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都市频道新闻制作网扩容及增强系统安全性方案
都市频道新闻制作网扩容及增强系统安全性方案
2002中国西部地区电视技术年会优秀论文二等奖河南电视台都市频道现在所使用的索贝新闻制作网自投入使用以来，运转正常，有效的提高了新闻制作效率和质量。由于在建设时受资金限制，所以该网存储系统容量较小且采用的是单环的JBOD硬盘阵列形式。随着时间的推移，这样的存储形式无论从容量上还是从安全性上来讲，都已经无法满足节目制作的需求。因此，对新闻制作网进行扩容和系统安全性增强已成为我们工作的当务之急。
一、 都市频道新闻制作网改造前的硬盘阵列情况
都市频道新闻制作网是一个FC 以太网的双网结构，其中有卡工作站7台，无卡工作站10台。其中两台有卡工作站在离服务器300米以外的机房（通过光纤级联实现连接），单环的JBOD硬盘阵列，一个16口的VIEXL FC交换机，2个带2个千兆模块接口的24口CISCO交换机。系统图如下所示。
1、硬盘阵列安全性考虑
硬盘阵列存储了新闻制作网络系统中所有的素材和成品节目内容，一旦阵列出现问题，轻则导致系统无法使用，严重时会导致存储内容丢失，不但会使制作者浪费大量的时间、人力、物力，还会给工作造成很大的被动局面。所以说硬盘阵列是新闻制作网络系统中最重要的部分，它的安全性有多大是一个新闻制作网络是否能够正常运做的一个重要指标。
目前比较常用的硬盘阵列容错技术是RAID。由于介绍RAID技术的文章较多，在本文中只对其中几种常用形式进行简单介绍。
RAID是由美国加州大学伯克利分校的DA Patterson教授提出的。RAID是Redundant Array of Inexpensive Disks的缩写，简称为"磁盘阵列"。可以把RAID理解成一种使用磁盘驱动器的排列组合方式，构成逻辑上的一个磁盘驱动器。RAID的具体实现可以靠硬件，譬如磁盘阵列柜；也可以靠软件，Windows NT操作系统就提供软件RAID功能。
RAID 0：
这是最简单的RAID模式，其工作原理如图2所示。它没有数据冗余功能，所以不适于数据稳定性敏感的应用。在各个单一RAID形式中它提供了最快的性能，也是造价最低的--只要两块硬盘、一个RAID控制器，不需要额外存储设备就可以了。不会因为要在硬盘上存储同样的数据而浪费空间。RAID0因为其相对低廉的造价和明显的性能提升在主流市场上已经流行起来。其实RAID 0（又称为延展技术）是通过RAID控制器把多个硬盘当成一个容量更大、速度更快的硬盘来使用，所以最后要说明的是任何一个硬盘出问题都可能造成整个阵列的数据丢失。
RAID 1：
RAID 1其实就是镜像技术的实现，其工作原理如图3所示。简单工作原理就是把相同的数据备份存放在两个驱动器，当一个驱动器出现故障，另一个仍然可以维持系统的正常运转。当然恢复故障驱动器也是非常简单的，只要把数据完好的备份拷贝到正常的硬盘上就可以了。数据冗余换来的是数据的安全。不过RAID 1对于系统的性能提高很小。它的相对低廉的价格和易用的特点使它已经成为RAID控制器的主流之一。
RAID 3：
利用专门奇偶校验实现的延展技术，其工作原理如图4所示。换句话说，就是应用延展技术将数据分布到阵列的各个驱动器上，同时用专门的驱动器存储用于校验的冗余信息。这种形式的优点就是既通过延展技术提高了性能，又利用专门奇偶校验驱动器容纳冗余信息，以保证数据的安全。一般至少需要3块硬盘：两块用于延展，一块做为专门奇偶校验驱动器。不过虽然利用延展技术提高的性能，可以因为奇偶校验在写入数据时又抵消了一部分性能--因为校验信息同时也需要写入校验驱动器。因为需要进行大量的计算，所以需要硬件RAID控制器，软件RAID几乎没有什么实际意义。RAID 3因为延展容量小，所以适于经常处理大文件的应用。
RAID 5：
RAID 5使用延展技术和分布式奇偶校验来实现。它主要针对专门奇偶校验驱动器所带来的瓶颈而产生的解决方案。利用分布式奇偶校验运算法则，把数据和校验数据写在所有的驱动器中。本技术的要旨在于相对于块数据产生校验块（parity blocks）同时存储于阵列当中--解决了专么校验驱动器所带来的瓶颈问题。不过，校验信息是在写入过程中计算出来的，所以对于写入性能仍有影响。当一个硬盘驱动器出现故障，可以从其它的驱动器之中的数据块分离出校验信息从而恢复数据。由于分布式校验本身属性，恢复数据会比其它的形式复杂。RAID 5也可以通过更改延展容量的大小来满足不同应用的需要，另外还需要硬件RAID控制器。RAID 5是目前最流行的RAID应用形式，因为它综合最好的性能、冗余能力、存储能力为一体。当然价格也是不菲的。
RAID 0 1：
复合使用RAID 0是为了提高磁盘性能，使用RAID 1为了提高容错性能。假设有8块硬盘，将它们4个一组分成两个阵列--称为基阵列，每个基阵列用RAID 0模式连接。然后就有了两个延展模式的基阵列。然后将这两个基阵列用RAID 1模式连接--也就是让其中一个基阵列作为另一个的镜像。如果一个延展模式的基阵列中的硬盘出现故障了，那么这个延展阵列也将全部瘫痪。不过另一个延展阵列仍然可以维持系统工作，并且可以利用其来恢复数据。
为了确定到底使用哪一种RAID方式来做容错处理，我们对其中几种RAID方式应用于SCSI硬盘阵列和FC硬盘阵列做了实际测试，测试方式及结果如下：
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