服務器備份問題的探討及在視頻領域內的應用
服務器備份問題的探討及在視頻領域內的應用
2001中南地區廣播電視技術討論會技術論文一等獎計算機及其相關技術進入視頻領域已經成為了一個不爭的事實。以電視臺為例，非線性節目制作網絡和硬盤播出系統已經開始全面占領節目的制作和播出部分。數字化和網絡化也被公認為是視頻領域的未來。
無論是在非線性節目制作網絡或是在硬盤播出網絡中，服務器都是整個工作系統的核心。服務器不能正常的工作將會導致網絡系統的功能紊亂甚至導致整個網絡的崩潰。能否長時間安全穩定的工作是衡量一個視頻網絡是否具有實用性的重要指標。尤其在硬盤播出系統中，任何類型的服務器故障引發的系統失效都會導致播出事故，這是絕對不能允許的。所以，對服務器進行備份工作，在主服務器出現故障時自動接替工作，并且使這個過程相對于用戶"透明"，以保證任何情況下系統功能都不會失效就顯得非常重要了。
我們可以以下面的制作播出一體化網絡（圖-1）來說明對服務器備份的重要性：
在圖-1所示網絡中，服務器管理資源的共享和分配。在播出系統中，視頻播出服務器更是直接進行播出的工作，所以一定要保證服務器所謂的"零故障率"。因此，要對服務器部分進行備份，使得任何情況下服務器部分都能夠正常的工作。我們可以將服務器單元分為兩個部分：
1． 主服務器
正常時提供系統服務的主機。運行包括與網絡相關聯的管理和應用等所有的服務。
2． 備份服務器
當運行服務器提供的服務已不可用時，自動接替運行服務器的工作而不用重新起動系統，而當運行服務器恢復正常后，按照使用者的設定以自動或手動方式將服務切換到運行服務上運行。
我們可以將圖-1所示網絡改造如下（圖-2）:
在圖-2所示的網絡結構中，當視頻服務器或播出服務器出現故障時，其備份服務器都可以自動接替其正在進行的工作，從而保證系統的正常運行。
我們可以通過以下方式實現服務器的備份工作：
服務器備份的工作模式
在討論服務器備份的工作模式之前，我們必須明白所謂的服務器備份究竟意味著什么。我們以下圖說明一下備份的含義。
假設我們有一項應用任務A正在主服務器上運行，同時設有一個備份服務器，在主服務器出現故障時接替主服務器的工作。我們定時保存任務A的運行狀態，包括保存任務A的指令狀態和數據狀態，我們將定時保存紀錄的現場稱為現場1，現場2……現場n,現場n 1…..,如圖所示
我們保存的這些現場是為了當應用任務A所工作的服務器出現故障，或者當任務A本身出現錯誤時使備份服務器可以接替主服務器正在進行的工作。
我們假設主服務器系統在現場n已被保存，現場n 1尚未被保存的時候發生故障。如圖
當故障發生，系統探測到主服務器已經不能夠正常工作后即通知備份服務器接替主服務器的工作。備份服務器調出保存的現場n,使得我們可以在備份系統上啟動應用任務A并接替主服務器繼續進行工作。
但是必須注意的是，我們不可能從錯誤發生的那一點上開始使用備份系統恢復工作。我們必須回到狀態n,并從狀態n開始繼續進行應用任務A的工作。
基于上面所述的情況，不同類型的用戶所使用的備份系統在對保存的現場n和現場n 1之間的時間間隔的要求也有所不同。例如對于非線性節目制作網絡系統，我們看重的是編輯現場和數據的保存，以便在網絡出現故障后可以對編輯現場進行恢復，待故障排除后繼續進行尚未完成的編輯工作并保證數據的完整性。在這種情況下，我們設定的保存現場n和n 1之間的間隔就不需要很短，我們即使以秒為單位進行現場的保存，每隔一秒或幾秒對現場進行一次保存，也是用戶完全可以容忍的。而對于硬盤播出系統，我們要求從備份服務器對主服務器系統故障的檢測到接替主服務器進行工作的時間周期不能大于人眼所能察覺的范圍，即最佳狀態應是不超過一幀。這樣就要求在設計硬盤播出服務器方案時保存現場n與n 1之間的間隔必須以滿足上面所述的要求作為設計依據。實際上更安全的辦法是令整個備份系統運行在Active/Active工作模式下，并且主服務器和備份服務器同時運行同一個任務，一但備份服務器檢測到主服務器出現故障便接替主服務器在整個系統中的地位。我們將在后面的部分詳細討論這種工作模式。
不同類型及要求的備份服務器系統可以分為以下的幾種工作模式：
1． Active/Standby工作模式
Active/Standby 即激活/備用工作模式。它的特點是兩臺服務器處于不同的工作狀態。主服務器處于處理狀態，備份服務器處于備用狀態，以防主服務器上發生故障影響整個網絡運行。備用服務器可以是規模較小、性能稍低的服務器，但是，當主服務器出現故障時，它必須具有保證網絡功能的處理能力。例如，假設服務器一是主"激活"節點，服務器二是次"備用"節點。如果服務器一節點發生故障了，它的被保護資源由服務器二節點來恢復。當服務器一節點恢復后， 資源可以被服務器一節點重新獲得。然而，當服務器二節點出現故障時，服務器二節點上并沒有需要被服務器一節點恢復的資源。
如圖-3所示，應用A在處于Active狀態的服務器一上運行，當服務
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