流媒体网络视频技术
 
确然视频服务系统
   
AVCON视频会议系统
 
 
“确然”视频服务系统的数据存储

  “确然”视频服务系统(Truran VOD)支持集中式存储和分布式存储等数据存储模式。集中式数据存储,一般在单台视频服务器服务时采用,相对比较容易管理和安全性高,但存储容量有限,服务器的负担比较重。为解决服务器负载均衡及海量存储难题,本系统采用分布式视频服务器提供服务,相应地采用分布式存储模式。分布式存储虽然管理起来比较烦琐一点,但所有视频服务器都可存储视频数据并且可同时提供视频服务,减轻了主服务器的负担,满足了大量用户同时点播和查阅数据的要求。
  在数据的存储方式方面,我们利用磁盘阵列技术解决了增加磁盘的存取速度,防止数据因磁盘的故障而丢失及有效地利用磁盘空间等问题。从而能够发挥本系统的强大性能和满足更多用户的点播服务要求。
过去十年来,CPU的处理速度增加了五十倍有多,内存的存取速度亦大幅提高,而数据储存装置(主要是磁盘)的存取速度只增加了三到四倍,成为了计算机系统的瓶颈,降低了计算机系统的整体性能,若不能有效地提升磁盘的存取速度,CPU、内存及磁盘间的不平衡将使CPU及内存的改进形成浪费。
  目前改进磁盘存取速度的方式主要有以下两种。
  一种是磁盘高速缓存控制(Disk Cache Controller)。它将从磁盘中读取的数据存于高速缓存中以减少磁盘存取的次数,数据的读和写都在高速缓存中进行,这样就大幅增加了存取的速度(如果要读取的数据不在高速缓存中,或要将数据写到磁盘时,才做磁盘的存取动作)。这种方式在单工环境(Single-Tasking Environment) 下,例如DOS下,对大量数据的存取性能有很好的表现(量小且频繁的存取则不然),但在多任务(Multi-Tasking)环境之下,因为要不停的作数据交换(Swapping)的动作或数据库的存取(因为每一记录都很小),就不能显示其性能。这种方式没有任何安全保障。
  另一种是使用磁盘阵列的技术(Disk Array)。磁盘阵列是把多个磁盘组成一个阵列,当作单一磁盘使用,它将数据以分段(Striping)的方式储存在不同的磁盘中。存取数据时,阵列中的相关磁盘并行处理,大幅度降低了数据的存取时间,同时增加了空间利用率。磁盘阵列采用不同的技术针对不同的系统及应用,以解决数据安全的问题。
RAID的优点:
1. 成本低,功耗小,传输速率高。在RAID中,可以让很多磁盘驱动器同时传输数据,而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器,所以使用RAID可以达到单个的磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。
2. 可以提供容错功能。因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能,如果不包括写在磁盘上的CRC(循环冗余校验)码的话。RAID和容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容错功能之上的,所以它提供更高的安全性。
3. RAID比起传统的大直径磁盘驱动器来,在同样的容量下,价格要低许多。
RAID的分级:
1. RAID0级,无冗余无校验的磁盘阵列。数据同时分布在各个磁盘驱动器上,没有容错能力,读写速度在RAID中最快,但因为任何一个磁盘驱动器损坏都会使整个RAID系统失效,所以安全系数反倒比单个的磁盘驱动器还要低。一般用在对数据安全要求不高,但对速度要求很高的场合。
2. RAID1级,镜像磁盘阵列。每一个磁盘驱动器都有一个镜像磁盘驱动器,镜像磁盘驱动器随时保持与原磁盘驱动器的内容一致。RAID1具有最高的安全性,但只有一半的磁盘空间被用来存储数据。主要用在对数据安全性要求很高,而且要求能够快速恢复被损坏的数据的场合。
3. RAID2级,纠错海明码磁盘阵列。磁盘驱动器组中的第一个、第二个、第四个……第2的n次方个磁盘驱动器是专门的校验盘,用于校验和纠错,例如七个磁盘驱动器的RAID2,第一、二、四个磁盘驱动器是纠错盘,其余的用于存放数据。使用的磁盘驱动器越多,校验盘在其中占的百分比越少。RAID2对大数据量的输入输出有很高的性能,但少量数据的输入输出时性能不好。RAID2很少实际使用。
4. RAID3和RAID4,奇校验或偶校验的磁盘阵列。不论有多少数据盘,均使用一个校验盘,采用奇偶校验的方法检查错误。任何一个单独的磁盘驱动器损坏都可以恢复。RAID3和RAID4的数据读取速度很快,但写数据时要计算校验位的值以写入校验盘,速度有所下降。RAID3和RAID4的使用也不多。
5. RAID5级,无独立校验盘的奇偶校验磁盘阵列。同样采用奇偶校验来检查错误,但没有独立的校验盘,校验信息分布在各个磁盘驱动器上。RAID5对大小数据量的读写都有很好的性能,被广泛地应用。
  从RAID1到RAID5的几种方案中,不论何时有磁盘损坏,都可以随时拔出损坏的磁盘再插入好的磁盘(需要硬件上的热插拔支持),数据不会受损,失效盘的内容可以很快地重建,重建的工作也由RAID硬件或RAID软件来完成。但RAID0不提供错误校验功能,所以有人说它不能算作是RAID,其实这也是RAID0为什么被称为0级RAID的原因--0本身就代表“没有”。


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