劉亞洲

【摘要】發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)主要用于廣播電視監(jiān)控，主要圍繞廣播電視發(fā)射中心監(jiān)控平臺為核心展開工作，由前端監(jiān)視、后端存儲、傳輸設備等部分構(gòu)成，為廣播電視節(jié)目穩(wěn)定播出提供了重要的保障。而超融合架構(gòu)平臺主要用于對發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控服務的管理，實現(xiàn)了廣播電視監(jiān)控的高效性，為監(jiān)控云服務平臺的構(gòu)建創(chuàng)造了良好的條件，這種方式有效節(jié)省了廣播電視發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)的建設成本，同時監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性也得到了進一步保障。

【關(guān)鍵詞】超融合;架構(gòu)平臺;發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.20.010

超融合基礎(chǔ)架構(gòu)是一種具有API的IT基礎(chǔ)架構(gòu)，可以利用軟件定義所有硬件元素。超融合基礎(chǔ)架構(gòu)非常依賴存儲數(shù)據(jù)和服務器，在使用的過程中往往會受到硬件擴展的限制?？梢哉f近年來超融合已經(jīng)對傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)架構(gòu)進行了顛覆，也是最先進的IT基礎(chǔ)架構(gòu)之一，它的出現(xiàn)影響著用戶對IT基礎(chǔ)設施的采購與使用方式，也對IT基礎(chǔ)架構(gòu)市場產(chǎn)生了非常深遠的影響。

1. 發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)中應用超融合架構(gòu)平臺的必要性

從目前的情況來看，在廣播電視領(lǐng)域中已經(jīng)廣泛應用到了發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)，目前已經(jīng)實現(xiàn)了自動化監(jiān)控的目標，不過在IT基礎(chǔ)架構(gòu)的使用上還過于傳統(tǒng)，通常采用的是單機或主備機的模式。對于廣播電視發(fā)射中心來說，所構(gòu)建的發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)主要由多個發(fā)射監(jiān)控臺構(gòu)成，這些監(jiān)控臺需要在網(wǎng)絡的基礎(chǔ)上進行聯(lián)系，相互之間需要有密切的聯(lián)系和溝通，尤其是在信號傳輸方面需要保持一致。而在建設了超融合架構(gòu)平臺之后，通過應用核心服務器或協(xié)議轉(zhuǎn)換服務等方式，能夠在服務器集群中部署虛擬機方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對各大發(fā)射監(jiān)控平臺的統(tǒng)一管理和高可用性（HA）。

2. 發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)中存在的主要問題

廣播電視發(fā)射中心主要用于對廣播電視節(jié)目發(fā)射進行監(jiān)督，通常由多個發(fā)射監(jiān)督平臺實現(xiàn)該項功能，該中心需要提供協(xié)議轉(zhuǎn)換、綜合監(jiān)控等方面的服務，如果采用傳統(tǒng)的模式來實現(xiàn)，在單一服務器上部署所有的服務，這種方式不僅需要投入大量資金，并且還不具備服務備份的功能。在發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)運行期間，為了充分利用各種硬件資源，在方案設計階段就應當將服務部署到服務集群當中，通過虛擬機部署的方式為廣播電視發(fā)射中心提供多項服務。

3. 超融合架構(gòu)

3.1 計算虛擬化

計算虛擬化（aSV）能夠同時對24臺虛擬機進行批量管理、節(jié)點線擴容、HA高可靠性、熱遷移等，最主要可以實現(xiàn)CUP虛擬化與內(nèi)存虛擬化的目標。不過在傳統(tǒng)模式中需要應用的服務器硬件資源，主要是通過獨立使用或通過集群負荷均衡，在這樣的情況下就無法充分對硬件資源進行利用，運營、維護將面臨更大的工作量，同時可靠性也得不到保障。

3.2 存儲虛擬化

存儲虛擬化（aSAN）具備存儲快照、磁盤動態(tài)分配、故障重建、存儲分卷等功能，在SSD硬盤上安裝操作系統(tǒng)，在存儲過程中能夠?qū)Y源池中的資源進行統(tǒng)一管理與調(diào)度，有著加高的性價比，和傳統(tǒng)的存儲相比，虛擬存儲的可靠性更強，如數(shù)據(jù)平衡、仲裁機制等都是虛擬存儲可靠性的實際體現(xiàn)。實現(xiàn)存儲的虛擬化，其高性能特性主要是由分層技術(shù)來體現(xiàn)，對提高服務集群存儲性能有良好的效果，在向廣播電視發(fā)射監(jiān)控中心提供服務業(yè)務提供了更為便利的條件。

3.3 網(wǎng)絡虛擬化

網(wǎng)絡虛擬化（aNET）主要是通過實現(xiàn)網(wǎng)絡中所需的各種網(wǎng)絡連接服務，如SSL VPN、虛擬路由器、vAD等，實現(xiàn)了網(wǎng)絡連通性探測、可視化網(wǎng)絡拓撲以及關(guān)鍵業(yè)務應應用監(jiān)督等。虛擬化網(wǎng)絡提供了全新的網(wǎng)絡連接運維模式，有效解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡中管理和運維等方面的那那題，能夠更好的滿足自動化部署以及運維管理的需求。

4. 超融合架構(gòu)平臺設計

超融合架構(gòu)平臺主要是在同一個平臺中對化存儲、化計算等功能進行整合。這就表示在服務器中虛擬化軟件的運行，主要通過提供分布式存儲服務的方式供計算機使用。分布式存儲能夠在虛擬計算機中運行，也是一個能夠整合虛擬化軟件的模塊。嚴格意義上講，除了虛擬化計算和存儲，超融合架構(gòu)還能夠?qū)W(wǎng)絡或其他服務、平臺進行整合。

4.1 超融合架構(gòu)所涉及的資源

4.1.1 軟件定義計算

SDC是將所有計算資源進行集中，并利用軟件對計算進行統(tǒng)一管理，在不但應用的過程中發(fā)生增減變化，系統(tǒng)會通過軟件管理的方式，自動對計算資源進行增加或釋放，確保計算資源在業(yè)務變化的情況下隨之調(diào)整，這樣就可以有效降低自動化監(jiān)控的成本。

4.1.2 軟件定義存儲

SDS屬于一種數(shù)據(jù)存儲的方式，所有和存儲相關(guān)的控制，都處于物理儲存硬件的外部軟件中。在軟件存儲中SDS通常是首相出現(xiàn)的，這就說明當SDS作為一個共享池的時候一般不會受到物理系統(tǒng)約束。

4.1.3 軟件定義網(wǎng)絡

一般情況下，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡設備主要是由供應商所控制，所以SDN希望通過將網(wǎng)絡控制和物理網(wǎng)絡拓撲進行分離的方式，讓網(wǎng)絡架構(gòu)從此不再受到硬件資源的約束。在這樣的情況下，它不但能夠?qū)W(wǎng)絡架構(gòu)進行整改，并且也不需要替換各種硬件資源。超融合基礎(chǔ)架構(gòu)化，賦予了IT計基礎(chǔ)架構(gòu)更多新的特性，而我們則需要在此期間找到一種可以降低超融合結(jié)構(gòu)平均成本的方法，從而有利于實現(xiàn)SDS的設計目標。在超融合平臺軟件定義中，分布式存儲可以說是絕對的核心，它能夠直接解決虛擬場景當中的集中式共享、存儲的一系列問題，特別是在云平臺虛擬化規(guī)模持續(xù)增大的情況下解決了存儲上的難點，更容易找到處理的方式，最后使得數(shù)據(jù)中心的整體成本得到有效降低。在實際設計中需要用到的這三種資源，其整體架構(gòu)需要通過超融合基礎(chǔ)架構(gòu)的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)進行支撐，資源的實際部署以及利用則需要通過操作計算機的方式來實現(xiàn)。

4.2 設計思路

基于超融合的IT基礎(chǔ)架構(gòu)設計，應當建立在廣播電視發(fā)射監(jiān)控基礎(chǔ)架構(gòu)的基礎(chǔ)之上，尤其是針對IPTB監(jiān)控平臺基礎(chǔ)架構(gòu)，應當重視超融合基礎(chǔ)架構(gòu)思路的設計。首先通過創(chuàng)新利用的方式對超融合基礎(chǔ)架構(gòu)進行利用，從而形成統(tǒng)一的資源池，將存儲、網(wǎng)絡、計算等統(tǒng)一的建設與管理，隨后在橫向擴張技術(shù)的幫助下，著重對資源進行擴容與升級。其次使用分布式存儲的多借口技術(shù)對存儲資源池進行建設，實現(xiàn)資源的統(tǒng)一調(diào)度和使用，形成數(shù)據(jù)的快速共享。在建成了自動服務平臺之后，有效降低了員工的工作量，有助于降低超融合架構(gòu)平臺建設的成本。

5. 超融合架構(gòu)平臺在發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)分析

5.1 固態(tài)硬盤緩存

固態(tài)硬盤在不使用更多盤陣的情況下就可以達到良好的I/O性能，能夠更好的解決計算機接口存在的問題。不過在這樣的高性能之下，存儲的網(wǎng)絡與控制器仍然無法應對海量的I/O的吞吐能力，與傳統(tǒng)HDD相比，固態(tài)硬盤的性能更強，能夠有效節(jié)省大量消除查詢的時間。

5.2 軟件定義智能化

軟件定義的智能化主要是建立在商品化的硬件上，核心邏輯主要通過軟件運行的方式來實現(xiàn)，同時這些邏輯又需要提前進行硬件編程的方式實現(xiàn)，如FPGA、ASIC等。對于超融合架構(gòu)來說，我們利用軟件的方式來實現(xiàn)傳統(tǒng)的如壓縮、去重等存儲邏輯，這些軟件的運行在標準的X86硬件上的超融合控制虛擬機內(nèi)。這就表示可以從專有硬件中將關(guān)鍵處理邏輯進行剝離，最后放到運行的商用化硬件設備的軟件當中。軟件定義的智能化的優(yōu)勢在于版本迭代過程中對于專有硬件的依賴性耕地，標準、通用的硬件能夠得到更好的利用。

5.3 可累計線性擴展

可累計線性擴展表示從某一資源開始，如果需要橫向擴展就能夠跟隨擴展線性增加系統(tǒng)性能。因為所有結(jié)構(gòu)都可以是推動因素，在這樣的情況下就能夠讓線性擴展成為現(xiàn)實。以一個傳統(tǒng)的三層架構(gòu)為例，即存儲、網(wǎng)絡、服務器，每一次的擴展都是相對獨立的，在橫向擴展服務器性能或者數(shù)量的過程中，網(wǎng)絡數(shù)量、存儲性能等無法得到橫向擴展。但是在超融合架構(gòu)平臺卻可以在節(jié)點數(shù)量不斷增加的情況下得到擴展，這就表示計算、存儲等節(jié)點的線性增加能夠同時實現(xiàn)容量、性能的線性增加。

5.4 高計算密度與低系統(tǒng)功耗

在廣播電視發(fā)射中心進行綜合監(jiān)控的過程中，通常選用的是密度較高的X86設備，主要用于系統(tǒng)級的可靠性與模塊化設計。在2U空間內(nèi)X86設備采用英特爾至強E5-2600系列多核心高性能中央處理器，能夠完美運行信息化、存儲業(yè)務、Web搜索、廣播電視監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫等功能，同時還能夠進一步對管理工作進行完善，能夠使得計算與存儲一體化設計理念的實現(xiàn)。

6. 發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)中超融合架構(gòu)平臺的應用

應用于廣播電視發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)中的超融合架構(gòu)平臺，主要包括了虛擬化計算資源池、指揮調(diào)度資源池、分布式存儲資源池等構(gòu)成部分。超融合架構(gòu)平臺主要負責對所有資源池進行統(tǒng)一管理、調(diào)度，同時還需要負責對發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)進行運維、監(jiān)控和管理，確保發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)穩(wěn)定、安全運行，在協(xié)調(diào)各廣播電視發(fā)射臺中有著良好的運用，有助于實現(xiàn)廣播電視的集中監(jiān)控和遠程控制。其中虛擬化資源師主要由虛擬機、網(wǎng)絡、主機等資源池構(gòu)成，發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)主要通過整合資源池中所有資源的方式，實現(xiàn)對資源的集中化、統(tǒng)一化與自動化調(diào)動與管理，同時考慮到發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)運行的安全性，還需要對資源、數(shù)據(jù)進行備份處理。調(diào)度平臺主要是基于虛擬化資源層上，以一個進行統(tǒng)一管理、調(diào)度的平臺，用于對服務集群中任務的處理，同時需要對任務的開展進行集中反饋，負責一項專門負責集群的集中配置、集中管理的平臺，盡可能避免集群受到人為因素干預。同時，該平臺還需要建構(gòu)相對完善的集群伸縮機制，使得服務的進行更加可靠。

7. 結(jié)語

新時期在科技不斷進步的過程中，廣電行業(yè)也加入了改革的行列，廣播電視運維也逐漸朝著自動化、智能化的方向發(fā)展。超融合基礎(chǔ)架構(gòu)的出現(xiàn)，是對傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的一種顛覆，主要通過分布式存儲、虛擬機集群云平臺等方式實現(xiàn)集中監(jiān)控等服務，具有成本低、可備份等特點。在廣播電視發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)中應用超融合架構(gòu)平臺，能夠為綜合監(jiān)控的實現(xiàn)提供便利，為未來監(jiān)控云服務平臺價建設提供了便利。

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