探究网络系统的设计与选型

高清制作网络化

首先，影视非线性编辑系统网络化的概念具体指的是:中央存储池中的素材可以实时为每一个授权客户端同时制作使用。在任意一个授权客户端上可以打开编辑中央存储池里的工程文件。要符合上述两点描述，那么这个网络系统必须满足二点要求一是中央存储池的输出总带宽必须大于所有客户端最大使用需求的总和，二是中央存储池的总容量必须能容纳当前制作的所有节目素材量。用于影视后期制作的专业视频格式首先我们先介绍一下目前比较常用的一些用于影视后期制作的专业视频格式。系统设计参数从表1中我们不难发现，目前常用的影视后期制作专业视频单层画面读取码率一般在巧MB/S。根据多年的行业经验，电视节目的后期制作复杂程度视频轨道(此处忽略音频占用少量带宽)层叠数不超过10层。一个大型电视节目的制作规模一般不会超过10个剪辑师同时制作。这样我们可以初步计算出每个客户端的最大带宽占有量约为15MB/sx10二，5OMB/S(读取)。如果按照一个制作岛10个客户端计算，那么就要求中央存储池的总输出带宽要达到150MB/Sx10=1500MB/S(读取)。这样我们基本得到了第一个设计参数也是最重要的设计参数:中央存储池的设计带宽为，500MB/s(读取混合带宽)，其最多可携带的客户端数量为10个。接下来分析一下第二个设计参数:中央素材存储池的可使用容量。要得到这个问题的答案我们必须结合节目本身的制作素材量与公司的总体业务量来测算，同时还要综合考虑节目备份空间，制作周期等多方面因素。所以根据我司以往承接的业务数据分析，一般大型的选秀类栏目的素材量最大，尤其是前期大量的海选素材将占整个节目制作的50%以上的素材空间。我们以<中国达人秀》为例，每一期节目的素材量约为100个小时。一季《中国达人秀》约为10期，也就是《中国达人秀》总素材量约为1000个小时(高清素材)。那么以我们先前选定的视频码流1SMB/S计算(内嵌8轨音频)，一个小时的素材约占用60GB的存储空间，那一季《中国达人秀》总素材量约为6OGx1000二60下B，同时一季《中国达人秀》的制作规模需要6个剪辑师同时制作，这样我们基本可以计算出平均一个客户端的素材量最多约为10丁B，10个客户端理论上需要的实际可存储空间应为100下日以上。这样我们就得到了第二个重要的设计参数。系统设计原则得到了上述2个重要的设计参数，我们接下来要考虑的就是该系统的管理及安全必备条件，根据多年的非编设备管理维护经验，一个良好的非编系统必须具备以下三个条件:1)宜于管理;2)宜于检测;3)宜于维护。(们宜于管理:所谓非编系统宜于管理主要体现在以下几点:a.素材宜于归类、删除、备份;b.每个用户的访问权限可以自定义;c.每个用户的空间分配可以自定义。(2)宜于检测:整个系统的软硬件运维状态、异常告警、修改、记录都能一目了然。这能最大程度降低系统瘫痪等重大灾难性事件，同时对系统抛出的警告与异常有明确的提示与记录。以便于维护人员在日常检测中易于及早发现问题，解决问题避免形成灾难性事件。(3)宜于维护:一个良好的非编网络其维护性相当重要，例如在存储方面:涉及到机械硬盘，风扇等组件等一定有使用寿命，在到达这些部件使用年限之前我们必须及时更换。由于该系统网络庞大，所以在对于这些部件的更换过程中要做到不影响数据安全、不停机、热插拔更换。如能满足上述三点将大大提升整个系统的运行效率，也能大大减少维护人员的工作压力，保障电视节目的正常运作周期。在客户端方面，理论上每个客户端只是沟通制作人员与系统进行数据读写的传输管道。任意一个客户端发生故障都不会引起数据的丢失与损坏，只需更换一个新管道就可以立即恢复工作。

系统升级及兼容性考虑有了前面讨论的二个重要设计参数与三条重要的设计原则，我们还需要考虑的是系统将来的升级与系统兼容性。我们先来讨论系统的开放性可分为二类，扩展性和软件的升级。扩展性主要体现在:1)宽带的扩展;2)存储空间的扩展。我们设计完毕的网络系统，在使用一段时期后随着业务量增加必将面临客户端数量增加，节目量增加后也势必增加素材的存储总量，所以系统的扩展性至关重要，根据笔者的工作经验，一个良好的非编网络系统需具备无缝扩展功能。所谓无缝扩展功能指在今后系统进行带宽扩展、空间扩展时，不会对系统原有数据与运行状态造成任何影响，即整个非编网络的扩展与扩容不会对原有系统造成任何破坏。软件的升级:通常在一个系统交付使用后，系统内部总会抛出写异常或错误信息，系统的软件更新与升级是今后必不可少的维护内容之一，非编网络系统软件的升级主要包含客户端非编软件与服务端管理软件。非编软件的升级能够提升软件的稳定性与丰富制作手段。管理软件的升级主要能减少系统漏洞，增加系统稳定性。所以我们在选择系统时要综合考虑，此系统非编软件是否有足够的用户;庞大的用户能保持厂商对应用软件的持续更新与维护;在管理系统方面我们要着重考虑此系统是否能良好兼容客户端应用程序;管理系统是否经过长期的稳定性测试与实际使用时压力性测试;管理界面交互性是否人性化，易于掌握。系统的价格因素我们还需要考量的就是价格因素。以总体造价除以客户端总量，我们可以计算出平均每个客户端节点的花费，再与目前的独立非编工作站进行比较。一般而言，一套专业的非编工作站，包含软、硬件与独立存储，市场价格在20万元人民币左右。如果我们网络非编系统每个节点的花费能接近(考虑到目前非编网络系统整体造价昂贵等因素)单套独立工作非编工作站，那么我们就能获得非常高的性价比。综上所述，我们明确了两个重要设计参数，两条重要审计原则，三点考评依据后就从市场上挑选出符合条件的网络非编系统。根据我们对专业影视后期制作系统的了解，我们在2011年高清非编网络建设时，行业主流的后期剪辑软件大致有AvidMediaComposer、AppleFinalCutPro、GVGEdius。创门存在各自相应的网络系统，分别是Avld}5155000厅000、ApPIeXSAN、GVGVSnet三个较为成熟的非编网络系统。由于涉及到具体品牌，下文我们只讨论最终选定使用的Avid15155000网络系统(以下此网络名称简化为”155000”)。从此图表中可以获得单座引擎的读写混合带宽为30OMB/s。我们设计需求，一个制作岛含有7个制作节点(客户端)，每个节点要同时满足的最高9层高清视频轨道实时读取1层实时写入轨。每层视频轨道的按照选用的AVIO高清ONX日Dl20编码码流计算应大于!(120MB/Sxg+ZOMB/S)x7=896MB/S(混合读写)根据单座}55000300MB/S的混合读写能力，在一个含7个节点的制作岛内，我们至少需要堆叠3座155000引擎才能满足制作高清O闪X日0120码流带宽需求。如果你要选取其他码流进行后期编辑的话，可以按照上述的计算公式计算出一个制作岛需要配备的}55000引擎数量，(表3)是AVIO高清编辑常用的编码码流。目前我们电视节目高清后期制作统一采用ONx日0120编码的主要原因是该编码码率适中且图像还原质量良好。具体测量方法较复杂，不属于本文讨论范围，所以此数略去。还有一点需要说明就是关于电视节目制作最多使用9层视频轨道测算的主要原因有二点!其一是大部分后期剪辑软件目前最多支持9画面高清视频轨道实时回放，其二高清电视节目的制作难度以选秀类节目要求最高，以我们的制作经验，目前的制作要求还未超过9轨编辑的概念。所以，我们拟定9轨视频编辑为目前与未来5年国内高清电视节最高制作需求。在总带宽满足要求后，我们需要设定到每个客户端的带宽必须大于128MB/S，由于}55000采用千兆以太网接口，所以单根链路实际最大传输带宽约为90MB/S，所以每个客户端至少需要双链路才能满足制作带宽需求。

高清非编网络的管理

1、账户管理对于每个不同的使用者，我们都要对其创建独立的工作文件夹以及这些文件夹的访问权限控制。每个使用者都应拥有自己的登录账户。2、素材管理针对每个不同的节目，我们都需要从在线媒体存储池划分一定配额的素材存储空间以供制作使用。当节目素材池接近饱和时，系统会通知用户增加空间配额。同时当素材池使用率较低时，也可以缩减用户配额将多余空间归还给存储池。这样就能最大程度提高中央存储池的空间使用效率。3、带宽管理根据每个不同节目的制作难易程度，系统需要适当限定各客户端的最大可使用混合带宽。这样能够节省系统总带宽的开销。4、各项基本信息的检测从图3中我们可以很直观地看到每一个节目的空间使用状况、带宽实时流量统计、服务器运行状态及其他各项指标等。通过这些参数，维护人员能够及时判断各节目空间配合是否适合，客户端带宽限定是否合理，服务器运行中有无异常抛出等。这样往往能在系统发生跟大故障前提前排除隐患。5、数据的安全性首先我们介绍一下单座}55000引擎的阵列结构。

作者：孙森越 单位：上海幻维数码创意科技有限公司