在21世紀(jì)的今天,用來(lái)存儲(chǔ)視頻的介質(zhì)是越來(lái)越多,從原來(lái)的磁帶存儲(chǔ),到后來(lái)的硬磁盤(pán)存儲(chǔ)、光盤(pán)存儲(chǔ)等,都為視頻的存儲(chǔ)提供了廣闊的空間。
硬盤(pán)具有響應(yīng)速度快、傳輸速率高和存儲(chǔ)非線性的特點(diǎn),隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,基于硬盤(pán)的存儲(chǔ)方式有了很大的飛躍,但無(wú)論采用什么方式的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),RAID技術(shù)是所有存儲(chǔ)產(chǎn)品容錯(cuò)的通用方法。
什么是RAID呢?通俗的說(shuō)就是通過(guò)將多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備按照一定的形式和方案組織起來(lái),如同使用一個(gè)硬盤(pán)一樣但是卻通過(guò)這樣的形式獲取了比單個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備更高的速度、更好的穩(wěn)定性、更大的存儲(chǔ)能力的存儲(chǔ)設(shè)備的解決方案。根據(jù)你的需要不同,可以采用不同形式以及不同價(jià)格(從幾千元到上百萬(wàn)元)的RAID解決方案--很顯然,越好的RAID系統(tǒng),價(jià)格越昂貴,所以幾乎沒(méi)有最好的RAID系統(tǒng)。另外,選擇RAID系統(tǒng)要適應(yīng)不同的應(yīng)用程序。
在通常情況下,RAID有如下幾種分類(lèi):
RAID0方式:
由多個(gè)硬盤(pán)并發(fā)協(xié)同工作完成數(shù)據(jù)的讀寫(xiě),數(shù)據(jù)被均勻分布在各個(gè)硬盤(pán)上,它可以組成任意大小的硬盤(pán)陣列,所以可做到很大的儲(chǔ)存容量和很高的存取速度,但它沒(méi)有任何的容錯(cuò)措施,而且任一硬盤(pán)的損壞意味著整個(gè)陣列的損壞,硬盤(pán)越多可靠性越低。
RAID1方式:
稱(chēng)為磁盤(pán)鏡像。原理是在兩個(gè)硬盤(pán)之間建立完全的鏡像,即所有數(shù)據(jù)會(huì)被同時(shí)存放到兩個(gè)物理硬盤(pán)上,當(dāng)一個(gè)硬盤(pán)出故障時(shí),仍可從另一個(gè)硬盤(pán)中讀取數(shù)據(jù),因此安全性得到保障。但系統(tǒng)的成本大大提高,因?yàn)橄到y(tǒng)的實(shí)際使用率僅有45%。
RAID3方式:
是把數(shù)據(jù)分成多個(gè)“塊”,按照一定的容錯(cuò)算法,存放在N+1個(gè)硬盤(pán)上,實(shí)際數(shù)據(jù)占用的有效空間為N個(gè)硬盤(pán)的空間總和,而第N+1個(gè)硬盤(pán)上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是校驗(yàn)容錯(cuò)信息,當(dāng)這N+1個(gè)硬盤(pán)中的其中一個(gè)硬盤(pán)出現(xiàn)故障時(shí),從其它N個(gè)硬盤(pán)也可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù),這樣,僅使用這N個(gè)硬盤(pán)也可以帶傷繼續(xù)工作,當(dāng)更換一個(gè)新硬盤(pán)后,系統(tǒng)可以重新恢復(fù)完整的校驗(yàn)容錯(cuò)信息。
RAID5方式:
由于一個(gè)盤(pán)上既有數(shù)據(jù)又有校驗(yàn)碼,因而可以解決多盤(pán)爭(zhēng)用校驗(yàn)盤(pán)的校驗(yàn)盤(pán)的問(wèn)題,使得同一組內(nèi)可進(jìn)行并行寫(xiě)操作。但它在寫(xiě)入時(shí)的校驗(yàn)運(yùn)算處理上開(kāi)銷(xiāo)大,不適合輸入輸出數(shù)據(jù)量很大的圖像信號(hào)存儲(chǔ)。RAID級(jí)別的選擇有三個(gè)主要因素:可用性(數(shù)據(jù)冗余)、性能和成本。如果不要求可用性,選擇RAID0以獲得最佳性能。如果可用性和性能是重要的成本不是一個(gè)主要因素,則根據(jù)硬盤(pán)數(shù)量選擇RAID1。如果可用性、成本和性能都同樣重要,則根據(jù)一般的數(shù)據(jù)傳輸和硬盤(pán)的數(shù)量選擇RAID3、RAID5。
早期的硬盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,大多是一個(gè)獨(dú)立的單一系統(tǒng),采用RAID3或RAID5技術(shù),就是說(shuō)擁有一層簡(jiǎn)單的容錯(cuò)功能,但是,播出的安全是至關(guān)重要的,一層簡(jiǎn)單的容錯(cuò)能力并不能滿(mǎn)足大型多頻道播出的安全要求。
熟悉電腦的人都有會(huì)知道,重要數(shù)據(jù)的備份,對(duì)于系統(tǒng)崩潰或是數(shù)據(jù)丟失后的恢復(fù)是非常有利的。所以一些視頻服務(wù)器的供應(yīng)商就提出對(duì)上述單一系統(tǒng)進(jìn)行一對(duì)一的鏡像配置。就是說(shuō),兩個(gè)都采用RAID3或RAID5技術(shù)的存儲(chǔ)硬盤(pán)互為主備份,兩個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的內(nèi)容是完全一樣的。文件上載到主系統(tǒng)后,往備份系統(tǒng)做一對(duì)一的拷貝。換句話(huà)說(shuō),就是通過(guò)增加存儲(chǔ)系統(tǒng)的冗余度,加了一倍的容量,來(lái)提高系統(tǒng)的安全性。但是這種保護(hù)方式有著明顯的缺點(diǎn),就是硬盤(pán)利用率低,大約為45%,成本高,一旦主機(jī)出現(xiàn)故障,主機(jī)的播出信息就全部丟失,要恢復(fù)主機(jī)的同時(shí)又要與備機(jī)同步播出是困難的,硬盤(pán)陣列不能過(guò)大,多頻道播出的數(shù)據(jù)共享性被限制,I/O接口受服務(wù)器的約束。SeaChange公司提出了一種新的技術(shù)方案,稱(chēng)為MediaCluster,就是多個(gè)內(nèi)部硬盤(pán)陣列采用RIAD5技術(shù)、擁有視頻I/O的服務(wù)器之間聯(lián)成網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)共享,形成一套大型系統(tǒng),如圖1:
每個(gè)服務(wù)器作為一個(gè)節(jié)點(diǎn),在每?jī)蓚€(gè)服務(wù)器內(nèi)部的RAID5硬盤(pán)陣列的基礎(chǔ)上,在節(jié)點(diǎn)間再作一次RAID5保護(hù),任一個(gè)視音頻服務(wù)器損壞,均可以用其余的視音頻服務(wù)器把丟失的數(shù)據(jù)毫無(wú)損失的恢復(fù)出來(lái),稱(chēng)為RAID*RAID技術(shù)。它提供的保護(hù)措施,實(shí)現(xiàn)了全面的自動(dòng)糾錯(cuò)能力,把硬盤(pán)的利用率提高到67%-80%,而且增多了I/O接口(每個(gè)節(jié)點(diǎn)可達(dá)4個(gè)),能在線擴(kuò)充視音頻服務(wù)器。意味著用戶(hù)不在需要鏡像硬盤(pán),實(shí)現(xiàn)了文件的單一存儲(chǔ),不用拷貝,大大節(jié)約了硬盤(pán)投資,可以更加方便的維護(hù)自己的數(shù)據(jù),這是存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)飛躍。
在持續(xù)發(fā)展中,SAN共享存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是目前人們公認(rèn)的最具有發(fā)展?jié)摿Φ拇鎯?chǔ)技術(shù)方案。SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng))是指獨(dú)立于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之外幾乎擁有無(wú)限存儲(chǔ)的高速存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)采用高速的光纖通道作為傳輸媒體,以FC+SCSI的應(yīng)用協(xié)議作為存儲(chǔ)訪問(wèn)協(xié)議,將存儲(chǔ)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化,實(shí)現(xiàn)真正的高速存儲(chǔ)。SAN消除了服務(wù)器的許多I/O瓶頸,適合大數(shù)據(jù)量傳輸、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理,SAN提供了將來(lái)存儲(chǔ)需求的突破性技術(shù)。SAN應(yīng)用的典型結(jié)構(gòu),如圖
只帶視頻I/O(沒(méi)有內(nèi)部大容量存儲(chǔ))的視頻服務(wù)器通過(guò)FC集線器或交換機(jī)與中央存儲(chǔ)盤(pán)塔連接,盤(pán)塔是采用RAID3或RAID5硬盤(pán)陣列形式,盤(pán)塔之間再次作RAID3或RAID5保護(hù),盤(pán)塔提供素材共享,實(shí)現(xiàn)文件單一存儲(chǔ),它通過(guò)集線器或交換機(jī)向各個(gè)輸入、輸出視頻服務(wù)器提供存儲(chǔ)服務(wù)。
隨著存儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展,相信會(huì)有更多更好的技術(shù)出現(xiàn),推動(dòng)廣播電視事業(yè)的發(fā)展。