梁 靜，趙海霞，謝雨萌

(暨南大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)與教育技術(shù)中心，廣東 廣州 510632)

1 現(xiàn)狀

1.1 數(shù)字音視頻教學(xué)資源持續(xù)增長(zhǎng)

(1)信息技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生海量資源。隨著標(biāo)清向高清時(shí)代的發(fā)展，高清時(shí)代數(shù)字技術(shù)廣泛運(yùn)用，視頻行業(yè)不斷向高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展，畫質(zhì)的高清伴生的是高清視頻素材海量增長(zhǎng)，這就要求TB甚至PB級(jí)存儲(chǔ)容量對(duì)海量視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行安全存儲(chǔ)、快速檢索、讀取和管理，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備在成本和性能兩個(gè)維度都不能滿足音視頻教學(xué)資源的增長(zhǎng)需求。

(2)教學(xué)改革促進(jìn)視頻資源積累?！督逃?guī)劃綱要》提出，要加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)與應(yīng)用，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源體系建設(shè)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及與共享[1]?！督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》提出，要實(shí)施“優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源建設(shè)與共享行動(dòng)”[2]。資源共享課的建設(shè)是落實(shí)教育規(guī)劃綱要的重要舉措，十二五國家精品開放課程建設(shè)項(xiàng)目目標(biāo)是1000門視頻公開課、5000門資源共享課[3]，各高校都在進(jìn)行基于互聯(lián)網(wǎng)模式下的教學(xué)改革，大力推進(jìn)視頻公開課、微課、資源共享課、MOOC等多類視頻資源建設(shè)，累積了大量?jī)?yōu)質(zhì)音視頻教學(xué)資源。

1.2 以磁帶為介質(zhì)的音視頻教學(xué)資源的存儲(chǔ)與共享需求

(1)磁帶介質(zhì)資源的數(shù)字化存儲(chǔ)需求。高校都有大量以DVCAM為主要存儲(chǔ)介質(zhì)的音視頻教學(xué)資源，歷史悠久的院校更是如此。這類磁帶介質(zhì)資源具有重要的歷史文化價(jià)值，見證著高校發(fā)展變遷的軌跡。但磁帶壽命約為30年，對(duì)保存環(huán)境要求高、需要防潮防塵、怕摔、無法防強(qiáng)磁，一旦磁粉掉落將難以修復(fù)，因此磁帶介質(zhì)的音視頻教學(xué)資源需要逐步進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)存。

(2)磁帶介質(zhì)資源的網(wǎng)絡(luò)共享需求。磁帶介質(zhì)只能進(jìn)行人工歸檔管理，檢索、讀取和使用時(shí)很不方便，工作效率很低，用戶無法通過電腦、網(wǎng)絡(luò)直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，只能通過專用的錄機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后使用，這使得資源無法高效共享使用。

1.3 專業(yè)級(jí)媒體資源管理系統(tǒng)為什么不適用于高校

(1)建設(shè)媒資管理系統(tǒng)費(fèi)用高昂。電視臺(tái)大多引進(jìn)或?qū)ｉT設(shè)計(jì)媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，以適應(yīng)數(shù)量越來越多的資源[4]。但該系統(tǒng)的建設(shè)需要投入高昂的資金成本和人力成本，高校相關(guān)部門是無法承受的。

(2)缺乏專業(yè)媒資管理人才。國外的媒資依托先進(jìn)的技術(shù)，對(duì)資源的采集、下載、審核、編目都有明確的規(guī)范和要求，對(duì)管理人才要求較高。我國媒資工作興起時(shí)間短，對(duì)于人才的培養(yǎng)也處于相對(duì)薄弱的狀態(tài)。

1.4 融合存儲(chǔ)、WEB服務(wù)和安全容災(zāi)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)日漸成熟

上世紀(jì)90年代以前，計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)環(huán)境是以DAS(Direct Attached Storage)為主要形式，直接將存儲(chǔ)連接到服務(wù)器上。這種方式的缺點(diǎn)是難于擴(kuò)展、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容錯(cuò)性差、無法共享、遠(yuǎn)程管理不便等。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以服務(wù)器為中心轉(zhuǎn)向以網(wǎng)絡(luò)為中心的網(wǎng)絡(luò)核心存儲(chǔ)架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)籍由Web實(shí)現(xiàn)信息發(fā)布、數(shù)據(jù)管理、資料存儲(chǔ)，逐漸在教育、醫(yī)療、媒體等行業(yè)嶄露頭角。

2 設(shè)計(jì)原則

2.1 安全性原則

高校音視頻教學(xué)資源管理系統(tǒng)必須保證高安全性，對(duì)教學(xué)視頻資源的存儲(chǔ)、讀取、管理有良好的容災(zāi)能力，保護(hù)數(shù)據(jù)安全。目前眾多高校都具有幾十年甚至上百年的歷史，積累了豐富的教學(xué)資源，種類豐富、儲(chǔ)存媒介多樣。如安全性不足造成資源丟失，會(huì)對(duì)高校的歷史、文化、宣傳及教學(xué)科研造成重大損失。

2.2 經(jīng)濟(jì)性原則

建設(shè)高性價(jià)比的管理系統(tǒng)，以最少的投入滿足用戶需求，避免系統(tǒng)重復(fù)建設(shè)而造成不必要的浪費(fèi)。根據(jù)調(diào)研，不少高校都在積極投入資金建設(shè)符合自身需求的教學(xué)資源管理系統(tǒng)。一些小的地方電視臺(tái)和部分高校電教中心、圖書館等部門也應(yīng)用了NAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，并取得了較好的效果，比如寧夏電臺(tái)、烏海廣播電視臺(tái)、貴州財(cái)經(jīng)大學(xué)、河南師范大學(xué)等。

2.3 技術(shù)性原則

高校音視頻教學(xué)資源管理系統(tǒng)應(yīng)該采用先進(jìn)的技術(shù)，能有效對(duì)多種格式、多種類別的媒體資產(chǎn)進(jìn)行管理，能夠快捷進(jìn)行文件讀寫及協(xié)同共享，能夠穩(wěn)定運(yùn)行，具備長(zhǎng)期發(fā)展的能力，并且易于維護(hù)，這些都需要技術(shù)的支撐。

3 NAS存儲(chǔ)技術(shù)

3.1 NAS概述

NAS(NETWORK ATTACHED STORAGE)是一種專用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，可向網(wǎng)絡(luò)用戶提供跨平臺(tái)的海量數(shù)據(jù)共享功能。它通過多種文件共享協(xié)議為不同的異構(gòu)平臺(tái)客戶端提供文件共享服務(wù)。具有安裝容易快速、易于維護(hù)、擴(kuò)展性強(qiáng)、響應(yīng)速度快、能夠兼容不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)等優(yōu)點(diǎn)，因此目前NAS設(shè)備已廣泛應(yīng)用到教育、科研、印刷等各個(gè)行業(yè)或領(lǐng)域。

圖1 NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)

3.2 NAS的優(yōu)勢(shì)

(1)實(shí)理統(tǒng)一存儲(chǔ)。通過數(shù)字硬盤攝錄存儲(chǔ)的視音頻資源都存放在NAS中，各工作站可共享這些素材，環(huán)境里的非編系統(tǒng)可從網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中直接調(diào)用任意一段素材進(jìn)行編輯。實(shí)現(xiàn)了素材共享、協(xié)同工作、方便管理。

(2)數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)與備份。NAS采用RAID陣列機(jī)制保護(hù)數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)與備份功能，包括本地備份(將電腦上的數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)備份到NAS中)、異地備份(將異地電腦上的數(shù)據(jù)通過廣域網(wǎng)備份到NAS中)和NAS間備份(NAS與NAS之間的復(fù)制數(shù)據(jù)等)；

(3)數(shù)據(jù)的安全管理。支持遠(yuǎn)程管理，具備完善的權(quán)限控制；可通過郵件、聲音等多種報(bào)警手段及時(shí)報(bào)錯(cuò)，使管理人員能夠及早發(fā)現(xiàn)問題，保護(hù)數(shù)據(jù)安全。

(4)成本低，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)。后續(xù)成本和數(shù)據(jù)管理成本低，還可以分期采購，不需要額外購置通用服務(wù)器。NAS的高性價(jià)比能夠滿足高校對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的需求。

(5)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。該網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)采用多任務(wù)、多線程的嵌入式Linux系統(tǒng)技術(shù)，能夠快速處理和響應(yīng)來自網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)并發(fā)用戶及多種不同操作系統(tǒng)的請(qǐng)求，可通過內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)連接。局域網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)、文件可以通過ISCSI協(xié)議、FTP協(xié)議傳輸并存儲(chǔ)到NAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備中。可實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)共享素材，可在不同的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)里共享。

(6)容災(zāi)能力強(qiáng)。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，服務(wù)器的任何故障均可導(dǎo)致存儲(chǔ)系統(tǒng)陷入癱瘓，而網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的即插即用能力，出錯(cuò)節(jié)點(diǎn)可在線替換，不會(huì)影響到其他存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的正常工作，即使同時(shí)兩個(gè)磁盤故障而數(shù)據(jù)依然無損傷。

(7)良好的可擴(kuò)展性。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)受服務(wù)器CPU處理中斷速度、I/O通道帶寬等限度，不能無限擴(kuò)展存儲(chǔ)。而網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)可進(jìn)行“無限制”擴(kuò)展，系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量、帶寬等技術(shù)指標(biāo)得到了很大的提升，滿足未來發(fā)展的需求。NAS具有多設(shè)備管理的功能，可隨著視頻數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)逐步擴(kuò)充容量，多臺(tái)NAS服務(wù)器可以構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)展簡(jiǎn)單方便，并且不影響其他服務(wù)器的使用。

4 NAS存儲(chǔ)在暨南大學(xué)的應(yīng)用

4.1 滿足音視頻教學(xué)資源的存儲(chǔ)需求

暨南大學(xué)采用infortrend GSe Pro 208 NAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，對(duì)磁帶介質(zhì)的音視頻教學(xué)資源以及高清數(shù)字音視頻教學(xué)資源通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化管理。通過優(yōu)化存儲(chǔ)的功能，消除存儲(chǔ)空間已分配但未使用的現(xiàn)象，提高存儲(chǔ)實(shí)用空間。百兆光纖可支持環(huán)境內(nèi)的用戶同時(shí)上傳、下載相關(guān)資源。目前音視頻教學(xué)資源存儲(chǔ)容量已達(dá)80多T，大大減輕了工作用非編的存儲(chǔ)壓力。

4.2 系統(tǒng)安全實(shí)現(xiàn)安全存儲(chǔ)

支持遠(yuǎn)程復(fù)制、快照、文件夾遠(yuǎn)程同步，備份關(guān)鍵數(shù)據(jù)。通過文件夾加密、IP自動(dòng)鎖定、WORM來增強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全性。采用用戶管理、文件夾管理-文化夾訪問控制進(jìn)行權(quán)限管理，注重內(nèi)防內(nèi)控，數(shù)據(jù)安全性、可靠性高。管理員通過采用網(wǎng)頁形式進(jìn)行統(tǒng)一管理，集中監(jiān)控，并提供云同步、文件瀏覽器、日志服務(wù)、代理服務(wù)、VPN、LDAP服務(wù)，簡(jiǎn)單直觀，無需經(jīng)過大量培訓(xùn)。另一方面，終端用戶也無需開展培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，也不需要額外安裝軟件，可以通過任何操作系統(tǒng)客戶端輕松使用密碼進(jìn)行登錄，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)。

4.3 功能強(qiáng)大促進(jìn)協(xié)同共享

作為一個(gè)文件中心，跨平臺(tái)CIFS/SMB, NFS, AFP實(shí)現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)的文件存儲(chǔ)與共享,無縫對(duì)接多個(gè)操作系統(tǒng)。通過使用IP或FC SAN，能夠支持小規(guī)模VM/VDI/Lab部署。搭配四核CPU和雙10GbE端口，配置12Gb/s SAS擴(kuò)展端口，主機(jī)通道長(zhǎng)期可用(16Gb/s FC, 8Gb/s FC，10Gb/s iSCSI SFP+)，通過連接4個(gè)專用的JB Pro 208擴(kuò)展柜，最大容量可達(dá)320T。NAS環(huán)境中的每個(gè)人都是管理者、使用者，工作人員減少了素材拷貝的時(shí)間成本，數(shù)據(jù)能方便而快速的在前臺(tái)和后臺(tái)相互響應(yīng)、共享讀取，增加工作人員的業(yè)務(wù)協(xié)作能力。

5 結(jié)語

NAS存儲(chǔ)技術(shù)在音視頻資源維護(hù)管理方面的便捷性、安全性、共享性方面都有較為亮眼的表現(xiàn)，為當(dāng)前高校的音視頻教學(xué)資源管理提出了可行性強(qiáng)的解決方案?；贜AS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的安全管理系統(tǒng)，對(duì)音視頻教學(xué)資源進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)，能夠低成本高效率實(shí)現(xiàn)音視頻教學(xué)資源的數(shù)字化管理與共享，符合高校教學(xué)視頻資源存儲(chǔ)和應(yīng)用的發(fā)展要求。此外，還要加強(qiáng)對(duì)管理人員的培訓(xùn)，提高編目、資源檢索、管理維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)安全等方面的水平和意識(shí)，提高工作效率，為學(xué)校的教學(xué)信息化發(fā)展提供更快捷的服務(wù)。