中央电视台现址播出系统改造搬迁的几点体会

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  【摘要】为了适应全台高清文件化的制播方式,中央电视台现址播出机房,经系统的改造和搬迁,实现了用原有20套硬盘播出系统扩容调整后承担付费频道的播出以及新址常规频道的标清磁带的上载和紧急播出任务。本文通过机房改造搬迁过程中遇到的存储扩容、资源共享、电源分离、数据库搬迁等核心问题,阐述了播出系统改造过程中的注意事项和作者的几点体会。
  【关键词】 播出系统 存储扩容 数据库搬迁 电源改造
  随着中央电视台常规频道全面搬入新址播出以后,现址播出系统依旧承担着。为了适应全台高清文件化的制播方式,加快现址播出系统文件化备播步伐,推进新高清播出系统的建设,在确保现有业务24小时不间断的情况下,充分利用现有资源,优化整合,实现了用原有20套硬盘播出系统经扩容调整后承担全部业务,并完成了系统的改造和搬迁。
  一.播出系统整合搬迁的关键点
  在常规频道搬至新址初期,现址播出承担常规频道的录像带紧急播出、标清
  磁带上载以及付费频道的播出任务,分立于不同机房。原机械手播出系统用于承担新址适配的录像带紧急播出任务,20套硬盘播出系统(2005年建成投入使用)用于承担新址适配的标清磁带上载任务,24套硬盘播出系统(2003年建成使用)用于付费频道的播出任务。原24套硬盘播出系统只能实现磁带上载的备播方式,不具备与新址标清文件的传输通道,为适配全台文件化的备播方式,需要将付费频道搬迁至20套硬盘播出系统,接收由新址媒资回传现址的标清素材文件;同时为满足后期机房改造的需要,机械手播出系统以及24套硬盘播出系统都将停止使用,只保留20套硬盘播出系统同时承担常规频道的录像带紧急播出、磁带上载以及付费频道的播出任务。
  原来用于常规频道播出的20套硬盘播出系统是否能实现如上三合一的功能,需要对系统进一步的评估和调整,其中最关键的问题有如下四个方面:
  1.上载存储空间的扩容
  功能合并后的系统既要满足16个付费频道的播出同时要承担全部常规频道的标清磁带上载迁移任务,首先面临的问题,就是播出系统硬盘存储空间不足。
  由于原20套硬盘播出系统,最初于2005年设计完成并投入使用,当时是用于完成常规12个频道的播出任务,按原有的节目播出需求,上载级总存储量为24TB设计的;直至2013年常规频道搬入新址前,该系统最多承担了17套节目的播出任务,而付费频道目前在播频道已经为16套节目,平均每天首播一百多小时,如果再加上给新址常规频道每天的上载量,现有系统远远不能满足需要。
  为此,根据实际业务量,经周密计算,如果将上载节点由目前的每个集群5个节点增加至每个集群6个节点,这样上载集群的总存储量增加了6TB;由于增加了一个节点也增加了相应的编解码通道,从而可以将现在的5个机械手扩充为7个机械手(每个机械手内4个录像机上载通道),其中4个用于付费频道的上载,3个用于常规频道的上载,可以满足备播岗位业务需求;同时,节点的扩容使得迁移通道由每个集群11个通道扩展为每个集群16个通道,也完全可以满足付费频道节目由上载集群迁移至播出集群同时常规频道标清节目迁移至新址播出的迁移带宽的需要。
  根据以上计算,从上载、存储、到迁移带宽,均可满足需求。实现在保证付费系统16个频道的正常播出任务的前提下,同时承担常规频道的上载和向新址的素材迁移任务。由于该系统一直肩负着每天给新址标清磁带的上载迁移任务,业务不能中断,因此,在节点扩容过程中,必须分主、备集群分别进行,先保持主集群正常工作,升级扩容备集群,经上载及迁移的压力测试一切正常后,再升级扩容主集群,确保万无一失。
  2.播出机械手资源跨业务的共享
  为了配合整体搬迁改造计划,实现资源整合和合理利用,需要将4套为公共频道紧急磁带播出系统由原来的机械手播出系统搬迁至20套硬盘播出系统中共用,需要解决的一个关键问题就是播出机械手资源的共享问题。
  原20套硬盘播出系统最初设计用于录像带播出的共有4个机械手和机械手外的4个应急录像机,用于常规频道紧急磁带的播出,和重要节目的录像带备播任务。根据付费频道播出的特点,直送、紧急更改的节目量小,通常情况下,4个应急录像机已基本能满足日常播出需求;而用于给常规频道紧急磁带播出的系统,通常情况下不会4套系统同时用于播出;为了充分利用现有资源,我们的目标是将播控机房现有的4个机械手分别由付费频道的播出系统和常规频道紧急磁带播出系统共享使用。
  由于付费频道对录像机的播出控制方式是通过设备服务器经RS422接口盒实现对机械手内录像机的控制,新址适配急磁带播出系统是由播出控制机经RS422实现的直接控制;为保证系统的稳定,对原有系统不做大的调整,为此我们采取在播出机械手前端增加RS422倒换器,根据实际业务需要,通过手动切换RS422倒换器的方式,实现两套系统的分别控制;通常情况下RS422倒换器倒换到主路,由新址适配紧急磁带播出系统实现对4套机械手内录像机的控制,在付费频道机械手外应急录像机不够使用的情况下,手动将其中一组RS422倒换器倒到备路,由付费播出系统接管其中两套机械手的控制权,实现机械手内录像机的控制播出。
  3.电源的分离改造
  解决了以上两个关键问题基本上可以满足由现有的20套硬盘播出系统承担付费频道的播出、为新址标清磁带上载传输及紧急播出任务。在机房改造的过程中还需要解决一个重要的问题,就是在业务不能中断的情况下,实现电源的剥离改造。
  由于历史原因,原机械手播出系统和原20套硬盘播出系统共用同一电源柜,此次改造需要将两套系统电源剥离,增加新的电源柜供20套硬盘播出系统继续使用,由于该系统在此期间一直承担着新址标清磁带上载、传输及紧急播出任务,业务不能中断,因此,电源的倒换必须分主、备分别进行。同时由于要新增电源柜,需要重新分配电源,设计新的电源布局时,需要考虑以下几个方面,首先要对所要接入的设备进行分析,根据设备功能和需要进行合理分配;其次,必须做到主、备电源分立于不同电源柜上;另外,还要根据各设备的功率进行电源的合理分配,以满足负载均衡的要求;最后,还要根据电源倒换步骤进行局部优化调整,使得倒换步骤更便利,将断电对系统运行的影响降为最低,并为未来系统改建预留冗余。   4.数据库的物理搬迁
  此次搬迁过程中的另一个关键问题,就是播出核心数据库的带业务搬迁,该数据库以前为24套播出系统和20套播出系统共用数据库,位于24套硬盘播出系统机房,现址所有在播业务全部依托于该数据库,此次搬迁必须将该数据库的物理位置进行断电腾挪,但所有业务不能中断,如何在断电后实现数据业务的一致性,必须在搬迁前进行深入细致的分析。
  由于目前系统在用数据库分为A和B两组数据库,各分为主、备两台服务器,正常业务运行时A为主数据库,B为备数据库,每小时要由A数据库向B数据库进行一次数据同步。此次搬迁,我们计划采用首先由B主、备数据库接管全部任务,将A数据库断电进行物理搬迁及维护,但是当需要恢复A数据库接管业务时,我们遇到了难题,由于该数据库于2003年建成投入使用,数据库中所存数据量很大,如果将所有数据从B数据库全部同步回A数据库,大约需要十几个小时的时间,也就意味着在此期间,系统内不能有新增数据,即所有上载和迁移任务必须暂停,无法满足业务要求。
  经仔细分析数据库中需要同步的数据,发现其中数据量最大,数据同步时占用时间最长的为历年的播后节目单,于是,我们决定搬迁实施过程中将2002年以前的播后节目单导出,离线备份,这样再向A数据库同步时只同步2003年以后的数据,将会大大减小了同步数据量。实际操作时,由于A数据库断电后,B数据库主、备在线运行,为确保不影响正常业务,我们需要采取由B数据库主机支撑正常业务不间断,先从B的备数据库导出数据(大约需要十小时),然后删除已导出的数据,再将B备中的数据同步到B主的数据库;最终,于凌晨没有新的迁移任务时,短时内完成由B数据库到A数据库的同步,恢复数据库的正常运行。
  二.搬迁实施方案
  由于现有的几项业务既相互独立又相互制约,同时还必须充分考虑到24小时不能间断的业务,因此有了上述几个关键问题的解决方案,在具体实施中要本着“合理、严谨、完善”的原则,制定具体实施计划和搬迁方案,主要包括以下四次大的搬迁改造:
  1.在新址播出频道搬走之后,将原位于机械手播出机房的新址适配紧急磁带播出系统搬迁至20套硬盘播出系统。
  2.将已经停播的机械手播出系统断电,并将20套硬盘播出系统的用电剥离出来,分主、备分别倒换至新的电源系统。
  3.完成上载节点的扩容,增加播出节点、编解码通道、机械手上载通道、上载审看工作站等。实现该系统既能满足16个付费频道的播出同时又能要承担全部常规频道的标清磁带上载迁移任务的需求。
  4.完成播出数据库由24套硬盘系统向20套硬盘系统的物理搬迁,对20套硬盘播出系统根据付费频道的特点进行整体的维护和调整,并进行系统通路测试,最终完成付费频道的搬迁任务。
  三.系统搬迁的几点体会:
  对于一个在播的播出系统搬迁,必须本着严谨细致的原则认真梳理搬迁过程的每一个环节,每一个小的疏忽都会直接影响到安全播出,以下就以第4阶段付费频道的搬迁过程为例,谈一点自己的小体会:
  1.此次现址播出机房的搬迁调整都是基于在原有旧系统基础上的改造,同时又是在播出业务不能中断的前提下进行,因此在设计搬迁方案细节时首先必须分清系统中哪些环节是可短时中断的,哪些环节是绝对不可中断的,对于不可中断环节必须采用主、备的运行方式,避免出现单点故障时,无法恢复正常播出。例如关键设备的双路供电,在线数据库的主、备倒换,以及播出系统末级主、备路信号同时送出等,以上环节都是要求必须主、备分别倒换,确保播出系统不间断的运行,保证安全播出。
  2.搬迁前的准备工作一定要细致,根据未来业务需要认真做好系统规划,特别是对于7x24小时不停播的系统,避免由于最初的考虑不周使得系统启用后给后续的调整改造带来不便。
  从硬件方面,根据频道特点进行系统规划,系统内所有需要的通路信号,提前接入系统,做好系统上线前的测试工作,发现问题及时解决,对新增设备和线缆做详细的标注,包括出具更新后的系统图,设备和插口板的标签等,便于今后值班过程中值班员通过图纸、标签能迅速找到故障设备,快速应急处理。
  从软件方面,要提前检查好所有系统配置,特别是对于新增设备,要考虑其他设备与他的相关性,避免由于漏改漏加而影响系统正常运行。此次搬迁过程中由于上载节点的扩充,需要增加的相关工作站、服务器比较多,由于个别非核心设备忘记添加通道,使得某些迁移任务不能顺利完成,经运行过程中,及时发现采取了及时补救措施。
  3.系统搬迁前还要对新系统中的重要数据做好备份等,以备在机房搬迁后系统出现问题无法正常运行时,也有备份数据进行恢复作为保障。同时由于搬迁后原系统将停止运行,因此要提前将原系统所存历史日志、播出数据统计、播后节目单等重要信息进行保存,以备在今后排查设备问题,或查找历史记录、播出数据时有据可查。
  4.对每一项搬迁实施之前首先制定搬迁工程时间表,并对在搬迁过程中可能出现的各种情况做好详细的分析和充分的应急准备。同时做好人员的岗前培训,搬迁过程中根据业务的需求,提前进行各岗位人员的合理安排,既要有技术人员从事搬迁及技术保障工作,同时还要增强运行人员的运行保障力量,以便及时发现运行中的各类问题,使搬迁业务能做到有条不紊,减少意外事故的发生。
  5.系统搬迁完毕运行时,认真检查系统各环节的性能状况是否正常,密切观察素材迁移的状态,及节点的存储情况,做好记录,根据运行过程中出现的问题进行优化和调整,使系统性能达到最优。在此次搬迁过程中,我们考虑到20套系统原来用于常规频道播出17套节目,而付费虽然只用来播出16套节目,但由于常规频道直播量大,而且各频道之间互转的节目也比付费多,在系统实际上线运行后播出集群存储量,可能还会有变化;系统上线后,经过密切观察,发现在搬迁后的第3天,出现播出集群水位即将超过90%的现象,后根据频道节目特点,经过进一步合理优化,在不影响播出安全的情况下,降低了播出集群的播后存储时间,保证了硬盘存储量恢复正常水位,确保安全播出。
  总之,播出系统的搬迁改造在未来的工作中仍将继续,通过此次搬迁我们在失误中总结了教训,也积累了经验,每一项工作要求我们必须细之又细,心中牢记安全播出是生命线,作为播出系统的设计、改造及实施者更要紧绷安全这根弦,才能在未来工作中建设出更安全可靠,更人性化的播出系统。
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