Система хранения данных для телевидения

Цель данного обзора - познакомить с технологиями хранения данных, которые были опробованы на крупных предприятиях и могут применяться при подготовке телепрограмм и в телевещании. Внедрение подобных систем значительно упрощает процесс подготовки программ, сокращает нагрузку на персонал, улучшает качество материалов, и, что самое важное, делает процесс формирования видеоэфира более прозрачным и надежным.

С технической точки зрения, современное телевидение - это комплексное производство, основными критериями эффективности которого являются оперативность, надежность и максимальное качество при минимальных капиталовложениях. Улучшению этих показателей способствовало широкое внедрение технологий нелинейного монтажа, которые изначально предполагают работу с видео- и аудиоматериалами в цифровом формате. Следующий шаг в развитии телевизионных технологий - использование систем хранения данных. На сегодняшний день существуют система хранения данных трех топологий: SAS/DAS, NAS, SAN. В этой статье мы расскажем об основных различиях, аппаратных средствах, которые применяются при их внедрении, и вариантах практического применения в телевидении.

SAS/DAS

SAS (Server Attached Storage) или DAS (Direct Attached Storage) - системы хранения данных, присоединенные напрямую к серверу. В них используется традиционный способ подключения системы хранения данных к высокоскоростному интерфейсу сервера, как правило, к параллельному интерфейсу SCSI.

Термины SAS и DAS определяют одно и то же понятие, просто различные производители из маркетинговых соображений используют разные названия, из-за чего и возникает путаница. Поэтому в данной статье эти системы хранения данных объединены под общим названием SAS/DAS.

Основное преимущество системы хранения данных, подсоединенной к серверу, перед другими вариантами - их низкая стоимость и высокое быстродействие (из расчета одна система хранения данных для одного сервера). Такая топология является оптимальной при использовании одного сервера, через который организуется доступ к массиву данных. Но, поскольку в этом случае ряд проблем все-таки остается, проектировщики были вынуждены искать другие варианты организации доступа к системам хранения данных. 

Системы SAS/DAS на телевидении могут использоваться для создания системы хранения данных для кластера, мобильной системы хранения данных большого объема и в качестве дисковых массивов для построения NAS, SAN.

Кластерные системы с SAS/DAS применяются для организации высоконадежного вывода смонтированного материала в эфир, высокоскоростной обработки данных, для построения системы архивов и архивации, т.е. на тех этапах производственного процесса, которые характеризуются повышенной критичностью к скорости и отказоустойчивости.

NAS (Network Attached Storage) - система хранения данных, подсоединенная к сети. Такой вариант организации доступа появился сравнительно недавно, главным его преимуществом является удобная интеграция дополнительной системы хранения данных в существующие сети, хотя радикальных изменений в архитектуру систем хранения данных он не привносит. Фактически NAS во многом напоминает чистый файл-сервер, и сегодня можно встретить немало новых реализаций систем хранения данных типа NAS на основе технологии "тонкого" сервера (Thin Server)

Важное отличие NAS от файлового сервера заключается в том, что в последнем используется традиционная операционная система (UNIX, Windows), которая имеет повышенную многофункциональность. Файл-сервер может применяться для организации почтовых, web- и других серверов, он не имеет специализации и может выполнять много функций, которые избыточны при записи/чтении, ведут к существенному снижению надежности системы и к повышению задержек при обработке данных. ОС для NAS разрабатывается так, чтобы обеспечить максимально быструю и надежную работу с данными, часто для этого используют ОС Linux или Windows с соответствующим тюнингом. Такую ОС не нужно дополнительно подстраивать под сеть, как правило, достаточно установить IP-адрес, и NAS готова к работе. Это позволяет избежать ошибок администратора по настройке, ведет к стандартизации системы хранения данных и позволяет свести техническое обслуживание к очень простым операциям.

NAS по большинству параметров идеально подходит для организации работы на телевидении и обеспечивает совместный доступ к файлам. Любой пользователь сети может добраться до нужного ему файла и произвести необходимые операции с любого места в сети, при этом стоимость ее владения довольно низка. NAS высокого уровня позволяет даже производить монтаж видеопродукции без копирования на рабочую станцию пользователя, правда, в этом случае появляются ограничения, связанные с пропускной способностью локальной сети.

Использование систем NAS в телевизионных комплексах открывает большие возможности для совместной работы, позволяет организовать прозрачную для всей творческой команды работу с пошаговым алгоритмом, когда каждый знает, что и когда ему нужно будет подготовить и вставить в конечный продукт (звук, текст диктора, спецэффекты и т.д.).

SAN (Storage Area Network) - сеть хранения данных. Подобные сети стали интенсивно развиваться и внедряться только с 1999-го года. Основой SAN является отдельная от LAN/WAN сеть, которая служит для организации доступа к данным серверов и рабочих станций, занимающихся их прямой обработкой. Такая сеть создается на основе стандарта Fibre Channel, что позволяет реализовать в системах хранения данных преимущества технологий LAN/WAN и возможности по организации стандартных платформ для систем с высокими готовностью и интенсивностью запросов. Почти единственным недостатком SAN на сегодня является относительно высокая цена компонентов, хотя общая стоимость владения для корпоративных систем, построенных с использованием технологии сетей хранения данных, получается достаточно низкой.

Следует отметить, что технология SAN еще довольно нова и в ближайшее время ей придется претерпеть немало усовершенствований в области стандартизации управления и способов взаимодействия подсетей SAN. К преимуществам SAN можно отнести практически все ее особенности, а к недостаткам - высокую стоимость.
Применение SAN на телевидении оправдано только тогда, когда сеть распространяется на весь процесс подготовки телепрограмм и телеэфира. В противном случае или при ограниченных финансовых возможностях лучше использовать NAS (различие будет только в скорости работы с данными). Большие преимущества в скорости функционирования системы SAN в целом дает отсутствие конфликта с трафиком LAN/WAN.

Успешным примером реализации SAN на телевидении может служить Fibre Channel SAN на телеканале ЯМ1". Она была построена на основе двух хост-независимых массивов FibreArray HI 12, оптических концентраторов FC Switch Vixel V7100 и контроллеров FC HBA QLA2200F, которые обеспечивают скорость двухсторонней передаче данных 1 Гбит/с на порт. Эта система была спроектирована в научно-исследовательском отделе компании "Юстар".

Сеть хранения данных SAN

Внедрение систем хранения данных на телевидении - не дань моде, а закономерный процесс. Применение систем хранения данных NAS или SAN значительно упрощает работу над конечным материалом, обеспечивает для членов творческой команды нелинейный доступ к видео- и аудиоархивам, позволяет вести эфир непосредственно с массивов данных. Работа с пленкой ограничивается только первичной перегонкой отснятого материала в систему, а все остальное уже делается в системе хранения данных. А такая трудоемкая и ответственная работа, как выпуск программ в эфир, сводится к составлению эфирного листа, что не намного сложнее, чем аналогичный процесс в WinAmp. При этом исключаются все традиционные для пленочных эфирных студий проблемы.

Если вас стало раздражать, что видеоинженер для поиска одного кадра вынужден долго перематывать пленку вперед и назад, значит, пришло время задуматься о системах хранения данных. Благодаря такой системе рабочая команда сможет сконцентрироваться на творческой деятельности, получит надежный и дружественный инструмент подготовки программ и эфира, к тому же можно будет сэкономить на разнообразных лентопротяжных механизмах.