摘 要：介绍了非线性编辑系统的系统构建，结合本台的实际情况和具体要求，提出升级非编网的设计思路，从网络架构的选择到系统的安全等方面进行论述。该系统已投入使用，提高了节目制作效率，充分利用原有设备，节约了资金，系统稳定，应急方案有效，满足后期制作的需要。
关键词：
一、系统设计背景
我台早期非线性编辑系统建于2000年，使用Fc双网结构，有3台有卡站，6台无卡站，系统至今仍在运行，取得很好的效果。随着使用时间的增长，设备已经老化，需要更新。我台还有一个使用IP-SAN结构的非线性编辑系统，有2台有卡站，3台无卡站。随着节目制作量的增加和制作效果要求的提升，该系统已无法满足需求，需要系统进行升级改造。
二、系统设计要求
可存储标清MEPG-2 25M素材600小时或MEPG-2 50M素材300小时；有卡高码流制作站点8台、无卡低码流制作站点8台、配音工作站2台、预留2台高清编辑工作站；原系统和新系统素材共享，原系统可作为新系统的应急备份；系统安全高效，应急方案准备充分、实施有效。
三、系统设计原则
系统建设立足本台实际情况和未来发展的要求，把系统的安全性放在首位，从硬件的安全、网络安全、数据安全进行考虑，以安全、高效为原则；既保证系统的稳定性，又要可扩展性，在存储空间和站点增加等方面有冗余的准备，构建高标清兼容的制作平台。
四、网络架构和存储设备选择
（一）网络架构
目前非编系统采用是基于存储网络（SAN）的网络存储技术, 存储设备与计算机主机系统之间一对一的关系，被可供多个系统共享同一个存储设备网络的关系所取代。为确保多大量客户端主机对同一存储设备的共享访问权限和和管理权限的统一，就需要安装专门的存储共享管理软件或采用专门的共享文件系统。SANergy、StorNext等软件或文件系统就是为了实现存储设备共享而开发的。SAN又分为基于光纤通道协议的FC-SAN和基于以太网协议的IP-SAN。FC-SAN网络存储共享系统经常被称"FC+LAN"双网结构，是指本系统由FC光纤通道网络和LAN以太网络两个网络共同构成，其中以太网络负责工作站与MDC(MetaData Controller)服务器之间的元数据信息传输和交换，FC光纤通道网络只负责实际数据的高带宽传输，这种网络结构可充分利用两种网络的特点，发挥两个网络的最大效率。IP-SAN网络存储被称为单网结构，是指MDC服务器与工作站之间的元数据和实际数据都是通过以太网络来进行传输和交换。FC-SAN网络结构价格较高，但带宽比较宽；IP-SAN网络结构价格低，带宽小，理论上，iSCSI的速度可达1Gb，速度仍比不上FC SAN的2Gb。由于站点比较多，通过分析计算，网络架构采用成熟的FC-SAN双网结构，存储设备和网络带宽才能满足实际需要。
非编系统使用标清视频格式，支持Dvcpro、Dvcpro50、Mepg-2 I帧 50Mb/s、Mepg-2 IBP、Mepg-4、Dvcam、Hdv、Wmv、Flv等高清、标清格式及部分流媒体格式。在标清环境下高码流制作使用Mepg-2 I帧 50Mb/s，低码流制作使用H.264 1.5Mb/s; 高清环境下高码流制作使用Mepg-2 I帧 100Mb/s，低码流制作使用H.264 3Mb/s。
带宽参数需求如下
在各工作站使用二轨素材的情况下，网络需要最大带宽为1308Mb，超过IP-SAN网络带宽的最大值，不能满足实际需要。FC存储为双控制器，共可提供4Gb带宽，带宽冗余量大，能够满足以后增加站点的要求。
（二）存储设备
视频网络的核心是在线存储系统，集中保存所有的视音频数据，其他设备都需要直接或间接的与存储系统连接，因此中心存储系统实现数据共享的同时必须保证充分的安全性，在性能上还要满足存储容量、带宽、容错的要求。容量计算如下
计算关系：格式码率÷8×3600÷1024=每小时耗费的空间
每小时耗费的空间×存储时间需求÷1024=基本容量需求
基本容量需求×110%=实际容量需求
在考虑匹配容量的时候，为充分保障网络核心存储设备的容量安全考虑，需要有10%左右的富余空间。
网络采用 素材格式 | 格式 码率 | 每小时 耗费的空间 | 存储时间需求 | 基本 容量需求 | 实际 需求容量 |
DV25 | 25 Mbps | 10.98 GB | 600小时 | 6.43TB | 7.08TB |
MEPG4 | 800Kbps | 0.35 GB | 600小时 | 0.21TB | 0.24TB |
WAV音频（双路） | 1.5 Mbps | 0.65 GB | 600小时 | 0.39TB | 0.43TB |
总计 | 7.75TB |
根据需求，以及网络存储容量和网络带宽的需求，考虑以后的扩容需求，本案设计使用DFT3992存储服务器，带宽达到350MB，配有16块容量为1T的SATA硬盘，用其中的13块硬盘组成容量为12T的Raid5磁盘阵列，3块作为热备硬盘。
五、系统设计
（一）方案设计
在现有IP-SAN 结构的非线性编辑系统的基础上，用FC存储来对IP-SAN结构的制作网进行存储系统升级和扩容，把IP-SAN和FC-SAN 两种网络融合在一个网络里。
原ISCSI 存储网络系统结构如下
iSCSI 存储设备对外的接口类型为以太网接口，可通过以太网线直接将iSCSI 存储设备连接到千兆以太网交换机，通过IP 网络来实现SCSI 协议的传输。主机端采用标准的千兆以太网卡，安装Initiator 软件，通过Initiator 软件将以太网卡虚拟为ISCSI 卡，实现主机和iSCSI 设备之间的SCSI 协议和TCP/IP 协议传输功能。这种方式由于采用标准千兆网卡，无需额外配置适配器，因此硬件成本最低。缺点是进行ISCSI 包文和TCP/IP包文转换要点主机端的一部分资源。不过在低I/O 要求、高带宽要求的编辑制作网环境中，编辑工作站的配置越来越高，协议转换所占用主机资源非常低，不会影响到正常工作。
升级后的非编系统拓扑图如下
IP-SAN与FC-SAN具有类似的共享方式，两者都是在MDC 服务器的管理下进行存储设备共享。FC-SAN 和IP-SAN 具有类似的数据传输方式，两者都采用Block 协议方式来传输数据。FC-SAN 和IP-SAN 采用相同的存储系统管理软件，两都采用SANergy存储共享管理软件来实现存储共享卷的管理和访问权限控制。基于以上原理，决定了 IP-SAN 和FC-SAN 两种网络可以融合在一个网络里，可以用FC-SAN 存储来对IP-SAN结构的制作网进行存储系统升级和扩容。。ISCSI 设备和FC 光纤通道设备共用相同的MDC 服务器，共用相同的存储共享管理软件。所有主机在同一个MDC 服务器的管理下访问网络中的FC 光纤通道设备和ISCSI 设备。IP-SAN 网络中的数据通过千兆以太网络传输，FC-SAN 网络中的数据通过FC 网络传输。两个网络中的客户端主机对存储设备进行读写
操作时，都会先通过千兆以太网络向MDC 服务器发送访问请求来获得文件路径、block 地址等MetaDate 信息，都接受同一个MDC 服务器的管理和控制。
将光纤通道存储网络和以太网存储网络整合，特点如下：
1.工作站可以访问以太网网络中的存储设备
2.工作站可以通过IP网络访问FC SAN中的存储设备
3.提高存储资源的管理和共享能力
采用FC 和ISCSI两种网络的融合结构，新系统和原系统既可独立运行，各主机又可访问两个存储体的数据，满足数据共享的要求。
升级后，增加了FC存储和FC交换机，原服务器上已经安装了存储共享软件和数据库软件，并不需要做大的更改，运行的维护量也不会增加。使用了原系统的部分硬件和软件，资金的投入也更小了，既节约成本，又提高性能需求。
采用ISCSI 和FC 两种网络的融合结构，当FC网络非编介质上载采集生成文件后，将重要栏目（如新闻）的文件数据采用高码率存放到两个磁盘阵列中，数据得到镜像备份，保证数据安全。
（二）系统安全
1.MDC服务器负责的是网络系统的管理，安装有多种管理软件。磁盘阵列也是由服务器进行管理和控制的，分区映射为服务器的网络硬盘。为了服务器的安全可靠,有效地工作，对于服务器的系统硬盘，要有磁盘镜像，构成Raid1，即把一个磁盘的数据镜像到另一个磁盘上。因此，选择主板上集成Raid控制芯片的服务器，让主板能直接实现磁盘镜像功能。服务器的电源，要有冗余，当一个电源模块出现故障时，另一个还可以正常供电，维持服务器运行。配有备用服务器，安装配置好所有程序，在主服务器出现故障时投入使用，只要启动备用服务器系统可恢复使用。
2.磁盘阵列中存有所有用户的素材和它们的数据信息,磁盘阵列损坏意味着音视频素材和用户信息的丢失。磁盘阵列安全性相关的因素有阵列的容错功能、阵列控制器的质量、硬盘的质量以及阵列的设计。对于磁盘阵列，要求阵列提供备份冗余部件，如双阵列控制器、双电源、备份风扇等。使用容错硬盘阵列，采用Raid5方式组建磁盘阵列。预留热备硬盘，当磁盘阵列中某块硬盘出现损坏时，就利用这块备用硬盘替补，自动将故障磁盘的数据重建到后备磁盘上，从而保证Raid时时完整，提高磁盘阵列的安全性。
3.将数据库数据存放在磁盘阵列上，数据库服务器只安装应用程序，配有备用数据库服务器，在主数据库服务器出现故障时投入使用，只要启动备用数据库服务器，系统可恢复使用。对数据库的安全采取数据备份的方式，在SQL2005管理程序中，添加维护计划，定时备份数据库到其他磁盘。当硬件出现问题或数据损坏时，恢复到最近备份状态，将损失降到最低。
4.非编网络安全性要求很高，他的软件平台是建立在Windows操作系统上，容易受到病毒的攻击，建立强烈的病毒安全防范意识。采取非编网络相对独立，不与外网相连；关闭工作站上光驱和USB接口；安装防病毒软件；安装网络管理软件，监控工作站点的运行状态和流量，可以及时排查故障；通过域控制器和组策略对用户进行认证和权限限制。
5.合理分配用户空间和权限，把用户存储空间分配到磁盘阵列的各个逻辑分区中，让每个逻辑分区中有10%的剩余空间，保障系统的稳定。对不同用户设置相应的资源管理和访问权限，保证系统制作流程合理，安全。
6.对每天新闻栏目，每条编辑完成后，打包迁移，异地存储，保证数据安全。
（三）应急方案
1.MDC和数据库服务器出现故障，关闭主服务器，启动备用服务器即可，工作站可不关机，恢复使用只需几分钟。
2.域控服务器出现故障，工作站重新登录本机，连接MDC服务器可恢复使用。
3. FC磁盘阵列或FC交换机出现故障，节目可使用存放在iSCSI存储上的素材，在原IP-SAN网络编辑制作。
（四）系统环境安全保障措施
安全、可靠的配电是保障系统正常运行的重要环节，采取UPS集中供电给配电柜，配电柜装有备路电路。对服务器、磁盘阵列、交换机等设备的双电源，分别用主备电路提供电源。系统设备有良好的接地，保护人员、设备安全，防止地线干扰。将强电、弱点分开布置，系统做到强弱电线无交叉，防止强电对弱电信号造成影响。
六、结束语
将本身协议完全不同的IP-SAN网络和FC-SAN网络加以整合，增强数据共享能力，提高存储资源利用率，存储设备易于管理。升级后的系统投入使用后，系统运行安全稳定，每天制作节目约100分钟，满足了节目制作的需要。
