Автоматизация резервирования
Автоматизация резервирования
в технологии VECTOR MULTIPLAY
|
|
|
Термины « масштабируемость», «надежность», «совместимость», «гибкость» и некоторые другие настолько широко встречаются в коммерческой литературе, что их истинное значение зачастую выглядит размытым. Одним из подобных терминов является «избыточность» (redundancy). Этот раздел описывает варианты использования избыточных (или резервных) компонентов в составе вещательного комплекса, построенного на IT технологиях и состоящего из видеосерверов и систем для автоматизации вещания, управляющих видеосерверами и другим оборудованием в эфире.
Использование резервных элементов (или единиц оборудования) представляет собой один из способов сделать систему более надежной. Оценка эффективности их использования по соотношению с затратами на закупку и внедрение достаточно сложна и требует точных критериев. Технические дивиденды, получаемые от внедрения резервного оборудования, иногда так же неоднозначны, поскольку установка дополнительных компонентов не всегда увеличивает надежность комплекса в целом, а в некоторых обстоятельствах может даже снизить ее. Очевидно, что основная цель использования резервных элементов – это максимальное повышение отказоустойчивости системы. Отказоустойчивость представляет собой качество системы, которое вытекает из ее структуры, и имеет прямое отношение к тому, как структура реагирует на отказ каждого из компонентов системы. Таким образом, именно реакция системы представляет собой ключ к ОЦЕНКЕ максимальной эффективности использования бюджета, инвестируемого в закупку резервных компонентов. Чем быстрее система реагирует на отказ, тем больше эффективность использования резервных элементов, используемых в системе.
Современные вещательные комплексы строятся на базе IT-платформ, поэтому их надежность является непременным условием надежности комплекса в целом. Использование резервных элементов при формировании самих IT-платформ и их компонентов (в том числе сетей) не будет рассматриваться в данном разделе, так как существует множество специальных публикаций на эту тему. Благодаря IT-природе современных вещательных систем, весь опыт, накопленный в этой сфере, с успехом применяется и при организации вещательных комплексов. Большинство компьютерных систем в мире основаны на кластерах, массивах и других технологиях, широко использующих стратегию использования резервных элементов. По сравнению с традиционными вещательными комплексами, комплексы, построенные на IT-платформах, могут значительно более гибко использовать резервные компоненты. В них возможно не только создавать бесконечное число различных конфигураций, но и неограниченное количество раз, «на лету», без остановки работы, изменять конфигурацию комплекса. Это позволяет реализовывать различные схемы вещания с различными уровнями резервирования в зависимости от типа канала, времени дня, важности программы и т.д. Благодаря модульной структуре и сетевому взаимодействию между компонентами комплекса, возможно использование любого из элементов в качестве резервного в одно время и, когда это будет важно, в качестве основного элемента в другой момент. В автоматизированных вещательных комплексах используются только два основных компонента (видеосервер и система автоматизации), поэтому их структура представляет собой идеальное поле для внедрения технологии управления резервированием. Подобное решение, наряду с возможностью использования одного резервного элемента для нескольких основных, изменяет способы использования резервных элементов в современных автоматизированных вещательных комплексах. Технология MultiPlay, основанная на IT-инфраструктуре предлагает полный спектр решений, базирующихся на технологиях динамического управления резервными компонентами и мониторинга их состояния.
Существует определенный набор классификаций, описывающих варианты использования резервных компонентов. В соответствии с классификацией, опубликованной Департаментом Логического Дизайна НАСА (NASA Office of Logic Design), технология Vector MultiPlay может быть определена как технология Активной избыточности или Активного Резервирования (Operating Redundancy). Термин «Активное резервирование» описывает конфигурацию, где все, основные и резервные, компоненты функционируют одновременно. Обычно некий сенсор определяет неисправный модуль, и выход системы подключается к «горячему резерву» — резервному компоненту, который включен и может быть задействован немедленно, если основной модуль дает сбой. Рисунок внизу иллюстрирует основной принцип «Активного резервирования». Два модуля А1 и А2 работают параллельно. Сенсоры D1 и D2 отслеживают работу каждого из модулей и, в случае сбоя, внешний аварийный коммутатор, получающий информацию от обоих сенсоров, выполняет переключение на работающий (РЕЗЕРВНЫЙ) модуль.
Базовая диаграмма, иллюстрирующая оcновы принципа активного резервирования.
В технологии Vector MultiPlay роль детектора ошибок выполняет программа Autovia. На нее же возложена задача управления выполнением аварийных сценариев коммутации. Технология Vector MultiPlay предполагает несколько вариантов использования избыточных резервных компонентов в рамках логики «Активного резервирования»:
А) «Постоянное резервирование с внешним аварийным коммутатором»,
Б) «Постоянное резервирование с управлением коммутатором сигналов»,
В) «Использование Общего резерва (Shared Redundancy)».
Классификация вариантов резервирования
Программа Autovia помогает оптимизировать структуру резервирования вещательного комплекса. Это происходит благодаря способности программы динамически менять задачу для каждого из компонентов комплекса. Интерфейс программы позволяет оператору определять задачи для каждой системы автоматизации и видеосервера, обозначая их как «постоянный резерв» для определенного канала вещания, или «общий резерв», обеспечивающий резервирования для нескольких каналов сразу.
Интерфейс Autovia: канал MUSIC CHANNEL в режиме нормального вещания и обеспечен резервом.
Autovia позволяет оператору назначать и отслеживать как состояние каждого из управляемых каналов в целом, так и отдельных компонентов, обеспечивающих вещание.Autovia выделяет цветом состояние вещаемого канала: зеленый означает, что вещание канала идет в нормальном режиме, и все компоненты имеют резерв, оранжевый означает, что вещание канала идет в нормальном режиме, но некоторые компоненты не имеют резерва. Черный цвет означает перерыв в вещании.
Интерфейс Autovia: канал MUSIC CHANNEL в режиме вещания с резервного сервера.
В случае возникновении проблемы с работой одного из компонентов, Autovia будет автоматически активировать резервное устройство и информировать оператора о смене статуса резервирования канала. Например, если один из каналов начал использовать общий резервный элемент, то другой канал изменяет цвет статуса на оранжевый, потому что уже не имеет резерва. Autovia позволяет изменять логику и приоритеты использования резервных компонентов в зависимости от различных условий вещания для каждого их управляемых каналов. Резервные модули могут быть назначены как «постоянный резерв» для ключевых каналов в прайм-тайм, гарантируя максимальный уровень надежности вещания. В другое время они могут быть использованы в качестве «общего резерва» для обеспечения резервирования по нескольким другим каналам. Программа Autovia контролирует составление логов воспроизведения (as-run log), что позволяет вещаемому каналу иметь единый лог-файл вне зависимости от того, какая система, основная или резервная, были в эфире.
БАЗОВЫЕ КОНЦЕПЦИИ УПРАВЛЕНИЯ РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ
Для вещания одного канала достаточно организовать взаимодействие между видеосервером Vserver и системой автоматизации MCR. Данная раздельная схема установки сервера и автоматизации показана лишь для примера, т.к. зачастую такие простые задачи решаются установкой единой системы VECTORBOX.
Первый подход для создания системы с полным резервированием включает полное дублирование оборудования. В этом случае, мы должны иметь вторую пару автоматизации и видеосервера (MCR и VServer), воспроизводящую синхронно тот же плейлист, что и основное оборудование. Если детектор аварии и аварийный коммутатор устанавливаются вне системы, мы получаем схему с «постоянным резервированием», описываемую детально далее в разделе ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО РЕЗЕРВА.
Более простым решением может быть использование одной системы автоматизации MCR, которая контролирует работу двух синхронно работающих видеосерверов VServer. В этом случае оба сервера воспроизводят одинаковые сигналы (видео, графику, эффекты). Программа Autovia контролирует состояние компонентов системы и реагирует на аварию одного из них. При этом используются простые сценарии. Например, если «основной» = «ошибка», то выдать в эфир сигнал с «резервного», если «резервный» = «ошибка», выдать в эфир сигнал с внешней линии (или просто выдать сообщение) и т.д. Сценарии подразумевают переключение матричного коммутатора, выполняемые программой VDevServer, который, в свою очередь, получает соответствующие команды от Autovia
В принципе, совсем необязательно, чтобы резервный VServer постоянно работал параллельно с основным. Он может находиться в «пассивном» режиме. В аварийной ситуации, Autovia не только выведет сигнал с резервного сервера в эфир, но и укажет MCR взять управление над ним, чтобы поставить ему задачу начать воспроизведение с нужного места в плейлисте. Описанные выше простые схемы вещания, не требуют использования резервного сервера в «пассивном» режиме, но данная возможность является основой технологии использования «Общего резерва», которая будет описана далее. Ценность использования данной возможности в многоканальном комплексе представляется очевидной, так как позволяет Autovia оперативно назначать «пассивный» видеосервер в подчинение к любой системе автоматизации, нуждающейся в резерве.
По этой же логике можно представить себе комплекс, где в «пассивном» режиме находится система автоматизации MCR. Программа Autovia, в случае отказа основной MCR, загружает текущий плейлист в резервную MCR и назначает ей управление вещающим севером. В этом случае переключение сигналов не выполняется и резервная система автоматизации просто «подхватывает» работающий сервер.
ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОСТОЯННОГО РЕЗЕРВА
Постоянный резерв с внешним аварийным коммутатором
При использовании данной конфигурации, изменения, вносимые в плейлист основной системы автоматизации, немедленно отражаются в плейлисте резервной системы автоматизации. Поэтому основной и резервный видеосерверы постоянно воспроизводят одинаковые сигналы. Внешний аварийный коммутатор переключает сигнал между основной и резервной системами в случае аварии.
Постоянный резерв по серверам с управлением коммутатором сигнала
В данной схеме два сервера работают синхронно, выполняя команды системы автоматизации: воспроизводят видео, графику, обеспечивают наложение графики на «проходящий» сигнал. При этом, один из них всегда рассматривается системой как «основной», а другой, как «резервный». В варианте, не использующем программу Autovia, система автоматизации MCR, управляя внешним коммутатором сигналов, выводит сигнал основного сервера в эфир. В случае возникновения проблем у «основного» сервера, система автоматически выводит в эфир сигнал «резервного» сервера, выполнив соответствующую коммутацию. У оператора эфира есть возможность запретить использование «резервного» сервера, или принудительно «уйти на резерв» в ручном режиме. После этого «основной» сервер может быть отключен для техобслуживания или использован для других целей.
Подобная схема работы очень популярна, так как позволяет не приобретать две полноценные системы VECTORBOX, а ограничится установкой лишь VSERVER в качестве резервного видеосервера. Недостатком подобной схемы нужно отметить отсутствие резервной автоматизации эфира. Минимизировать этот недостаток может использование программы Autovia. Если она включена в данную схему, то именно она отслеживает работу всех систем, включая MCR, и, в случае аварии сервера, выводит в эфир сигнал с другого сервера, а в случае аварии MCR, выполняет, например, переключение на другой источник сигнала.
ТЕХНОЛОГИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОБЩЕГО РЕЗЕРВА
Понятие «Общий резерв» подразумевает, что один компонент выступает как резервный для нескольких других. В нашем случае оба базовых компонента, сервер и автоматизация, могут быть зарезервированы подобным образом. Использование общих резервных компонентов позволяет создать многоканальный вещательный комплекс с небольшой степенью избыточности оборудования, но высоким уровнем отказоустойчивости при оптимальных финансовых затратах.Принимая во внимание возможность гибкого назначения задачи резервному оборудованию в зависимости от различных обстоятельств, эта структура позволяет точно настраивать степень резервирования для каждого элемента комплекса. Например, можно использовать резервный видеосервер как «общий резерв» большую часть времени, но и назначать его как постоянный резерв только на определенный канал и только во время особо важных программ и т.д.
Видеосервер как общий резерв
На схеме внизу показана ситуация, когда Autovia определяет ошибку видеосервера и указывает системе автоматизации MCR начать использовать другой видеосервер. Так же как и в случае с использованием постоянного резервного сервера, Autovia дает команду на выполнения переключения на коммутаторе для вывода сигнала с резервного сервера в эфир.Поскольку в данной схеме один видеосервер представляет собой резерв для нескольких других серверов, он, как правило, не имеет всех необходимых файлов на своем локальном накопителе. Поэтому резервный сервер начинает воспроизводить файлы, хранящиеся на центральном сервере (NAS) по локальной сети. Одновременно, программа Media Cacher (модуль программы Media Manager), начинает автоматическую подкачку на локальный накопитель сервера файлы в порядке, указанном в воспроизводимом плейлисте. Система автоматизации автоматически принимает решение о воспроизведении с локального накопителя сервера, если нужный файл уже скопирован на него. После восстановления работоспособности основного сервера, оператор при помощи интерфейса программы Autovia может вернуть его в режим вещания, восстановив прежнюю конфигурацию комплекса, или оставить в качестве резервного.
Система автоматизации MCR как общий резерв
Точно такая же стратегия используется для использования дополнительной системы автоматизации MCR в качестве общего резерва. Резервная система запускается «на лету» в случае аварии одной из основный систем. Autovia загружает в нее необходимый плейлист, актуальная версия которого всегда хранится на центральном сервере NAS, и вводит систему в рабочий режим управления сервером. При этом не происходит ни переключений сигналов, ни пауз воспроизведения.
Подобный тип решений наиболее часто используется в вещательных комплексах, построенных по технологии Vector MultiPlay. Программа Autovia позволяет назначить постоянный резерв для систем, обеспечивающих вещание важных каналов, и общий резерв для вещания менее важных каналов.
В случае аварии одного из элементов вещания важного канала, Autovia выполняет лишь переключение внешнего коммутатора для вывода сигнала с резервного сервера, работающего параллельно с основным.
В случае аварии одного из компонентов менее важного канала выполняется процедура запуска общего резерва, описанная выше. Оба сценария программируются и отслеживаются программой Autovia.
Технология автоматизации вещания Vector MultiPlay предлагает несколько способов использования резервных элементов:
Постоянный полный резерв с внешним аварийным коммутатором,
Постоянный полный резерв с управлением коммутацией сигналов,
Одно или Многоканальный Общий резерв.
Данные технологии могут использоваться как отдельно, так и в различных сочетаниях.
Программа Autovia дает возможность динамически управлять техниками резервирования для каждого их вещаемых каналов. Интерфейс программы позволяет организовать централизованный мониторинг состояния компонентов вещательного комплекса и, в зависимости от текущих условий вещания, может назначать резервные элементы как постоянный или общий резерв для того или иного резервируемого модуля.
Учитывая, что решения Vector3 охватывают все аспекты автоматизации, контроля и оформления вещания, любой из используемых модулей может быть автоматически зарезервирован для обеспечения надежного и бесперебойного вещания.