虚拟存储解决方案在电台音频工作站中的应用

摘 要：电台音频工作站系统采用存储虚拟解决方案，对原来分散的、低性能、小容量的存储设备实现整合，从而提供高效、稳定、集中并安全的存储架构，为将来的业务发展提供坚实的基础和保障。

关键词：存储虚拟系统；广播音频工作站系统

中图分类号：TN931

1 项目简介

镇江人民广播电台的音频工作站系统随着广电大楼的新建需要重建，在拟定系统技术方案时，音频数据存储模式成为我们着重考虑的问题。

原有的音频工作站存储系统采用传统的1+1备份存储方式，据了解，大多电台也都是采用这种方式。如果新建系统还采用这种方式，将仍然存在以下端着：（1）在线冷备份方式恢复实时性较差，虽然数据不会丢失，但一旦系统发生故障，则要停机切换存储系统，影响实时播出。（2）扩展性差。在线冷备份方式无法集成以往的可利用旧存储资源，造成了很大的浪费，存储投入的收益不高。（3）因广播节目从互联网、各种快报等渠道获取海量信息，音频数据量大幅增加，再使用原有的存储模式的话，投入较大，管理复杂，使用成本进一步加大。

因此，在这次新建系统当中，我们一定要着眼业界主流的、先进的、具有前瞻性的方案，以确保系统在建设五到十年内不落伍。

经过多方调研，我们了解到了存储虚拟解决方案。虚拟存储解决方案提供企业级文件服务软件，为超规模计算、云计算及高性能计算部署提供数据保护、高可用性和数据管理服务。目前，虚拟存储技术已经成为引领业界潮流的一种先进的方案。

作为一种高效率、高安全性的数据存储技术，虚拟存储解决方案已经在金融、电信、航空等重点领域有了很多成功案例。但当时在广播电台行业中少有应用，介于广播行业中音频数据量较大的特点，我们搭建了模拟环境进行充分的可行性技术论证，测试结果表明带宽、I/O性能等重要指标均能满足电台的应用要求。最后决定将存储虚拟解决方案应用到电台音频工作站系统中，这是我们在江苏地市级电台中首次采用该技术。

2 项目的技术背景

2010年之前，江苏各家电台的音频工作站的存储系统都是采用传统的1+1备份存储方式，归纳起来，备份存储的不足主要体现在以下几个方面：

（1）存储资源分散且相对独立。许多业务子系统的数据放在不同的厂商和不同型号存储阵列上，其存储资源各自独立，且相互间没有任何物理和逻辑上的衔接。直接损失在于各个子系统存储资源的可扩展性都比较差，不能根据业务量增加，在各存储资源间协调和调度容量。

（2）存储网络没有发挥足够作用。有些业务子系统采用了高速的SAN光纤交换机进行主机和存储的连接，但是在实际管理中，并没有构建成型的存储网络，而且部分存储体系还停留在直连存储DAS的水平。

（3）目前小容量的存储阵列较多，从而带来管理复杂度和风险度的提升；难以有效地提升管理效率并快速有效地发现和解决可能的故障隐患。

（4）问题资源管理基本上依赖与管理员人工操作，技术化水平偏低。这样就导致各子系统的存储管理水平和管理员自身的技术水平和职业素质紧密相关，可控性偏低，而且反应效率偏低。

（5）对于分期建立的存储系统，部分设备购买时间较久，无论是性能、容量和冗余性逐渐无法满足要求，从而带来了潜在的运营风险，影响了业务的有效发展。

3 项目采用存储虚拟解决方案

为避免备份存储的弊端，提高存储效率，减少存储设备的投入，经过充分的技术论证，我们选择了“存储虚拟解决方案”，即在现有存储架构的基础上，对原来分散的、低性能、小容量的存储设备实现整合，从而提供高效、稳定、集中并安全的存储架构，为将来的业务发展提供坚实的基础和保障。存储虚拟化把用户的分立的、不同品牌的存储产品、不同连接方式下的产品统一到一个大的存储系统下，用户看见的不再是孤立的、分散的系统，而是一个统一的整体。用户管理的也是一个整体存储，而不是一个一个的具体的系统。这种问题解决了也就能够节省投资，方便管理。

图1 存储虚拟方案结构拓扑图

采用存储虚拟解决方案具体优点如下：

（1）高可靠性异构存储虚拟整合。本方案中提供的基于存储阵列的虚拟化解决方案，将提供高端存储阵列的最高可用性，同时存储虚拟化后采用的高可用软件和解决方案都是基于成熟的高端存储阵列的软件和解决方案。

（2）高性能。存储虚拟化解决方案提供了企业级高性能的存储能力；无论是提供了业界最高性能的XP阵列，还是提供线性性能扩展能力的SVSP，均可以满足企业高性能的存储需求。

（3）成熟的容灾方案。存储虚拟化解决方案从软件到解决方案都是历经多年的成功案例所验证，同时同步/异步的容灾方案都经过Oracle的论证。基于虚拟化的电信级数据容灾只有HP具有成功实施案例。

（4）降低总体建设成本。通过利旧原有的存储作为外部存储降低总体建设成本，保护原有存储设备的投资；支持分层存储根据业务需求搭配不同价格的容量类型，从而降低总的系统成本。

（5）广泛的兼容性。虚拟化存储方案，无论是XP和SVSP，均提供对HP及业界主流存储设备的广泛支持，包括HP，IBM，EMC，SUN，HDS等；

（6）简化管理。通过集中的图形界面，可以轻松管理虚拟化异构存储资源，所有LUN均可在各层之间透明地拷贝和迁移，从而简化存储管理，降低管理成本。

图2 音频工作站系统架构图

4 存储虚拟解决方案主要技术创新点

4.1 存储虚拟系统的安全可靠性确保广播电台的安全播出

虚拟存储软件通过专利的分段式文件系统满足现代存储系统对于高密度和高性能体系架构的需求。建立的单个文件系统可以分布于多个文件服务器和存储设备，这些存储设备可以采用DAS直接连接模式，也可以作为SAN存储区域网络的组成部分而存在。分段式文件系统体系架构提供容错能力，可将灾难或多节点连锁故障对系统的影响降到最低，缩短修复时间。

系统为每个文件提供数据保护能力，通过文件复制功能对无磁盘RAID环境下的数据提供保护。系统还提供对文件系统全局时间点快照功能，可以用于数据备份或恢复被意外删除的文件。

当电台音频工作站应用中有服务器或磁盘阵列发生故障时，数据自动迁移到集群中的其它节点服务器上，管理员能快速和一目了然地发现文件系统的故障发生了切换。同时我们可以在不中断正常操作的条件下，在线更换或修复文件服务器及存储设备。

4.2 存储虚拟系统的高性能、可扩展性完全满足广播电台的大数据应用

系统可以消除性能瓶颈，同时满足数据密集型应用的高带宽要求，以及交互式应用的高I/O吞吐量要求，并可显著提高应用性能。

虚拟存储系统可以很好地进行负载平衡，把每一次数据访问所需的带宽合理地分配到各个存储模块上，这样系统的整体访问带宽就增大了。在一个命名空间中支持添加多个文件服务器，这些服务器均运行RedHat Linux操作系统和虚拟存储软件。这些添加进来的文件服务器可以访问和存储同一个命名空间中的同一个文件，为各自的客户端提供额外的带宽。可以随需添加更多的服务器以获得更高的带宽，甚至在现有系统正在运行时扩容工作也不会造成任何影响。

4.3 存储虚拟系统的可管理性大大简化了电台存储设备的管理

尽管存储层是由各家异构的存储设备构成，但对于整合后的系统是透明的。通过集中的图形界面，可以轻松管理虚拟化异构存储资源，所有卷数据均可在各层之间透明地拷贝和迁移，从而简化存储管理，降低管理成本。

系统可以跨越管理障碍，允许系统管理人员整合数以千计相互分离的小型文件系统，形成一个数量较少易于管理的大型命名空间。

5 存储虚拟解决方案的推广应用价值

作为首家使用存储虚拟解决方案的镇江电台来说，不但缓解了我们当初建设音频工作站系统时的资金压力，还减少了后续的运维成本。该系统运行两年多以来，工作稳定，维护便利，切实保障了广播的安全播出，我们真实地感受到该方案所带来的经济效益和技术的先进性。对于中小规模的电台，存储虚拟解决方案是比较好的数据存储模式，值得推广应用。

参考文献：

[1]网络存储与虚拟化技术[M].北京航空航天大学出版社，2012.

[2]，IBRIX Inc，2009.

作者简介：王浩然，男，江苏丹阳人。

作者单位：镇江文广集团广播技术中心，江苏镇江 212000