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【摘要】随着电视台数字化改造的进一步推进，怎样使服务器环境的可靠性和安全性提高，已经成为改造期间需要解决的一个重要问题。但是既往单机服务器系统存在诸多问题如维护拓展困难、数据受损率高、负载不能动态平衡以及可用性不高等。因此，本文从服务器容错技术概述、三种容错技术区别以及在电视台播出系统中的运用三个方面进行了探讨，以期为电视台数字化水平的提高提供一定帮助。
【关键词】电视台;服务器;播出系统;容错技术
中图分类号：TN94 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.03..024
在数字化电视中，电视台播出系统作为一个重要的组成部分，通过对播出系统进行合理设计，不仅可以提高节目播出质量，还能降低工作强度，从而对播出功能进行全面拓展。一般来说，在电视台播出系统中，服务器是比较重要的一个组成部分，因为电视台播出系统具有实时性的特点，对服务器工作的要求也较高，比如不能中断数据服务，在发生故障后，应该尽量缩短恢复时间，从而为安全播出提供有效保障。所谓容错技术，主要指的是能够保障计算机软件、硬件或者网络发生故障后短时间内恢复系统且不会降低性能的一种技术。在传统电视台播出系统中，往往运用主备方式，无法满足节目需求。因此，将服务器容错技术运用在电视台播出系统中尤为重要。
1. 服务器容错技术概述
1.1单机容错技术
通常情况下，只需一台服务器则能实现单机容错技术的高性能容错，与双机热备份和服务群集相比，其容错能力高，即使集群系统发生故障时，也能及时切换至备用服务器并运行，从而确保恢复和维修的正确运行。一般来说，若单机容错服务器具备容错技术，可以利用CPU时钟锁频，并且备份系统中所有的硬件，包括I/O总线、内存以及CPU等，再结合系统内冗余部件的同步运行，有助于容错的实现。同时，在系统任何部件发生故障时，其自身数据都不会丢失，能够自动分离故障模块，并且在不中断运行的基础上，对模块进行调换，对损坏的部件进行维护，从而实现系统的同步运行。此外，单机容错技术还能在IA架构服务器中实现，其成本优势明显，具有较高的市场竞争力。
1.2双机热备份技术
在双机热备份技术，通常选择配置完全一样的两台服务器系统，在两台服务器的本地系统盘上对操作系统的应用程序进行安装，并且经磁盘整理，可以管理网络系统的所有数据。通过双机热备份系统可以对数据进行集中管理，直接从中央存储设备中读取所有站点数据，再结合专业人员管理，从而确保数据的安全性和保密性。同时，双机热备份技术作为一种软硬件结合的容错技术，经外接共享磁盘阵列柜和双机热备份软件组成。通常情况下，用户将数据存放在外接共享磁盘阵列中，如果一台服务器出现故障，则由备用机替代主机工作，使服务器能够正常运行。此外，在双机热备份系统中，主系统与备用系统之间的联系经“心跳”维持。
1.3服務器集群技术
所谓服务器集群技术，主要指的是由独立的一组服务器，在运作时像单个系统一样，通过对运行服务器进行编组，使集群服务器组成，在一定程度上能够确保应用程序和资源的可管理性、可扩展性以及可用性。一般来说，运用服务器集群的目的主要在于，在断电或故障发生时，可以为用户顺利访问资源和应用程序提供有效保障。在服务器集群技术中，若某一服务器因为维护或故障的原因不能用，将会向其他可用的集群节点转移应用程序和资源。同时，服务器集群的特点有很多，体现在以下几个方面：
（1）可以为集群扩展提供方便，从而推动整个系统性能升级的实现;
（2）能够使服务器系统的可用性提高，减少服务器故障而带来的损失;
（3）集群技术能够促进一体化解决方案的实现。此外，服务器集群作为协同工作且对集群服务进行运行的一个独立服务器，一个服务器集群往往包括多台可以对数据存储空间进行共享的服务器，并且各服务器之间的相互通信由内部局域网实现，即使服务器发生故障，其应用程序也会经服务器自动接管而运行。
1.2.服务器三种容错技术的不同
从技术要求层面来看，单机容错技术具有较高的级别，而容错级别最低的则为服务器集群技术。通常情况下，双机热备技术与服务器集群技术的不同之处在于，是否可以对节点机失效后的任务平滑接管进行处理并实现。在负载均衡的实现中，服务器集群技术作为一个基本前提，其中负载均衡则意味着将繁忙节点的相关资源和应用转移至不繁忙节点，对大量并发式访问请求进行从容应对，从而提高系统的处理能力。在双机热备技术中，其服务器为一台主机，备份机则为其他主机，并且在服务器故障失效的情况下，备份机能够进行接管。而在双机热备技术中，往往要求对等两个服务器具有完全一样的配置，但是服务器集群技术的要求则比较宽松。同时，在双机热备技术中，因为服务器至少需要两台，与单机容错技术相比，其系统硬件升级、软件维护升级以及软件采购的投入均较多，并且双机备份软件出现故障后，其维修难度高，花费时间也较长。与双机热备技术相比，单机容错服务技术的硬件成本较高，但是其总体成本却较低。而从灵活配置层面来看，双机热备份技术的优势比较明显，可以满足不同需求，并且从总体层面上来看，未来的发展趋势以单机容错服务技术为主。
2. 服务器容错技术在电视台播出系统中的运用
一般来说，安全、可靠的网络系统支持是电视台数字化改造的一个基本前提。但是在组建网络系统服务器时，应该结合电视台播出工作的要求，提高其拓展性和可靠性。由于单机容错技术对技术等级的要求较高，无法广泛应用于电视台播出系统，但是双机热备技术和集群技术因为具有诸多的优点，被得到广泛运用，其有2种工作模式，具体如下： 2.1 Active/Active镜像工作模式
在这一工作模式中，采用服务器双机热备份技术，即组成服务器为相互独立的两个硬盘阵列，指定两者互为镜像，其中一个为主要服务器，另一个则为从。在运行期间，如果硬盘阵列或主服务器发生故障，则主服务器的工作由从服务器接管。运用这一工作模式，客户只能读取和写入主服务器上的镜像数据，而从服务器中的镜像数据表现为锁定状态，在主服务器发生故障时可以解锁，在主从服务器构建为镜像后，两者驱动器保持同步状态，并且两个服务器在启动情况下能够同时运转。通常情况下，在电视台的硬盘播出系统中，何种形式服务器出现故障导致的系统失灵都会诱发播出事故，并且播出事故对于电视台来说是绝对禁止的。所以，在数字化改造硬盘播出系统时，往往需要主从服务器同步运行，即使主服务器出现故障后，从服务器也能及时接管工作，确保正常开展播出工作，从而避免播出事故。同时，在服务器Active/Active镜像工作模式中，因为运用双机热备份技术，其符合播出工作的安全、可靠要求，在电视台硬盘播出系统中得到广泛运用。此外，国内各大厂商在对硬盘播出系统进行研发时，通常以服务器
Active/Active镜像工作模式，从而实现硬盘稳定播出目的。
2.2N-Way（N=3，N=4...N=16）工作模式
这一工作模式的基础为服务器集群技术，其主要特点为在N-way工作模式中运用层叠恢复（Cascading Recover）工作模式。如果主节点出现故障，层叠恢复则会准许其他多个从属节点将优先级次序作为基本依据而恢复某个资源或层次。在对该节点资源进行恢复时，若节点服务器1出现故障，则会切换至节点服务器2;若节点服务器2出现故障，也不能正常使用节点服务器1，就会向节点服务器3切换资源。通常情况下，在从属阶段中，会优先恢复指定等级，其中最高优先等级为节点服务器1，其中节点服务器2次之。同时，对于电视台而言，在制作非线性节目时，其构建的网络系统对发生故障时保存资源有着较高的要求，其中服务器的工作主要为保存视音频素材和制作数据，并且为数据的完整性提供有效保障，从而为后续制作奠定基础。而N-Way工作模式以服务器集群技术为基本依据，与这一工作的特点相符，所以被广泛运用在非线性编辑制作网络系统中。当前，国内诸多电视台在进行数字化改造时，都运用服务器N-way工作模式对非线性节目制作网络进行构建，并且获得较好的效果。
3.结束语
综上所述，在电视台数字化改造进程中，服务器作为构建网络系统的一个核心，其是否可以维持长时间的工作状态，与整个电视台充分发挥网络系统功能有着密不可分的联系，也是对服务器可靠性和实用性进行评价的一个有效指标。随着服務器容错技术的不断发展，其被广泛运用在播出、制作系统中，提高了电视台网络系统搭建的可靠性和安全性，再加上容错技术的不断升级和发展，有助于电视台数字化改造的顺利进行。
参考文献：
[1]白豫闽，孙陈健.提高传输速率扩展容错能力-硬盘播出系统的RAID技术[J].中国传媒科技，2002：32-33.
[2]植锵.容错技术在电视台播控系统中应用的探讨[J].广播与电视技术，2007，34（10）：52-56.
[3]罗蓓蓓.广播电视播出系统数据容错设计与实现[D].四川：电子科技大学，2008.
[4]钱新贤.广告自动播出系统的可靠性技术与实现[D].北京：北京大学，2000.
[5]刘震寰.数字电视内容管理系统的设计与实现[D].四川：电子科技大学，2014.
作者简介：朱峰（1981-），男，汉族，广东兴宁，计算机维修助理工程师，本科，主要从事融媒体中心摄影摄像设备维护，办公电脑维护，非线性编辑电脑维护，电视播出系统维护等工作。
【关键词】电视台;服务器;播出系统;容错技术
中图分类号：TN94 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.03..024
在数字化电视中，电视台播出系统作为一个重要的组成部分，通过对播出系统进行合理设计，不仅可以提高节目播出质量，还能降低工作强度，从而对播出功能进行全面拓展。一般来说，在电视台播出系统中，服务器是比较重要的一个组成部分，因为电视台播出系统具有实时性的特点，对服务器工作的要求也较高，比如不能中断数据服务，在发生故障后，应该尽量缩短恢复时间，从而为安全播出提供有效保障。所谓容错技术，主要指的是能够保障计算机软件、硬件或者网络发生故障后短时间内恢复系统且不会降低性能的一种技术。在传统电视台播出系统中，往往运用主备方式，无法满足节目需求。因此，将服务器容错技术运用在电视台播出系统中尤为重要。
1. 服务器容错技术概述
1.1单机容错技术
通常情况下，只需一台服务器则能实现单机容错技术的高性能容错，与双机热备份和服务群集相比，其容错能力高，即使集群系统发生故障时，也能及时切换至备用服务器并运行，从而确保恢复和维修的正确运行。一般来说，若单机容错服务器具备容错技术，可以利用CPU时钟锁频，并且备份系统中所有的硬件，包括I/O总线、内存以及CPU等，再结合系统内冗余部件的同步运行，有助于容错的实现。同时，在系统任何部件发生故障时，其自身数据都不会丢失，能够自动分离故障模块，并且在不中断运行的基础上，对模块进行调换，对损坏的部件进行维护，从而实现系统的同步运行。此外，单机容错技术还能在IA架构服务器中实现，其成本优势明显，具有较高的市场竞争力。
1.2双机热备份技术
在双机热备份技术，通常选择配置完全一样的两台服务器系统，在两台服务器的本地系统盘上对操作系统的应用程序进行安装，并且经磁盘整理，可以管理网络系统的所有数据。通过双机热备份系统可以对数据进行集中管理，直接从中央存储设备中读取所有站点数据，再结合专业人员管理，从而确保数据的安全性和保密性。同时，双机热备份技术作为一种软硬件结合的容错技术，经外接共享磁盘阵列柜和双机热备份软件组成。通常情况下，用户将数据存放在外接共享磁盘阵列中，如果一台服务器出现故障，则由备用机替代主机工作，使服务器能够正常运行。此外，在双机热备份系统中，主系统与备用系统之间的联系经“心跳”维持。
1.3服務器集群技术
所谓服务器集群技术，主要指的是由独立的一组服务器，在运作时像单个系统一样，通过对运行服务器进行编组，使集群服务器组成，在一定程度上能够确保应用程序和资源的可管理性、可扩展性以及可用性。一般来说，运用服务器集群的目的主要在于，在断电或故障发生时，可以为用户顺利访问资源和应用程序提供有效保障。在服务器集群技术中，若某一服务器因为维护或故障的原因不能用，将会向其他可用的集群节点转移应用程序和资源。同时，服务器集群的特点有很多，体现在以下几个方面：
（1）可以为集群扩展提供方便，从而推动整个系统性能升级的实现;
（2）能够使服务器系统的可用性提高，减少服务器故障而带来的损失;
（3）集群技术能够促进一体化解决方案的实现。此外，服务器集群作为协同工作且对集群服务进行运行的一个独立服务器，一个服务器集群往往包括多台可以对数据存储空间进行共享的服务器，并且各服务器之间的相互通信由内部局域网实现，即使服务器发生故障，其应用程序也会经服务器自动接管而运行。
1.2.服务器三种容错技术的不同
从技术要求层面来看，单机容错技术具有较高的级别，而容错级别最低的则为服务器集群技术。通常情况下，双机热备技术与服务器集群技术的不同之处在于，是否可以对节点机失效后的任务平滑接管进行处理并实现。在负载均衡的实现中，服务器集群技术作为一个基本前提，其中负载均衡则意味着将繁忙节点的相关资源和应用转移至不繁忙节点，对大量并发式访问请求进行从容应对，从而提高系统的处理能力。在双机热备技术中，其服务器为一台主机，备份机则为其他主机，并且在服务器故障失效的情况下，备份机能够进行接管。而在双机热备技术中，往往要求对等两个服务器具有完全一样的配置，但是服务器集群技术的要求则比较宽松。同时，在双机热备技术中，因为服务器至少需要两台，与单机容错技术相比，其系统硬件升级、软件维护升级以及软件采购的投入均较多，并且双机备份软件出现故障后，其维修难度高，花费时间也较长。与双机热备技术相比，单机容错服务技术的硬件成本较高，但是其总体成本却较低。而从灵活配置层面来看，双机热备份技术的优势比较明显，可以满足不同需求，并且从总体层面上来看，未来的发展趋势以单机容错服务技术为主。
2. 服务器容错技术在电视台播出系统中的运用
一般来说，安全、可靠的网络系统支持是电视台数字化改造的一个基本前提。但是在组建网络系统服务器时，应该结合电视台播出工作的要求，提高其拓展性和可靠性。由于单机容错技术对技术等级的要求较高，无法广泛应用于电视台播出系统，但是双机热备技术和集群技术因为具有诸多的优点，被得到广泛运用，其有2种工作模式，具体如下： 2.1 Active/Active镜像工作模式
在这一工作模式中，采用服务器双机热备份技术，即组成服务器为相互独立的两个硬盘阵列，指定两者互为镜像，其中一个为主要服务器，另一个则为从。在运行期间，如果硬盘阵列或主服务器发生故障，则主服务器的工作由从服务器接管。运用这一工作模式，客户只能读取和写入主服务器上的镜像数据，而从服务器中的镜像数据表现为锁定状态，在主服务器发生故障时可以解锁，在主从服务器构建为镜像后，两者驱动器保持同步状态，并且两个服务器在启动情况下能够同时运转。通常情况下，在电视台的硬盘播出系统中，何种形式服务器出现故障导致的系统失灵都会诱发播出事故，并且播出事故对于电视台来说是绝对禁止的。所以，在数字化改造硬盘播出系统时，往往需要主从服务器同步运行，即使主服务器出现故障后，从服务器也能及时接管工作，确保正常开展播出工作，从而避免播出事故。同时，在服务器Active/Active镜像工作模式中，因为运用双机热备份技术，其符合播出工作的安全、可靠要求，在电视台硬盘播出系统中得到广泛运用。此外，国内各大厂商在对硬盘播出系统进行研发时，通常以服务器
Active/Active镜像工作模式，从而实现硬盘稳定播出目的。
2.2N-Way（N=3，N=4...N=16）工作模式
这一工作模式的基础为服务器集群技术，其主要特点为在N-way工作模式中运用层叠恢复（Cascading Recover）工作模式。如果主节点出现故障，层叠恢复则会准许其他多个从属节点将优先级次序作为基本依据而恢复某个资源或层次。在对该节点资源进行恢复时，若节点服务器1出现故障，则会切换至节点服务器2;若节点服务器2出现故障，也不能正常使用节点服务器1，就会向节点服务器3切换资源。通常情况下，在从属阶段中，会优先恢复指定等级，其中最高优先等级为节点服务器1，其中节点服务器2次之。同时，对于电视台而言，在制作非线性节目时，其构建的网络系统对发生故障时保存资源有着较高的要求，其中服务器的工作主要为保存视音频素材和制作数据，并且为数据的完整性提供有效保障，从而为后续制作奠定基础。而N-Way工作模式以服务器集群技术为基本依据，与这一工作的特点相符，所以被广泛运用在非线性编辑制作网络系统中。当前，国内诸多电视台在进行数字化改造时，都运用服务器N-way工作模式对非线性节目制作网络进行构建，并且获得较好的效果。
3.结束语
综上所述，在电视台数字化改造进程中，服务器作为构建网络系统的一个核心，其是否可以维持长时间的工作状态，与整个电视台充分发挥网络系统功能有着密不可分的联系，也是对服务器可靠性和实用性进行评价的一个有效指标。随着服務器容错技术的不断发展，其被广泛运用在播出、制作系统中，提高了电视台网络系统搭建的可靠性和安全性，再加上容错技术的不断升级和发展，有助于电视台数字化改造的顺利进行。
参考文献：
[1]白豫闽，孙陈健.提高传输速率扩展容错能力-硬盘播出系统的RAID技术[J].中国传媒科技，2002：32-33.
[2]植锵.容错技术在电视台播控系统中应用的探讨[J].广播与电视技术，2007，34（10）：52-56.
[3]罗蓓蓓.广播电视播出系统数据容错设计与实现[D].四川：电子科技大学，2008.
[4]钱新贤.广告自动播出系统的可靠性技术与实现[D].北京：北京大学，2000.
[5]刘震寰.数字电视内容管理系统的设计与实现[D].四川：电子科技大学，2014.
作者简介：朱峰（1981-），男，汉族，广东兴宁，计算机维修助理工程师，本科，主要从事融媒体中心摄影摄像设备维护，办公电脑维护，非线性编辑电脑维护，电视播出系统维护等工作。