云计算在广播级非线性编辑系统实现的探讨

摘 要：随着多媒体技术和网络技术的快速发展带来了对高质量音视频的需求量的爆发式增长，传统的基于局域网的非线性编辑网已经难以满足，云计算技术的提出，为广播级非线性编辑更新的市场应用前景。

关键词：云计算；广播级；非编帧精度

一、云计算技术及发展现状

云计算的概念源于2006年Google发起的一个分布式运算项目，之后IBM参与到该项目中，并在2007年提出了自己的“蓝云计划”，云计算这个概念至此才被成功地推向市场。随后，云计算受到了众多IT厂商的关注：亚马逊、微软、Sun等众多IT巨头纷纷加入！尽管人们目前在什么叫云计算这个问题上还各持一词，但是，对云计算的几种基本形式已经基本达成了一致，这就是基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）、软件即服务（SaaS）：位于最底层的是基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS），最为典型的是Amazon的弹性计算云。IBM产品创建的“蓝云计算”同样可以算做此类；再上一层是平台即服务（Platform as a Service， PaaS），这一领域的典型代表有微软的云操作系统Azure、的和Google的APP Engine。虚拟化管理软件，包括Vmware的ESX Server、Citrix的XenServer等服务器虚拟化管理平台在内也可以算做此类；最上面一层是SaaS（Software as a Service， PaaS），是最有代表性的供应商，其在线CRM服务是其中的代表。

云计算原理是它通过虚拟化技术将服务器的硬件处理能力抽象为标准化的逻辑处理能力，形成计算池，再将不同类型的处理任务分配到计算池中相应的虚拟服务器上，这样就实现了服务器运算处理能力的动态分配，对于负载较高的任务增加逻辑处理单元，对于负载较少的任务减少逻辑处理单元，从而提高了服务器处理资源的平均利用率，达到了减少系统建设成本，并降低能耗的目的。因此，如果能将云计算与非线性编辑应用相结合，就可以消除传统节目制作网资源分配不均衡的弊端。

如果在非线性编辑系统中直接采用标准的云计算技术，首先就需要对非线性编辑工作站进行虚拟化，即根据需要将非编工作站资源划分为虚拟机，再利用相对低端的瘦客户端，以远程桌面的方式进行操作，但这种方案存在较多的限制和不足。

二、云非编的实现

1、服务器虚拟化技术

服务器虚拟化是将系统虚拟化技术应用于服务器上，将一个服务器虚拟化成若干个服务器使用；服务器虚拟化使得在单一物理服务器上可以运行多个虚拟服务器。服务器虚拟化为虚拟服务器提供了能够支持其运行的硬件资源抽象，包括虚拟BIOS、虚拟处理器、虚拟内存、虚拟设备与I/O；服务器虚拟化通过虚拟化软件向上提供对硬件设备的抽象和对虚拟服务器的管理，并为虚拟机提供了良好的隔离性与安全性。采用虚拟机 +GPU 方案，显卡通过PCIe接口连接到集群刀片服务器上，虚拟机绑定 GPU 后，可以用于图形或视频编辑渲染，一个刀片服务器部署 4 块显卡，每块显卡分别绑定多个 VM。

2、vGPU技术

GPU（图形处理器单元）主要进行浮点运算和并行运算，其浮点运算和并行运算速度可以比CPU强上百倍之多，使用GPU虚拟化技术之后，可以让运行在数据中心服务器上的虚拟机实例共享使用同一块或多块GPU处理器进行图形运算，满足安全且高效的桌面访问方式。

虚拟机结合 GPU 之后GPU 充分渲染，GPU 将渲染后的位图放入显卡视频缓冲区，为了将缓冲区内容实时无损的投送到瘦客户机，虚拟机采用 HDX 3D Pro技术，经过 CPU 深度压缩后，有效降低传输带宽，而瘦客户机则经过解码后将图像内容清晰的呈现给用户。

GPU虚拟化根据对业界相关技术的了解，目前在NVIDIA的VGX技术应该已经可以达到复杂渲染业务需求了，但是在虚拟化技术层面目前只有微软Hyper-V的RemoteFX技术可以完整地支持；VMWare和Citrix目前还没有相关产品，这两家还只能通过类似DirectIO的技术使用GPU；虚拟化平台中采用vGPU技术对Nvidia GRID GPU加速卡提供了内置支持。虚拟机能够访问多种内存大小的vGPU，分辨率更高而且最多能够增加4个额外的显示。专用的直通GPU支持基于操作系统的服务器以及基于操作系统会话的桌面。一块K1卡能够支持多达32个活动的vGPU或者4个直通GPU。在多个虚拟桌面之间共享真正的 GPU 硬件加速，丝毫不牺牲图形体验，应用程序的特性和兼容性与使用台式计算机时完全相同。

3、网卡虚拟化

网卡虚拟化即将一块物理网卡虚拟出多块虚拟化网卡，虚拟化网卡能够对不同的虚拟机提供独立接入，区分不同虚拟机的流量，以提供相应的安全和QoS策略。在实现方式上，虚拟网卡支持“虚拟接入”和“虚拟通道”技术。“虚拟接入”技术利用标签，在全网范围内区分出不同的虚拟机流量；“虚拟通道”在物理网卡上对上层软件系统虚拟出多个物理通道，每个通道具备独立的I/O功能。FC网络虚拟化，目前可以了解到的情况是VMWare和Hyper-都有相应的解决方案，而Xen目前也可以部分支持。

4、桌面虚拟化

桌面虚拟化依赖于服务器虚拟化，在数据中心的服务器上进行服务器虚拟化，生成大量的独立的桌面操作系统（虚拟机或者虚拟桌面），同时，根据专有的虚拟桌面协议发送给终端设备。用户终端通过以太网登陆到虚拟主机上，只需要记住用户名和密码及网关信息，即可随时随地的通过网络访问自己的桌面系统，从而实现单机多用户。

虚拟化节目生成使用的是虚拟化技术，Citrix是桌面虚拟化解决方案领域中的领导者。Citrix的XenDesktop桌面虚拟化结合了Citrix特有的FlexCast交付技术，可通过单一解决方案满足各种要求。利用FlexCast，IT部门能够交付各种虚拟桌面C每种桌面都经过专门定制，可满足每位用户的性能、安全性和灵活性要求。

作为一种应用交付系统，Citrix？Delivery CenterTM可集中管理和交付应用和桌面，并融合了网络优化和应用/桌面/服务器虚拟化技术，从而可将IT转变成一种服务按需交付。

Citrix Delivery Center 利用旗下的四大核心产品线搭建了完全虚拟化的基础架构：

用于桌面虚拟化的Citrix XenDesktopTM，可提供个性化桌面，增强安全性，并将总拥有成本（TCO）降低40%。

用于服务器虚拟化的Citrix XenServerTM，对服务器进行虚拟化，并动态管理工作负载。

用于Web 应用交付的Citrix NetScaler ，可加速性能，降低成本，以及增强Web 应用安全性。

用于应用虚拟化的Citrix XenAppTM，可在一个安全的位置交付基于Windows 的应用。

作为Citrix Delivery Center 的重要组成部分，CitrixReceiverTM是一个功能强大、占用资源极少且可自动更新的客户端界面。通过此客户端界面，用户可使用任何设备方便、安全地访问应用和桌面。采用Citrix Receiver，IT 人员只需花很少的时间就可为用户安装新的客户端或者进行客户端升级。集中管理桌面、服务器和应用，并对其进行虚拟化，然后将其作为一种服务按需交付不仅可降低IT 管理成本，而且可提高员工的工作效率。

虚拟机的全部状态由存储在共享存储器上的一组文件进行封装，虚拟机的活动内存及精确的执行状态通过高速网络快速传输，实现了零停机，不中断用户操作；监控系统配合虚拟机管理软件，可以监视整个云架构的资源利用情况，自动的进行资源动态调整，并使用管理软件迁移和优化工作负载，提高了系统的灵活性和扩展性。

综上所述，如果直接把非编站点中的应用迁移到虚拟化环境中，从技术上看目前只能实现纯软非编的迁移，由于没有进行完整的技术验证，所以目前还无法确定这样的迁移是否可以完全满足非编业务的需要。但是这个方案可以最大限度保证现有系统的稳定，从可操作性上判断可能更加符合云计算发展的现状！

三、结束语

云计算与非编技术融合的优势技术融合打造集云端实时编辑、资源共享、工程互通、人员并行协同工作、信息及时传达于一体的云端非线性编辑系统。它能够让用户对世界上任何一处中央服务器上的资源进行操作，不受地域限制地快速实现拍摄与草编高速上云、云端实时编辑与包装制作、云端多格式合成与推送等工作，再加上本地工作站的强大性能，能为用户带来更便捷、更舒适的操作体验。