,一方面可以更加方便和自由地根据实际需要的编解码通道数量和高标清格式的不同构建系统,另一方面有效利用资源的同时,方便设备损坏时,能够迅速修改网络设置或备机实现故障转移.
播出视频服务器系统采用了Seachange公司开发的BML服务器集群,该集群采用了RAID52的技术,由有两个由3个节点组成的独立的集群系统互为冗余镜像组成,分别作为播出的主备视频服务器.每个独立的集群中,每一个节点都有一块主机通道适配（HCA）,带着两个InfiniBand线缆接口的,分别连接到两台交换机上,三个节点就是由在SeaChange公司的私有网络协议SeaNet下采用InfiniBand架构连接构成集群系统.当素材文件写入集群其中一个节点时,首先由集群控制器做第一次的RAID5,分成3个冗余块,通过InfiniBand构架的网络写入其他节点中；节点上的RAID卡对冗余块进行二次RAID5处理,形成数据条 入磁盘阵列内,实现数据冗余和容错.
存储服务器由两个完全镜像冗余的UML系统组成,主要用于存储视频素材.UML系统由两个UML服务器,共享一个存储阵列组成.UML服务器通过SeaCh angeHighAvailablityServer（SHAS）的配置让两台由高速InfiniBand内部连接的UML服务器均可以访问在硬盘阵列中的所有硬盘.存储阵列采用RAID6的冗余容错技术,并把72块磁盘分成7个LUN,分别挂载在两个UML服务器上,UML服务器对于它所拥有的数据LUN有读/写权限.如果数据LUN属于另一个UML服务器,读写的操作由另一个UML服务器 进行,实现了负载均衡和故障自动倒换.
三、播出存储系统的主要技术
1.RAID52
BML集群系统作为播出服务器,对于数据的安全性和可靠性要求极高,对于集群使用RAID52技术的同时,双集群完全镜像使得数据的容错能力极高.
那什么RAID52为什么它保证数据的安全呢?首先,我们要先了解一下什么RAID.RAID（RedundantArraysofI ndependentDisks）,即独立冗余磁盘阵列,指由多个独立的磁盘组成的具有冗余性的阵列.RAID通过条带化使得多块独立磁盘可以同时进行读写,提高了系统的I/O性能,具有高存储和高传输速率的性能；同时RAID采用数据校验甚至完全镜像备份的方式,使得丢失数据可以通过校验值或备份数据进行恢复,具有备份冗余性,确保数据的安全性.在RAID技术,RAID0,RAID1,RAID5,RAID6较为常用.
RAID5采用计算奇偶校验码（即异或XOR）的方式来实现容错.例如,对于一个由5块磁盘形成了阵列组的RAID5存储系统,阵列磁盘在相同偏移处横向逻辑分割形成多个条带（Stripe）.当该系统接收一个数据后,会对该数据采用条带（stripe）技术分成4个块,并通过同一条带中一组数据进行奇偶校验的方式计算校验值,奇偶校验码的计算公式为：
RAID52技术就是在RAID5的基础上再搭建一个RAID的结构,进一步保证数据安全.例如,我们搭建3个相同的系统,都是由5块磁盘形成了阵列组的RAID5存储系统,我们把这3个独立的存储系统用RAID5方式组成一个具有3个节点的集群,则我们称这个集群使用了RAID52技术.当该集群接收到数据是,首先集群RAID处理器分块并校验计算后,把数据均衡存储在3个节点中；节点收到数据后,节点的RAID处理器把数据再进行条带分块并校验计算后存储在磁盘中.同样的道理,这3个节点中任意一个节点发生故障,另外2个节点都可以重构出完整的数据内容.而每个节点可以允许一块磁盘发生故障,因此这个由15块硬盘组成的集群中,最大可以允许7块硬盘发生故障（即一个节点的磁盘全部故障,另外两个节点各有一块硬盘发生故障）,避免了由于磁盘故障或者数据错误导致数据丢失,极大的保证了数据的安全.
安全保证论文参考资料：
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