電視臺私有云的建設(shè)

蘇慶豐，黃華玉

（海南廣播電視總臺，海南 ?？?520106）

0 引 言

隨著我國互聯(lián)網(wǎng)和云計算等全新一代技術(shù)的快速發(fā)展，電視臺的發(fā)展迎來了全新的機遇和挑戰(zhàn)?；诋斚碌纳鐣尘?，全臺網(wǎng)1.0的弊端越來越明顯，資源共享存在嚴重的局限性是主要的表現(xiàn)。全臺網(wǎng)難以形成較高的共享效率，資源的增加或部署變得更加費力。相關(guān)部門在2015年就已經(jīng)下發(fā)了《電視臺融合媒體平臺建設(shè)技術(shù)白皮書》，明確地指導(dǎo)、規(guī)劃了新形勢下電視臺的發(fā)展。如何促使電視臺從全臺網(wǎng)1.0向2.0發(fā)展，不僅成為技術(shù)人員的挑戰(zhàn)，而且與技術(shù)體系構(gòu)架以及生產(chǎn)流程的部署都有十分緊密的關(guān)聯(lián)。為了保障這些問題得到充分的解決，電視臺應(yīng)當充分明確私有云的構(gòu)架、用途、可擴展性、業(yè)務(wù)能力以及未來的管理模式優(yōu)勢等。

1 私有云核心技術(shù)

私有云作為一個范圍性的觀念，在某種程度上是一種商業(yè)服務(wù)模式的體現(xiàn)，借助分布式以及虛擬化等多種技術(shù)，為用戶提供大規(guī)模計算及數(shù)據(jù)存儲等服務(wù)[1]。

就虛擬化技術(shù)而言，作為私有云最關(guān)鍵的技術(shù)，首先需要顆粒化地處理全部資源，具體有網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源以及計算資源。其中，計算資源主要包括服務(wù)器的CPU，存儲資源主要包括各種存儲和服務(wù)器的本地硬盤，網(wǎng)絡(luò)資源包括多種服務(wù)器的網(wǎng)卡以及交換設(shè)備。其次，借助虛擬化的軟件將資源進行集合，從資源庫中對資源進行分類，創(chuàng)建虛擬機，將多種操作系統(tǒng)以及應(yīng)用程序部署在虛擬機中實現(xiàn)操作系統(tǒng)和硬件的解耦，進而在少量的設(shè)備中完成多種應(yīng)用程序的部署，保障設(shè)備性能得以充分激發(fā)。

分布式技術(shù)對于私有云而言也有著十分重要的作用和價值。分布式技術(shù)的原理就是將利用傳統(tǒng)集中處理方式無法解決的問題進行分類與拆解，隨后交付多個設(shè)備進行處理。分布式處理技術(shù)和資源互相結(jié)合，能夠在多個構(gòu)建于計算池之上的虛擬機來完成運算任務(wù)分配，因此人們也稱之為分布式計算，是云計算的代表，經(jīng)常被用來處理大數(shù)據(jù)。

2 私有云架構(gòu)

參照私有云的思想，集中部署平臺上軟件以及硬件等功能，在各個業(yè)務(wù)板塊中不應(yīng)反復(fù)地建設(shè)同一個功能，而是要進行統(tǒng)一的云端建設(shè)與管理，通過建設(shè)之后的功能才能夠提供服務(wù)。

參照現(xiàn)階段我國電視臺的業(yè)務(wù)體系，可以用私有云構(gòu)架代替原有的全臺網(wǎng)1.0架構(gòu)，在私有云上布置業(yè)務(wù)。全臺網(wǎng)2.0私有云構(gòu)架如圖1所示。

圖1 全臺網(wǎng)2.0的私有云構(gòu)架

2.1 基礎(chǔ)層

基礎(chǔ)層通過虛擬化技術(shù)將硬件設(shè)備進行封裝，保障上層用戶能夠上手直接操作底層硬件的服務(wù)[2]。在進行基礎(chǔ)層構(gòu)建的過程中，需要對投資保護的問題進行充分的考量，促使電視臺原有的設(shè)備能夠直接或升級配置后接入到虛擬資源池。

2.1.1 計算資源池

首先，就計算資源池而言，其主要來源于服務(wù)器（主機）的CPU、內(nèi)存，若利用現(xiàn)有的服務(wù)器，升級服務(wù)器內(nèi)存容易，但是對服務(wù)器的CPU進行升級則需要較大的成本支出[3]。因此，通常情況下并不會考慮舊服務(wù)器的CPU升級，而限制原有服務(wù)器應(yīng)用的主要因素就是CPU的性能。從資源應(yīng)用效率的角度而言，若考慮將一臺服務(wù)器加入私有云，該服務(wù)器最起碼應(yīng)當具備兩個以上的CPU，同時還必須支持超線程，更應(yīng)當具備更多的內(nèi)核。計算資源池中的資源通過虛擬機交付使用，因此基礎(chǔ)層可以構(gòu)建更多的資源池。對于虛擬機而言，其只能夠建立在某一個資源池上，不能跨資源池建立，同時為了能夠最大程度保障虛擬機的計算資源在池內(nèi)進行自由的伸縮和遷移，每一個不同資源池中存在的VCPU都需要保持嚴格的時鐘頻率。在進行資源池構(gòu)建的過程中，對于服務(wù)器的選擇應(yīng)當高度重視，應(yīng)確保有足夠的資源池來維持上層應(yīng)用的順利開展。

2.1.2 存儲資源池

私有云系統(tǒng)的存儲主要分為系統(tǒng)存儲和業(yè)務(wù)存儲，虛擬機受系統(tǒng)存儲的服務(wù)，其能夠為虛擬機提供充足的本地存儲空間；媒體云可以接受業(yè)務(wù)存儲的服務(wù)，進而提供不同媒體文件的存儲空間[4]。這兩種存儲由于服務(wù)對象存在差別而具有不同的性能與需求，因此在進行私有云建設(shè)的過程中要配置兩套獨立的存儲。系統(tǒng)存儲最成熟的解決方案是使用終端的一體化存儲，通常使用ISCSI來提供存儲訪問，并使用雙存儲鏡像的方式保證安全。業(yè)務(wù)存儲選型更關(guān)注存儲的擴展性和整體帶寬，白皮書指出“私有云宜采用基于IP的單網(wǎng)結(jié)構(gòu)分布式存儲”，分布式存儲支持橫向擴展，其容量和帶寬可以隨著存儲節(jié)點的增加而線性增加，并具備提供大數(shù)據(jù)接口和對象接口的能力，可以更好地支持融合媒體業(yè)務(wù)。在單客戶端帶寬方面，一些產(chǎn)品已經(jīng)突破了單客戶端連接帶寬性能瓶頸，可以支持4層以上4K視頻的實時剪輯。

2.1.3 網(wǎng)絡(luò)資源池

為了對私有云所需的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供支持，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)工作人員需要切實掌握SND以及VxLAN這兩種新型技術(shù)的應(yīng)用[5]。相較于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，私有云構(gòu)建有著明顯的不同，主要體現(xiàn)在使用方式以及網(wǎng)絡(luò)資源的管理上。在不同的主機之上建立虛擬機，能夠確保主機與虛擬機之間遷移過程中網(wǎng)絡(luò)配置的一致性有充分保障，應(yīng)當積極利用虛擬交換軟件在虛擬網(wǎng)絡(luò)接口和主機的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間構(gòu)建一個分布式的交換機。對于所有關(guān)聯(lián)的主機而言，分布式交換機實際上就是單一的交換機，可以將其理解為在各個服務(wù)器上分布的虛擬交換機，這種虛擬交換機有著良好的二層網(wǎng)絡(luò)交換機屬性，借助物理網(wǎng)絡(luò)接口的標準交換機，能夠引導(dǎo)虛擬機在二層網(wǎng)絡(luò)上進行拓展。

2.2 公共服務(wù)層

作為業(yè)務(wù)層與基礎(chǔ)層進行溝通的主要依據(jù)，公共服務(wù)層的設(shè)計應(yīng)當將電視臺的特色充分展現(xiàn)出來，真正實現(xiàn)按需提供的目標，促使廣電業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)的需求得以充分的滿足，更應(yīng)建立一個具有明顯公共特性的通用服務(wù)集群，自適應(yīng)匹配基礎(chǔ)層產(chǎn)生的各種資源[6]。同時，公共服務(wù)層還應(yīng)當滿足對應(yīng)用層進行統(tǒng)一部署和交付使用的條件，在確保服務(wù)品質(zhì)的基礎(chǔ)上促使設(shè)備成本以及管理成本得到充分的消減。

2.2.1 數(shù)據(jù)庫和中間件

在公有云背景下，為了有效地支撐大數(shù)據(jù)，一般應(yīng)部署一些更容易拓展和更高并發(fā)訪問量的分布式數(shù)據(jù)庫，如常見的開源數(shù)據(jù)庫MySQL[7]。但是這種分布式數(shù)據(jù)庫并不能滿足傳統(tǒng)電視臺業(yè)務(wù)的一致性要求，也難以與當前的電視臺設(shè)備兼容，因此仍然需要應(yīng)用傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，如Oracle、DB2、SQL Server。數(shù)據(jù)庫使用基礎(chǔ)層所提供的存儲資源以及計算資源，可以充分體現(xiàn)私有云具備的安全性能以及拓展性能，這種數(shù)據(jù)庫集中部署方式也更加有利于DBA提供的統(tǒng)一化管理。中間件的使用沒有任何變化。

2.2.2 合成、轉(zhuǎn)碼與遷移

電視臺包含眾多的系統(tǒng)集成，權(quán)限管理問題涉及十分復(fù)雜的內(nèi)容，一般情況下不會使用簡單的文件共享方式來針對業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享，因此還需要在系統(tǒng)間進行節(jié)目文件的遷移[8]。在私有云建設(shè)過程中，需要采用ESB的方式促使數(shù)據(jù)能夠在各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中進行交換，但是可以摒棄最初的EMB遷移數(shù)據(jù)，因此所有的數(shù)據(jù)存儲都會采用分布式存儲的方式進行保存，針對數(shù)據(jù)的權(quán)限在存儲管理層進行明確，這就可以擺脫以往以復(fù)制來轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的方式，最大程度地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源以及工作人員的時間。建設(shè)公共服務(wù)層時，可以以各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)為參照，建立一個統(tǒng)一的轉(zhuǎn)碼和合成服務(wù)集群，積極利用計算資源池的拓展性，自由伸縮集群規(guī)模。

2.2.3 平臺接口

平臺接口是廣電網(wǎng)私有云與公共服務(wù)的接口，也是廣電從私有云走向移動互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。平臺接口包括網(wǎng)絡(luò)層次的連接和業(yè)務(wù)層次的連接兩個方面。網(wǎng)絡(luò)層面的連接通常選擇專線，并且配置安全裝置，保障網(wǎng)絡(luò)連接的帶寬與安全。業(yè)務(wù)層面的連接通常需要構(gòu)造一個內(nèi)容分發(fā)和共享的系統(tǒng)，用于公有云和私有云之間的數(shù)據(jù)交換與共享。平臺接口需要由互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和廣電系統(tǒng)的集成商共同按照電視臺的業(yè)務(wù)特點進行定制開發(fā)。

3 私有云的管理

在實際運維工作中，各類型的電視臺根據(jù)自己的實際情況已經(jīng)基本形成了不同的新型電視臺整體運維技術(shù)管理機制，技術(shù)服務(wù)平臺和新型電視網(wǎng)整體運維技術(shù)管理機制相輔相成，互補地發(fā)揮作用。技術(shù)服務(wù)平臺的巨大創(chuàng)造或者革新，必然會直接推動新型電視網(wǎng)整體運維技術(shù)管理機制發(fā)生巨大變化，否則，新型電視網(wǎng)運維技術(shù)服務(wù)平臺就難以在實際運維工作中真正發(fā)揮出應(yīng)有的效果。

私有云資源部署后，傳統(tǒng)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的分散獨立的資源管理模式已不再適合，除了內(nèi)容發(fā)布平臺以外，所有資源都被統(tǒng)一部署并進行集中化運維[9]。按照云平臺的分層管理體系，電視臺公司應(yīng)該實行分層管理，將系統(tǒng)層與應(yīng)用級別的管理區(qū)域分開，基礎(chǔ)層與服務(wù)級別的管理區(qū)域分開，各個層之間通過服務(wù)調(diào)用為主角色劃分所有管理界面。根據(jù)云服務(wù)系統(tǒng)來劃分所有的管理機構(gòu)和功能，根據(jù)技術(shù)人員的能力特長來分配管理對象?；A(chǔ)層的管理注重物理基礎(chǔ)設(shè)施資源和虛擬化資源池的維護，提供基礎(chǔ)的資源服務(wù)。公共服務(wù)層著眼于數(shù)據(jù)庫、中間件及廣電業(yè)務(wù)組件等信息化技術(shù)，并且專門從事邏輯性資源服務(wù)。

4 結(jié) 語

面對媒體融合背景下業(yè)務(wù)的開展，需要電視臺建設(shè)云平臺來進行支撐，但是私有云的建設(shè)是一項系統(tǒng)性的工程，相關(guān)部門應(yīng)當進行合理的設(shè)計與管理，才能夠真正保障私有云發(fā)揮出自己的作用。首先，要保障管理層面能夠為所有技術(shù)管理人員提供高質(zhì)量的服務(wù)，利用互聯(lián)網(wǎng)思維來分析問題；其次，要充分意識到現(xiàn)階段大部分原有資源并不適合在私有云平臺中應(yīng)用，相較于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，私有云有著完全不同的架構(gòu)，需要進行專門的軟件、硬件設(shè)計，條件允許的情況下可以建設(shè)一個全新的平臺，將原有的業(yè)務(wù)逐漸轉(zhuǎn)移到新平臺上；再次，現(xiàn)階段，私有云還沒有形成固定的模式，因此需要電視臺、廣電設(shè)備商以及互聯(lián)網(wǎng)公司共同參與設(shè)計；最后，私有云建設(shè)完成后運行成本較高，但是隨著業(yè)務(wù)的拓展，后期的成本會相應(yīng)降低，電視臺可以采取分期建設(shè)的方式進行建設(shè)，但是在此過程中還應(yīng)當制定完善的規(guī)劃，保障建設(shè)周期的科學(xué)性以及合理性。