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      基于分層架構(gòu)的內(nèi)容整備系統(tǒng)在電視播控系統(tǒng)中的設(shè)計與應(yīng)用

      2023-03-21 12:45:52余海洋
      西部廣播電視 2023年2期
      關(guān)鍵詞:架構(gòu)分層流程

      余海洋

      (作者單位:上海市閔行區(qū)融媒體中心)

      在媒體融合的大背景下,各類技術(shù)的革新對電視播控業(yè)務(wù)系統(tǒng)提出了更高要求,在業(yè)務(wù)處理方面,需要從單一的純后臺處理向多元化、流程化、透明可視化的層級轉(zhuǎn)變,為電視高清播出乃至今后4K超高清播出的普及提供技術(shù)支撐。上海市閔行區(qū)融媒體中心電視播出系統(tǒng)原先為標(biāo)清系統(tǒng),目前在播系統(tǒng)為2019年建設(shè)完成的高標(biāo)清同播系統(tǒng),在軟件架構(gòu)層面上采用分層結(jié)構(gòu)的內(nèi)容整備系統(tǒng)。建設(shè)前中心內(nèi)系統(tǒng)各個軟硬件模塊功能零散、各子系統(tǒng)對接環(huán)節(jié)多,信息分散,管理困難,中心當(dāng)前在用的高清播出系統(tǒng)采用的分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)能夠極大地整合系統(tǒng)資源、合理利用分配資源,提高綜合利用效率,減輕中心內(nèi)工作人員的工作量,提高中心播出系統(tǒng)整體技術(shù)水平。

      1 分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)設(shè)計思路

      采用分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)的設(shè)計方案建設(shè)的高清播出項目是在縣級市臺內(nèi)率先使用的功能完備、高性能的整備播出系統(tǒng)。分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)分別由媒體處理中心、內(nèi)容服務(wù)平臺、工作流引擎等子系統(tǒng)構(gòu)成內(nèi)容匯聚、整備融合分發(fā)平臺,構(gòu)建了對外交互的應(yīng)用層軟件模塊、后臺業(yè)務(wù)管理的工作流驅(qū)動模塊、底層和存儲共同完成任務(wù)處理的能力平臺的三層系統(tǒng)模型架構(gòu),各子系統(tǒng)相互嵌套銜接,具備完整的擴(kuò)展性和接口服務(wù),能夠最大限度地提供相應(yīng)功能用來滿足業(yè)務(wù)部門的需要。

      具體來說,分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)的上層應(yīng)用層和接口層主要采用Web架構(gòu),解決業(yè)務(wù)流程的驅(qū)動和任務(wù)以及元數(shù)據(jù)的通信問題。中層采用工作流引擎和媒體處理中心管理程序?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)與任務(wù)的串接。底層通過執(zhí)行ACTOR(行動者)完成媒體文件的遷移、技審、信息摘要算法(Message-Digest algorithm 5,MD5)等。

      此外,分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng),以媒體融合的發(fā)展思維為指導(dǎo),符合可持續(xù)發(fā)展的特性,建設(shè)以高拓展性、面向融合媒體發(fā)展需求、云架構(gòu)為基礎(chǔ),以流程驅(qū)動為主線的高效內(nèi)容服務(wù)平臺。面向多個播出系統(tǒng)的統(tǒng)一備播系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一備播、有序分發(fā)、實(shí)時監(jiān)控。匹配現(xiàn)有全臺網(wǎng)節(jié)目生產(chǎn)制作能力,并為未來全面升級超高清系統(tǒng)作準(zhǔn)備。

      部署分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能包括以下方面:一是支持系統(tǒng)流程自定義功能,支持系統(tǒng)流程可視化管理功能,使系統(tǒng)業(yè)務(wù)可管可控;二是支持任務(wù)實(shí)時監(jiān)控管理功能;三是支持能力平臺資源實(shí)時監(jiān)控功能;四是具有便捷靈活的素材管理方式,提供素材刪除修改查詢、權(quán)限分配、一致性管理等多種操作選擇;五是媒體處理中心采用資源池虛化管理技術(shù);六是媒體處理中心能進(jìn)行集群式切片化任務(wù)處理;七是提供瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server,B/S)架構(gòu)式軟件。

      2 分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用對突出問題的解決

      上海市閔行區(qū)融媒體中心的高清播出系統(tǒng),在軟件層面上使用的分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)是在文件化送播環(huán)境下,基于網(wǎng)絡(luò)和存儲等基礎(chǔ)設(shè)備,根據(jù)節(jié)目單生命周期驅(qū)動節(jié)目的匯聚與維護(hù)。采用一種全新的素材全流程工作處理模式,在素材業(yè)務(wù)處理過程中基本實(shí)現(xiàn)自動化。播出系統(tǒng)通過工作流引擎,利用工作流在多個流程之間按預(yù)定規(guī)則自動傳遞頻道素材狀態(tài)信息和任務(wù),實(shí)現(xiàn)播出文件的導(dǎo)入、技審、存儲、校驗(yàn)、轉(zhuǎn)碼、遷移等功能,并可以實(shí)時監(jiān)控這些狀態(tài)信息和業(yè)務(wù),使用戶對素材遷移各流程進(jìn)行更為直觀、有效的管理,在配合核心業(yè)務(wù)軟件處理的同時,調(diào)用媒體處理中心的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)素材全流程調(diào)度監(jiān)測等服務(wù)。

      全國各級電視臺按照國家要求開始推進(jìn)電視節(jié)目高清化,但很多電視臺在推進(jìn)過程中或多或少存在以下幾個方面的業(yè)務(wù)使用問題:一是業(yè)務(wù)處理流程單一、不透明、不易維護(hù);二是網(wǎng)絡(luò)文件化送播效率低下,傳輸存在瓶頸;三是系統(tǒng)負(fù)載不均衡。分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)為解決這些問題提供了一個很好的方案。

      本項目所采用的分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)相比國內(nèi)外同類播出技術(shù),解決并優(yōu)化了播出系統(tǒng)內(nèi)的幾個重要環(huán)節(jié)的重點(diǎn)難點(diǎn)問題,具體如下:

      2.1 集中監(jiān)控

      加強(qiáng)監(jiān)控能力,針對集中管理的需求和新的分工,針對不同崗位提供不同的信息,以幫助值班員及時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)、處理、排除問題。具體體現(xiàn)在以下兩點(diǎn):第一,能夠監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)各個環(huán)節(jié)的節(jié)點(diǎn)流程信息,實(shí)時了解任務(wù)狀態(tài),方便值班人員實(shí)時跟蹤軟件運(yùn)行狀態(tài);第二,通過可視化的監(jiān)控方式能夠集中監(jiān)控資源池內(nèi)的全部業(yè)務(wù)資源,便于值班人員有的放矢地對資源池進(jìn)行管理和優(yōu)化。

      2.2 切片式任務(wù)分配和執(zhí)行

      傳統(tǒng)技審可對文件的格式、語法、內(nèi)容質(zhì)量進(jìn)行檢測,確保素材的合法性,但是隨著高清化和素材規(guī)?;瑢蝹€素材的處理效率的提升成為亟待解決的問題,在保證播出安全的基礎(chǔ)上思考如何提升效率就顯得尤為重要。采用切片式技術(shù)能很好地解決任務(wù)處理效率,切片式技術(shù)采用先進(jìn)的算法,根據(jù)文件大小、硬件情況等因素對任務(wù)進(jìn)行拆分,并提交多個執(zhí)行端處理,可大幅度提升執(zhí)行速度。此外,切片處理體現(xiàn)集群效率,文件越大工作切片處理效果體現(xiàn)越明顯,單文件高清技審效率大概是3倍速,相同文件切片技審可以提高到10倍速。

      2.3 框架式插件設(shè)計

      工作單元(轉(zhuǎn)碼、技審、遷移、MD5)采用媒體處理池技術(shù),將各任務(wù)處理能力以插件方式集成到一個軟件模塊。當(dāng)任務(wù)需要處理時,系統(tǒng)查找空閑的工作單元。每個工作單元具備一種或多種功能,可實(shí)現(xiàn)有機(jī)調(diào)度。當(dāng)工作單元出現(xiàn)故障,系統(tǒng)能夠自動將該單元正在處理的任務(wù)分配給其他工作單元。由于采用了插件式開發(fā),任務(wù)支持模塊的增加、刪除更為方便,新類型的任務(wù)開發(fā)更加快捷。同時,系統(tǒng)靈活的擴(kuò)展性可以方便工作人員準(zhǔn)確地了解系統(tǒng)的性能狀態(tài),包括是否存在瓶頸、需要增加的性能等,新增業(yè)務(wù)功能加入系統(tǒng)時不影響任何現(xiàn)有流程,只與任務(wù)管理程序打交道,便于管理與維護(hù)。

      采用分層架構(gòu)的內(nèi)容整備系統(tǒng)在以上三個方面有著較為突出的表現(xiàn),在實(shí)際應(yīng)用中能夠很好地解決當(dāng)今廣電行業(yè)電視整備系統(tǒng)普遍存在的問題,通過“技術(shù) + 管理”手段,極大提高業(yè)務(wù)系統(tǒng)使用效率,增強(qiáng)整備系統(tǒng)的安全性,便于技術(shù)人員更加高效地監(jiān)測管理整個業(yè)務(wù)系統(tǒng),提高技術(shù)保障能力。

      3 主要技術(shù)創(chuàng)新體現(xiàn)

      分層架構(gòu)的內(nèi)容整備系統(tǒng)與傳統(tǒng)整備系統(tǒng)相比,在軟硬件整合和運(yùn)用技術(shù)上更加高效科學(xué),使用上更是化繁為簡。效果通過三個方面實(shí)現(xiàn):一是通過松耦合架構(gòu)去實(shí)現(xiàn)總編、內(nèi)容管理、播出的解耦,便于業(yè)務(wù)擴(kuò)展;二是設(shè)計彈性服務(wù)、運(yùn)用虛擬化技術(shù),便于業(yè)務(wù)升級;三是利用精簡管理去實(shí)現(xiàn)服務(wù)器計算資源監(jiān)控、應(yīng)用軟件監(jiān)控、業(yè)務(wù)流程監(jiān)控,統(tǒng)一管理界面,進(jìn)而提高運(yùn)維能力。

      3.1 松耦合架構(gòu)

      中心內(nèi)原有播出系統(tǒng)包含總編室編排系統(tǒng)、內(nèi)容管理平臺、播出系統(tǒng),耦合度極高,非常不利于維護(hù)和管理。采用“內(nèi)容服務(wù)平臺 + 播出”的系統(tǒng)架構(gòu),通過提供各類功能接口,保障各子系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的接口實(shí)現(xiàn)交互,降低系統(tǒng)的整體復(fù)雜度。該模式優(yōu)勢在于及時性強(qiáng),且不與數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生關(guān)聯(lián),和播出程序松耦合;能夠降低播出數(shù)據(jù)庫負(fù)載,提高系統(tǒng)安全性。

      針對降低系統(tǒng)架構(gòu)耦合度的思路,構(gòu)建功能平臺作為一個通用的業(yè)務(wù)服務(wù)層,對服務(wù)層上建立的應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行并行交互,根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求明確業(yè)務(wù)流程,同時調(diào)用功能平臺的功能服務(wù)模塊(如MD5值校驗(yàn)、素材的文件技審、文件遷移轉(zhuǎn)碼服務(wù)等)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)目標(biāo),極大地提高業(yè)務(wù)處理效率;同時,根據(jù)業(yè)務(wù)需求提供眾多接口服務(wù),包括任務(wù)接口服務(wù)、設(shè)備接口服務(wù)、日志接口服務(wù)、配置接口服務(wù)。

      通過功能平臺提供的眾多接口服務(wù),部署在系統(tǒng)的上層應(yīng)用可以輕松實(shí)現(xiàn)任務(wù)的調(diào)度分配、任務(wù)查詢、任務(wù)取消、任務(wù)重置等操作。功能平臺通過提供設(shè)備接口,可以清楚了解當(dāng)前資源的實(shí)際使用情況,便于高校開展分配和執(zhí)行任務(wù)。

      3.2 彈性服務(wù)

      計算資源共享方面,系統(tǒng)可以基于虛擬化平臺,利用計算資源池技術(shù),打破計算資源底層機(jī)器限制,根據(jù)任務(wù)需求按照虛擬化方式分配計算資源、共享計算資源,最大限度利用服務(wù)器及帶寬等硬件資源。

      高效任務(wù)調(diào)度分發(fā)方面,可以采用工作流,讓系統(tǒng)具有更高的文件備播效率,匹配現(xiàn)有全臺網(wǎng)節(jié)目生產(chǎn)制作能力,實(shí)現(xiàn)視頻服務(wù)擴(kuò)展功能,滿足關(guān)鍵業(yè)務(wù)持續(xù)增長、兼容多種類數(shù)據(jù)混合訪問需求,為未來全面升級超高清系統(tǒng)做好充分準(zhǔn)備。

      3.3 精簡管理

      分層架構(gòu)的內(nèi)容整備系統(tǒng)基于“全臺網(wǎng) + 播出網(wǎng)”架構(gòu),架構(gòu)復(fù)雜,涉及人員和崗位多,各業(yè)務(wù)系統(tǒng)間服務(wù)調(diào)用關(guān)系復(fù)雜,接口出現(xiàn)問題會導(dǎo)致多個系統(tǒng)報錯,很難定位故障源。最重要的節(jié)目導(dǎo)入請求、文件送播請求是系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)流程,只有跟蹤其整個調(diào)用路徑,才能發(fā)現(xiàn)性能瓶頸點(diǎn)。而構(gòu)建一個與業(yè)務(wù)平臺一體化的監(jiān)控系統(tǒng),在同一套管理界面之下,對整個內(nèi)容整備系統(tǒng)進(jìn)行多維度的監(jiān)控是十分有必要的。監(jiān)控內(nèi)容主要包括業(yè)務(wù)流程監(jiān)控、主機(jī)資源監(jiān)控、應(yīng)用程序監(jiān)控。通過這些監(jiān)控手段擺脫傳統(tǒng)煩瑣、不透明的人工審查方式,能夠達(dá)到精簡管理的目的,降低人力成本。

      3.3.1 業(yè)務(wù)流程監(jiān)控

      從節(jié)目入庫發(fā)送請求開始,實(shí)時監(jiān)控各個環(huán)節(jié)流程用時和報錯信息,查看系統(tǒng)流程的運(yùn)行情況,監(jiān)視流程是否正常、是否有任務(wù)執(zhí)行失敗,查看素材流程運(yùn)行節(jié)點(diǎn)信息;同時,可以對問題流程進(jìn)行相關(guān)處理操作。

      3.3.2 服務(wù)器監(jiān)控

      服務(wù)器監(jiān)控即主機(jī)性能監(jiān)控,通過監(jiān)控采集程序?qū)崟r采集主機(jī)的CPU負(fù)載、內(nèi)存使用率、磁盤使用空間等信息,及時匯報以便任務(wù)調(diào)度管理進(jìn)行任務(wù)的平均分配,主機(jī)的各類性能參數(shù)也將被統(tǒng)一整合呈現(xiàn)在監(jiān)控界面。這種情況下,操作人員能夠?qū)崟r掌握主機(jī)的工作狀態(tài),對其進(jìn)行監(jiān)測運(yùn)維。

      3.3.3 應(yīng)用程序監(jiān)控

      監(jiān)控系統(tǒng)任務(wù)管理、任務(wù)執(zhí)行應(yīng)用程序,能夠保證應(yīng)用程序健康狀況和可用性,檢測和診斷程序出現(xiàn)的問題,保證程序正常運(yùn)行。通過了解核心應(yīng)用程序的性能、服務(wù)器主機(jī)資源、跟蹤整備系統(tǒng)節(jié)目導(dǎo)入和文件送播這兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)對異常問題的迅速發(fā)現(xiàn)、識別和判斷,采用與業(yè)務(wù)系統(tǒng)同一套界面,簡化工作流程,降低人力成本。

      4 分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢

      第一,從內(nèi)容上將主要的標(biāo)清頻道升級高標(biāo)清兼容頻道,使本中心數(shù)字化播出邁入高清化,提升了中心的核心競爭力,增強(qiáng)了應(yīng)用軟實(shí)力。

      第二,軟件功能更加智能化,高效快捷,處理性能好,相比傳統(tǒng)系統(tǒng)軟件的繁多單一、操作復(fù)雜,新系統(tǒng)整合性更強(qiáng),采用B/S架構(gòu)能夠使用戶界面簡單直觀、操作簡單、便捷,體現(xiàn)以人為本的易用特性。

      第三,在使用上可操作性更強(qiáng),人性化設(shè)計可按照實(shí)際業(yè)務(wù)進(jìn)行流程變更,自定義業(yè)務(wù)處理流程,更好地匹配不同場景、時限的業(yè)務(wù)需求。

      第四,系統(tǒng)能夠?qū)α鞒?、程序的狀態(tài)提供可視化的實(shí)時監(jiān)控,業(yè)務(wù)流程透明化程度更高,將系統(tǒng)分散的運(yùn)行狀態(tài)和故障信息進(jìn)行統(tǒng)一匯總,分類展現(xiàn)、分類報警,便于人工干預(yù)處理,使用上更加便捷靈活。

      第五,系統(tǒng)設(shè)計采用開放技術(shù)、開放架構(gòu)、開放系統(tǒng)組件和開放用戶接口,不同廠家、不同時期、不同技術(shù)平臺的各個子系統(tǒng)之間能夠做到互聯(lián)互通,避免技術(shù)壁壘。

      第六,系統(tǒng)可無縫擴(kuò)展、可升級,延展性強(qiáng)。具體來講,在頻道數(shù)、業(yè)務(wù)類型、業(yè)務(wù)數(shù)量、存儲容量、傳輸帶寬等方面,可以靈活擴(kuò)展,并采用松耦合、彈性的技術(shù)架構(gòu),便于將來更多的子系統(tǒng)接入,充分考慮新興技術(shù)發(fā)展方向和技術(shù)前瞻性,滿足廣播電視節(jié)目從標(biāo)清到高清、超高清等的升級。

      5 結(jié)語

      分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)的設(shè)計方案為技術(shù)人員提供了更加方便快捷的軟件使用功能,實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)流程的高效運(yùn)作,相比建設(shè)之前的整個播出系統(tǒng)的軟件程序繁多單一,現(xiàn)在系統(tǒng)整合更加統(tǒng)一化、界面化,流程透明化、智能化,并且在系統(tǒng)功能方面更全面、高效。在實(shí)際使用過程中,系統(tǒng)功能均達(dá)到了預(yù)期功能,技術(shù)人員從中也學(xué)習(xí)到了大量技術(shù)知識。此次高清播出系統(tǒng)的建設(shè)極大提升了中心立足本地、輻射周邊的電視節(jié)目占有率,提高了核心競爭力。因此,分層架構(gòu)內(nèi)容整備系統(tǒng)具備很強(qiáng)的商業(yè)價值和應(yīng)用價值,完全可以在同級電視臺或其他單位進(jìn)行該系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用,充分發(fā)揮其社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

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