電視節目制作服務器高可用性解決方案-數據灣

數據灣互聯

1.服務器的高可用性

在業內，針對網絡的可用性，更多人更傾向將其定義為維持正常運轉狀態、提供較強設計功能的能力。若將時間作為計量單位，則在單位周期中網絡正常運作所抵達的時間比重為度量、測評其可用性的重要標准之一。站在這個層面上分析，網絡可用性呈現出其擁有的連續工作的能力水平。電視節目制作對時效性與工效均提出較高要求，具備這種連續工作的能力是業務高效率推進的重要支撐。從宏觀角度分析，存在兩種類型的事件，它們關系著網絡運行狀態正常與否，一種是網絡管理者規劃之內，比如定時停機檢查與維護、系統構造微調及相關功能測試等；第二種為網管規劃之外，比如網絡裝置運行階段突發異常情況及修複等。相比較之下，後一種事件因自身帶有意外性、不可預測性，故而其對網絡綜合可用性形成的潛在性損傷更大。

服務器為網絡的重要構成。與網絡上安設的多數功能以提供用戶操作接口的工作站相比較，在後台服務器能提供相關的功能性服務，更好地滿足廣大用戶的現實需求。若其停運，即便網絡內其他部分結構完整，但在這樣的工況下，網絡的可用性也消失殆盡。綜合如上論述的內容，不難發現服務器可用性對網絡的綜合可用性形成直接影響，這也預示著提升服務器可用性水平後，網絡高可用性實現的概率會隨之增高。那麼，對服務器可用性形成影響的因素有哪些，始終是業內人員在實踐中不斷鑽研的問題之一。

從邏輯功能層面上講，當下市面上可供選擇的服務器的類型較多，比如有提供網絡文件共享與訪問、打印服務及數據存儲功能的服務器等。針對不同類型服務器之間可用性的共性問題，我們可以從維護其可用性屬性所需的元素方面進行分析：一種是應用，是對提供服務的自體；另一種是數據，對應的為服務需要處置的內容。

在服務器集群內，主要存在著構成集群的服務、集群內可被使用的資源兩種類型組件。對集群加以分析，物理磁盤、IP地址及服務程序均是組成資源組的要素。資源組內不同資源之間可以形成依存關系，依存關系作為集群技術內的重要概念之一，其對資源組內不同資源的在線、離線相對順序起到決定性作用（見圖1）。

2.中型節目制作網絡的網絡模型

在探究服務器高可用性的解決方案之前，建設某個電視台中型節目制作網絡的模型，圍繞此進行探究。本文以某市級電視台2004年7月推行的節目制作網絡方案作為模型，分析其基本網絡拓撲圖。

節目素材調配了視頻、音頻編解的有卡型工作站，均以光纖為載體和以太網連接，利用高低不同畫質分別上傳及存儲在存儲體S2A8000與共享SCSI磁盤內。素材上傳結束後，任一一台有卡式站點均可調取與編輯節目素材，不管編輯的對象是高、低品質素材，均能維持編輯界面的統一性。針對有卡式站點編輯完的節目文件，均可被直接播放或包裝後再輸出。在該種網絡內，有卡式站點負責落實主要的音頻、視頻編輯任務，而無卡式站點具備配音、字幕呈現、素材閱覽等功能，有益於環節有卡式站點的運作負擔。

對該模型進行分析，發現其囊括了光纖、以太網絡兩種環路，以太網能銜接所有站點，對網絡內的用戶及信息傳送過程進行管理；光纖網配置了存儲區域網絡結構（SAN），中央存儲體及有卡式站點均能直接接至光纖網交互結構，有卡式站點訪問存儲體內的高質量素材階段，利用以太網調控信息的傳送過程。

從某種程度上分析，該模型隸屬於較為標准的電視台中型網絡制作網絡，網絡配置的有卡式及無卡式站點各8個，中央存儲體的容量達到了4TB，在設計網絡的集中存儲、互聯及服務器結構時，綜合多方面因素分析其運行安穩性與拓展性的主觀需求。

3.服務器高可用性調配計劃方案

3.1基於SANergyHA保證MDC的高可用性

存儲區網絡結構（SAN）的優越性主要表現在對外提供了工作站點，其能以光纖為載體直接訪問存儲體，以SAN為基礎建成的SANergy系統能提供數個站點，這是存儲體實現動態化共享的重要基礎。在這樣的環境條件下，元數據控制器（MDC）扮演著共享存儲體所有者的角色，客戶端利用其訪問共享型存儲體。

站在MDC的視角分析，共享存儲體為其的本地磁盤，可以在磁盤管理軟件的協助下完成管理與調配任務；對網絡上配置的他類工作站進行分析，針對其持有的共享存儲體是將以太網共享形式作為資深的映射磁盤實現訪問的。若工作站基於邏輯卷形式訪問共享型存儲體時，其需利用MDC捕獲邏輯卷的有關元數據，比如文件命名、來訪控制表（ACL）等，利用光線完成現實數據的傳輸任務。由此可見，MDC服務器和以太網環境下的文件服務器之間有較高的相似度，差異僅表現在傳送數據的渠道方面，可以用其解釋和以太網相比光線通道（FC）能提供更快速、穩定帶寬的原因。剖析MDC的運作原理，我們可以加想起看成是一種性質特別的服務器，其持有的地位較高，I/O流量偏小。MDC持有的如上特性決定了在物理層上其需單獨配置。

在建成的網絡模型下，采用SANergyHA可用性較高的軟件能較順利的促進MDC高可用性目標達成過程。其安裝與調配流程均表現出簡易化特征，僅需把全部邏輯卷把持的所有權給予柱MDC，而後於備用型MDC上安設SANergyHA軟件，最後將邏輯卷的備用型MDC配置給它即可。

在現實工作推進過程中，備用型MDC上配置的SANergyHA軟件會動態監測主MDC的運作狀態。一旦MDC運行時突發故障，其會智能把邏輯卷秉持的所有權轉至備用型MDC上，同時適度調整工作站側端的磁盤映射條件，確保其定向目標的准確性。以上過程運作情況對於用戶群體而言是公開、透明的，耗用的時間成本大概為1min。從用戶群體的視角出發，若主MDC突發故障時，處於訪問共享型存儲體的工作站自會自動報告異常，但僅需等待片刻便能再次傳送出訪問申請，進而恢複常態化工作模式，借此方式網絡的MDC構建能提供較高的可用性。

綜合分析多種因素，我們可以認為在當下的網絡模型內，采用SANergyHA軟件實現MDC的高可用性是較為實用的辦法之一。SANergy文件系統自身和互聯網絡操作系統之間建設了較緊密的相關性，盡管其並不是一個純應用軟件，但SANergyHA和其隸屬於同一個廠家的產品。若要高效率應用他類高可用軟件，使MDC具備高可用性的屬性，其和SANergy配合應用時可能會暴露出一些問題，比如對客戶端未能實現透明、故障修複有一定時間延遲等。但是近期部分網絡集成廠家在該方面已經做出努力與嘗試，比如在MSCS群集的協助下使MDC具備高可用性，在正式投用實際前，對應用環境進行反複檢測測試有很大現實意義。

3.2采用MSCS群集提高SQLServer的可用性

MSSQLServer為微軟公司研發的數據庫軟件，其功能主要是將通用型數據接口提供給客戶端應用程序，精確分離核心數據和應用程序，維持各自運行狀態的獨立性、安穩性以及適時可升級性。在我們建設的網絡模型下，SQLServer主要管理節目數據及編輯系統內存有的用戶管理信息，以上兩種數據均是維持網絡正常運作的必要條件。盡管SQLServer不存儲節目數據僅對其進行管理，但如果數據庫出現障礙，那麼對於客戶端而言，處於存儲體上的數據將會喪失可用性，客戶端配置的應用程序和數據之間建設的樞紐也隨之中斷。

在互聯網內，數據庫服務器占據著重要地位已經是毋庸置疑的事實，在以往的很長一段時間內，廣播電視行業內部人員沒有給予其對可用性提出的強烈要求以重視。以往網絡在實施過程中，大體上會使用SQLServer自帶的備份功能定時智能備份數據庫信息，盡管以上方式有益於提升其可用性，但不能確定自動備份的頻次，時間間隔過短會加重網絡運行負荷，以致網絡運轉階段存在諸多不穩定因素，間隔過長很可能造成大量數據的恢複缺乏時效性。在本文建設VDE網絡模型下，我們依然沿用數據備份法定時把數據備份至數據流磁帶上，用於填補集群法在數據安全性維護方面暴露出的缺點。

MSCS是微軟公司開發的一種集群式服務功能，可以將其看成一個較為標准的高可用性軟件平台。針對兩台共享同個SCSI磁盤陣列服務器組間的單個集群形式，MSCS能提供強大的支撐作用，其之間配置的專用型私有網絡能監測資源的應用狀態，其均和外部公共網絡相銜接，實現提供訪問服務功能。

本文所構建的網絡模型內，SQLServer實質上就是以MSCS集群為基礎建設的服務程序。SQLServer虛擬服務器擁有個性化的網絡名與IP，客戶端利用SQLServer服務器及外部公用網絡訪問數據庫。其實，MSCS集群被調配成主備形式，主節點同步調控SQLServer資源組，資源組內的SQLServer服務程序的運行環境也是該節點。若該節點出現故障造成資源組喪失可用性時，MSCS集群管理軟件會自動把資源組轉到備用型節點上。當主節點運行狀態複原時，MSCS集群軟件會依照用戶設置狀況，采用適宜的方式把資源組移回到主節點上。網絡出現故障以後，故障切換時間約為1min，其中啟運SQLServer程序耗時高於2/3，和上文闡述的集群技術的運作原理表現出高度統一性。

在現實工作環境中，曆經數次模擬檢測與觀察，能發現SQLServer集群下的工作質效是十分理想的，減少了因集群錯差造成切換故障與常態恢複無法正常進行的狀況。網絡系統運轉時發生故障切換情況時，若客戶端正在訪問數據庫就會自動報錯，而後重複操作過程便會恢複正常運作狀態，以上過程無須人工手動干預。在構建網絡模型時，我們選定的數字壓縮編碼格式對存儲體容量大小起決定性作用。已知於MPEG-2I楨50Mb/s碼流量下，單位時間（1h）節目素材的存儲量能達到22.5GB，此時盡管存儲容量偏大，但數據庫規模的可控性較高，若經過較好的優化處理，規模通常不會達到百餘MB，被訪問的工作站點數也為數十個。不論是數據庫規模大小，還是訪問需求，和常規局域網下的數據庫相比均偏小，配置持有兩個節點SQLServer集群，同時刻僅有單台系統提供服務就能起到較大的支撐作用。在這樣的網絡模型條件下，基於SQLServer建設的MSCS集群在協助服務器實現高可用性方面表現出良好效能。

3.3配置陣列卡與磁盤陣列

配置方法可以做出如下簡述：開啟服務器，在自檢過程中依照屏幕做出的提示信息，步入服務器NetRAIDExpressTools，就可配置陣列卡。

具體實踐中，涉及如下關鍵流程與要點：

一是陣列卡與磁盤陣列櫃配置階段，兩台服務器不可同時連接磁盤陣列，在將集群軟件安設到服務器上以後，兩台服務器方可同時連接陣列櫃。

二是兩塊SCSI的ID不能等同。

三是在整改完ID相關參數以後，應二次啟動服務器，步入HPNetRAIDExpressTools以後，方可配置RAID。

四是開啟ServerA於首塊陣列上配備的ID時，選擇“Newconfiguration”；而在啟用ServerB第二陣列上配置的ID時，一定要選擇“Viewdiskconfiguration”，借此方式確保梁陣列卡配置參數的一致性。

五是若群集需管理數個應用服務，則在配置ID時一定要建設邏輯磁盤，其可以被操作系統當做物理硬盤去辨識，這樣方能作為集群內的獨立資源被應用。