中数传媒存储解决方案.docx

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中数传媒存储解决方案

中数传媒IPTV存储

解决方案

Nexsan公司

2007年11月

目　　录　

一．项目背景3

二．用户现有环境分析3

三．应用NexsanSAN存储的IPTV解决方案5

1．方案具体介绍及配置：

5

2．方案优势6

四．NexsanSATABeast磁盘阵列介绍8

1．关于SATABeast8

2．让SATABeast满足你的所有需求8

3．SATABeast磁盘阵列的主要特性8

4．SATABeast磁盘阵列的产品优势9

5．SATABeast磁盘阵列的技术规格10

一．项目背景

中央数字电视传媒有限公司（ChinaDTVMediaInc.Ltd.），简称“中数传媒”（CDM）是由中央电视台投资组建、经国家广播电影电视总局授权的中国数字付费电视集成运营中心。

中数传媒是我国第一家覆盖全国范围、从事数字付费频道集成及代理营销业务的运营机构。

作为中国数字付费电视“第一频道集成平台”，中数传媒旗下拥有两家业务公司——专门承制频道内容的央视风云传播有限公司，简称“央视风云（cdp）”和专门提供电子节目菜单服务的中视数字电视科技有限公司,简称“中数指南（EPG）”。

中数传媒、央视风云和中数指南三个公司构成了中央电视台数字付费电视这项全新事业的基础业务集群。

中数传媒作为我国数字付费电视产业的先行者和探索者，于2004年9月1日正式启动了我国数字付费电视的运营模式。

目前，中央数字电视平台上的数字付费频道的节目信号通过亚洲4号卫星已经传输到我国内地100多家省、自治区、市、县级有线电视网络前端，然后再通过这些有线电视网络公司传输到户，覆盖全国有线电视用户6400多万户。

至2006年3月，全国已有300万户数字接入用户可以看到中数传媒运营的中央数字电视节目。

IPTV作为中数传媒的主营业务，高效的网络架构为其业务运行提供了基本保证，而在整个网络架构中，存储系统又成为核心部分，因为随着近两年用户数量及频道节目的不断增多，大量片源及视频数据的存储成为突出问题，对于不断激增的视频数据的存储，中数传媒以往一直采用NAS（网络附加存储）作为主要存储形式，这在IPTV发展前期，数据量不大的情况下完全可以满足要求，但是随着近几年IPTV技术不断发展，节目及片源的不断增加，用户对节目质量要求不断提高，NAS的存储方式在容量等方面都体现出了局限性，制约了中数传媒在IPTV上的发展。

为了解决这一问题，美国Nexsan公司作为高性能海量存储解决方案提供商为用户提出了NAS＋SAN存储架构的存储解决方案，打破了NAS存储架构的各种局限及瓶颈。

二．用户现有环境分析

中数传媒作为IPTV服务提供商，其主要为有线电视用户提供付费数字视服务。

其IT网络中的存储系统从初建到目前一直采用NAS的存储架构，如下图所示：

但是近几年业务不断发展，截止2006年6月，中央节目平台共集成了44个付费频道。

其中标清频道43个，高清频道1个。

在标清频道中，央视风云频道10个，地方频道33个。

频道，节目及用户的不断增加，给后台存储带来了巨大的压力，已有的NAS存储容量已不能满足现有系统的要求，同时更无法满足以后业务发展的需要。

从上图中我们可以看到存储架构主要主要的问题是NAS本身所带的硬盘空间很有限，只有2TB存储容量，已不能满足现在数据量的存储，更无法满足以后海量视频数据的存储。

这个问题造成了目前整个网络效率的低下，同时制约了以后业务的发展。

　　所以，我们针对中数传媒现在存储架构中的问题，同时考虑到未来业务发展对于存储系统的要求，我们建议新建的存储采用NAS＋SAN存储架构，同时新的存储架构需要满足以下需求：

　　1.能够实现大容量的数据存储，并保证整个应用系统及存储系统无单点故障，保证整体的可靠性；

　　2.拥有强大的实时处理能力及多用户视频访问所需带宽，能够满足视频的转码及分发的要求．具有较高性价比；

　　3.在不破坏原有架构及应用的同时，保证良好的兼容性，同时具有良好的扩展性，消除因专有技术的不兼容造成应用的大规模调整及高昂的后期升级、扩展和服务成本；

4.存储系统应用具有良好的设计，占用更少的机架空间，节省总的机房空间；最好拥有节能特点，降低电能消耗；

三．应用NexsanSAN存储的IPTV解决方案

通过以上对用户现有环境及需求的分析，我们建议用户采用美国Nexsan公司的高性价比SATABeast磁盘阵列作为IPTV网络的后台存储系统，具体如下图所示：

1．方案具体介绍及配置：

　如上图所示，此方案中我们为用户的原有NAS后端存储系统构建了一个高速的FCSAN存储网络。

下面我们对FCSAN组成部分进行详细介绍

（1）我们为原有的DELLNAS主机安装两块4GbHBA，一方面可保证NAS主机有足够的带宽进行与Nexsan存储的数据访问，快速响应前端用户的响应，另一方面，可实现两路的数据冗余，即使有一块HBA卡故障也不会影响服务器正常工作及前端用户的正常访问。

（2）FCSAN网络的中间采用了两台4Gb光纤交换机，实现高速度数据交换及链路的冗余性。

（3）整个SAN最核心的存储系统部分，采用Nexsan公司的SATABeast磁盘存储系统一台，用于存储所有节目，视频文件及各种其他数据。

　　SATABeast磁盘阵列其主要特性与优点如下：

●磁盘阵列采用冗余电源及风扇设计，需要配置双控制器。

实现各部件的冗余，同时磁盘阵列提供RAID0,1,4,5,6,10多个级别的磁盘配置，保证用户存储的高性能及高可靠性；

●独立于主机的操作系统，使用户无需安装任何驱动及软件就可支持window,linux及unix等操作系统。

●全球最高密度存储，4U机柜中支持42个SATA磁盘驱动器：

提供最大容量可达42TB（42个1TB的磁盘驱动器）；

●简单的WEB管理界面拥有的功能设置，方便配置及维护。

●预先更换的保修策略，为用户提供最佳的支持；

●独有的autoMAIN功能，为用户节省大量电能并延长磁盘使用寿命，真正的绿色环保型磁盘存储系统。

2．方案优势

通过使用Nexsan公司的SATABeast磁盘阵列构建IPTV后端NAS+SAN存储系统，可很好的解决用户现在及以后所面临的容量所带来的问题，为用户提供了高性价比的方案，具体优势如下：

1．为用户提供海量的存储空间，无需对应用进行改动，保证业务扩展

用户目前的存储要求是保证2万小时的素材存储，即存储容量总需求应在40TB左右，此方案中的存储采用了Nexsan公司容量最大，密度最高的SATABeast磁盘阵列，此产品拥有42个SATA盘位，单盘最容量可达1TB，总容量可达42TB，可很好的满足用户现在的存储需求，同时应用此方案，用户的应用无需进行大规模调整改动，对应用及操作人员的工作毫无影响。

在容量扩展性方面，考虑到未来几年业务的发展及素材的不断增加，用户可以通过增加一台或多台SATABeast磁盘阵列到FCSAN中的方式实现在线的容量扩展，并在容量扩展的同时增加了存储处理节点实现存储性能的扩展。

在性能扩展方面，用户可以通过简单的为NAS存储网关增加网卡接口或增加新的NAS存储网关的方式实现，这种方式即简单，同时对用户应用的影响几乎为零。

2．高性能的4GbFCSAN存储网络为转码管理和分发服务器提供最佳性能

因为目前采用1Gb带宽的NAS存储架构，所以性能也是中数传媒在现在及未来所面临的主要问题，我们先来分析一下目前中数传媒的IPTV存储网络带宽要求为：

●网内会有10台分发服务器对存储设备进行读访问,每台需要带宽50Mbps，总带宽为10（台）×50Mbps=500Mbps；

●网内还有一台转码服务器、一台剪切、编辑服务器和一台采集服务器对存储系统进行读、写访问，随着业务的发展，可能会扩展到20台服务器，每台不低于25Mbps的访问带宽，则总带宽为20（台）×25Mbps=500Mbps；

根据上面的分析，我们可以看出存储系统访问带宽应不低于1000Mbps，合125MBps（此为估算的最小带宽要求，考虑到网络效率及突发数据等因素，系统带宽最好支持200MBps），而目前在前端的NAS存储为1Gb（即125MBps）的访问带宽，可以满足用户现在的要求，如果以后应用对带宽的要求再增加，我们可以通过为现有NAS增加网络接口或再增加一台NAS存储网关的方式进行带宽及处理能力的扩展，扩展即简便也很灵活。

而在存储后端，我们为用户构建了一个高速的4GbFCSAN存储网络。

前端的NAS网关采用4GbHBA光纤通道卡，中间采用4Gb光纤通道交换机，而对于Nexsan的SATABeast磁盘阵列，其内部采用具有3Gb带宽接口的SATA硬盘，外部每个控制器拥有两个4GbFC和两个iSCSI接口，本方案为用户配置两个控制器，四个FC接口同时工作，读速度最高可达900MB/s以上，写速度也可达700MB/s以上，不但可很好的满足多服务器并发访问存储的要求，而且可满足未来业务扩展后，增加更多分发服务器，转码服务器、剪切、编辑采集服务器的存储访问要求。

另外因为SATABeast磁盘阵列控制器同时具有FC和iSCSI接口，我们可以根据不同的需要采用不同的连接方式．此方案中我们采用了高性能FC的方式连接构成FCSAN架构。

但对于用户以后性能要求不是很高的备份应用，我们可以采用成本较低的iSCSI接口连接。

3．全冗余的SAN存储架构带来最高业务可靠性

方案中整个架构都实现了冗余设计，保证了可靠性，在NAS存储网关中我们采用双HBA卡分别连接到两台光纤存储交换机，这样无论是一块HBA卡或一台交换机出现故障，我们均可通过另一路冗余部件实现数据传输，以免造成服务器对存储访问的中断。

在存储阵列端，SATABeast磁盘阵列电源，风扇，控制器均采用冗余设计，并支持热插拔，实现组件的高可靠性，使视频数据得到最佳保护。

SATABeast的SATA磁盘可热插拔，并支持RAID0,1,4,5,6,10多种方式，并可支持专用热备盘和热备盘池。

在此建议用户采用RAID5加热备盘的方式进行存储配置，可保证用户一块硬盘损坏后仍可正常进行数据访问。

当然用户如果需要更高的可靠性，也可应用Nexsan的RAID6技术，其在保证与RAID5性能相近的同时，提供了更高的可靠性，保证用户即使在两块硬盘同时发生故障时，也可保证数据完整性及服务器正常进行数据访问。

在磁盘检查方面，SATABeast磁盘阵列可根据用户制定的时间策略进行不同级别的磁盘检查和数据校验，通过以上设计使用户在实现高性能的同时实现磁盘的冗余。

另外，SATABeast磁盘阵列具有强大的机柜监控功能，可随时监控机柜中各组件的运行情况，包括硬盘，电源，风扇，控制器及温度，湿度等参数状态。

一旦出现异常其会立即报警，并根据设置发送邮件通知管理人员。

4．高存储密度，环保节能，节省用户总体投资

Nexsan的SATABeast磁盘阵列一直是世界上密度最高的磁盘存储系统，SATABeast在4U的机柜中最多可插入42块SATAII硬盘，其单台总存储容量可达42TB，在一个标准的42U机柜中可安装10台SATABeast磁盘阵列，容量可达420TB。

在很好满足用户海量存储需求的同时为用户节省了大量宝贵的机房空间。

另外值得关注的是Nexsan磁盘阵列独有的AUTOMAID绿色节能特性，其可通过用户简单设置，使硬盘在没有访问时，实现低速转动或停止转动，通过此功能可为用户节省大量电能消耗及电费支出，并提高硬盘使用寿命，大大减少了用户的长期投入及维护成本。

5．集中管理共享存储空间，管理简单，维护方便

SATABeast磁盘阵列管理接口支持HTTP,SSH,与SNMP等开放的协议，用户可通过统一的串口菜单方式或WEB工具进行管理，WEB管理工具可对一台或多台Nexsan磁盘阵列进行集中管理和空间规划，实现了对存储资源进行集中分配和管理，提高空间利用率及存储效率，减少空间浪费．

Nexsan的磁盘存储系统均通过WEB方式进行管理，菜单设计简单易用．另外由于其采用独立于OS的设计，所以可以支持window,linux,unix等各种平台，同时无需安装任何驱动程序和软件．容易安装和维护，大大减少用户安装维护成本。

可进行严格的安全管理设置，建立不同的用户访问级别及机制，提供SSL等安全连接方式及详细的日志跟踪，审核记录功能。

四．NexsanSATABeast磁盘阵列介绍

1．关于SATABeast

Nexsan技术使SATABeast高密度存储阵列的潜能得到了充分释放。

作为一台全新研发的创立高容量存储系统新标准的存储产品，SATABeast为用户提供了拥有业界最高性价比的可按需扩展的磁盘存储解决方案。

通过其无与伦比的高密度，高可用性和节能技术，SATABeast提供最高的存储硬件投资回报。

2．让SATABeast满足你的所有需求

主存储–SATABeast提供所有活动组件的全冗余和高可用架构，专门为需要极高可靠性的企业级环境设计。

超高的持续读写传输速度和IOPS性能，使SATABeast成为高密集数据访问应用的最佳选择。

D2D盘对盘备份-在线访问数据代表良好的业务连续性。

应用SATABeast使你不必再将重要数据存储在速度既慢又无法即时访问的存储载体里，比如磁带和光盘。

SATABeast提供了高速度，高冗余和高可用的超级硬盘备份解决方案。

同时其还提供了更节省的机架空间和比磁带库更低的拥有成本。

二级存储-SATABeast的企业级特点和性能为单个系统上成千上万的用户提供一个超大型的文件存储空间。

完全独立的OS，使SATABeast无需驱动程序即可完美的融入到现有的存储架构中。

固定内容归档-SATABeast无与伦比的超大容量可轻松处理超大文件卷。

通过它的AutoMAID™节能技术，SATABeast使大量归档文件实现高性价比存储和即时访问。

3．SATABeast磁盘阵列的主要特性

SATABeast是Nexsan的技术人员设计的业界最完善，拥有最高性价比的高容量存储系统。

SATABeast的高级机械设计提供超级的冷却性能，实现了最佳散热效果。

同时在高密度的机柜空间中实现了最佳硬盘减振效果和最出众的能源节省。

在一个只有4U机柜空间提供高达42个硬盘的容量！

SATABeast的独一无二设计方案大大延长了硬盘使用寿命，从而为客户提供更低的拥有成本。

Nexsan屡获殊荣的SATARAID控制器设计提供无与伦比的高性能，而且42个硬盘可以组合成多个RAID卷或单个超大容量的存储池。

LUNMapping功能让用户更容易的为一台或多台的服务器配置大容量的存储空间。

SATABeast采用Nexsan专利开发的AutoMAID™节能技术。

AutoMAID™可明显降低处于空闲状态的磁盘的能源消耗和运行成本。

AutoMAID™在提供MAID（MassiveArrayofIdelDisks）的成本节省的同时又不会牺牲访问速度，而且无需特定主机软件。

Nexsan的AutoMAID技术是以每一个硬盘或RAID卷为控制单元。

用户可以自由的设定所需要的访问速度和节能程度。

AutoMAID™是第一个支持VTL（VirtualTapeLibrary），全文件格式D2D和标准RAID功能的MAID架构系统。

所有SATABeast的配件均为冗余和热拔插设计。

这个先进的设计为用户提供更高的投资回报，因为用户无需因为一个硬盘的失效而更换整台的存储系统。

SATABeast执行持续的后台完整性校验，以确保驱动器的正常工作和数据的可访问性。

SATABeast控制器的全功能缓存设计，使其即使在突然断电的情况下也可保证数据完整性。

SATABeast的所有独立组件均实现冗余和热替换，这种先进的设计避免了因一块硬盘故障而需更换整个多盘位主板的情况，大大提高了用户的投资回报。

置于SATABeast控制器中的NexScan管理接口使用户无需额外的服务器或应用管理存储阵列。

这个功能丰富的管理工具通过一个10/100/1000兆以太网口全面监控和报告所有子系统的状况。

包括在NexScan里的还有Tele-Guard功能，Nexsan的回拨功能，为用户提供错误通知或错误预警，以及全局管理界面，多台系统管理能力等。

4．SATABeast磁盘阵列的产品优势

●由最新的高容量的SATA硬盘构建的企业级存储阵列

●完全独立的操作系统设计。

无需任何特殊驱动软件或基于服务器的管理应用

●高性能－可提供900MB/s以上的持续访问速度

●节省能源消耗和成本的的AutoMAID技术

●SATABeast高速的在线访问速度，可达磁带的500倍，普通MAID磁盘阵列的20倍

●所有独立组件均冗余并可热拔插。

●WorldViewTM–提供从单一图形界面管理配置多台磁盘阵列的能力

●业界最高的存储密度-4U机柜空间提供42TB的存储容量，节省机架空间

5．SATABeast磁盘阵列的技术规格

4U标准19”机架型空间内提供多达42个SATAII硬盘的容量

单或双RAID控制器

每控制器提供双4GbSPFLC主机接口和2个iSCSI接口

自适应主机速度

每个控制器最高支持2GB的内存

支持RAID0,1,1+0,3,5和6

支持多RAID卷，每个RAID卷支持多个分区

支持LUN安全设置

水平背板设计实现最佳散热效果和降低拔插力度

高扩展性-应用42块1TB硬盘提供42TB容量

内置可通过10/100/1000兆以太网接口访问的WEB图形管理接口，支持EMAIL报警和SNMP信息

可通过RS232串口进行管理

热拔插硬盘，控制器，和电源

每控制器支持多达32个LUN

双750W电源，含转速监控风扇以提供最大电力和冷却功能