虚拟化技术论文第三篇：服务器虚拟化在电视台播放系统中的应用
摘要：面对当前人民日益增长的对电视节目制作及播出的需求，服务器虚拟化技术是可以有效解决电视台服务器硬件环境配置相对弱的问题。本文介绍了虚拟化技术有关概念，分析并研究了服务器虚拟化技术被应用到电视台播出系统中的各项原则，并系统介绍了服务器虚拟化在电视台播放系统中的应用及优点，认为目前电视台播出系统利用服务器虚拟化技术已成为必然，并坚信未来的技术发展能够使该技术得到更深入的应用。
关键词:服务器;虚拟化;技术支撑;播出系统;电视台;
随着人们对娱乐水平要求的提高，电视系统作为主要娱乐来源，目前电视台播出系统提供的硬件配置无法完全满足现有业务需求的增加。大部分电视台存在服务器资源浪费的问题，如服务器使用率低下，部分服务器的少部分资源无法使用，因此如何在不增加现有硬件设备的前提下增强资源的利用成为电视台播出系统的关键问题，也是很多学者重点研究的内容。服务器虚拟化技术可以对有限的硬件资源进行合理优化，将该技术应用到播出系统后可以明显提升运行水平，有效解决电视台资源浪费的短板。[1]
1.虚拟化技术概述
虚拟化是一个广义术语。现阶段，在我国，各项新兴的科技得到了极大地发展，使得许多软件类设备、硬件类设备应时而生，越来越多领域利用计算机技术通过虚拟化来提高资源利用率。从计算机方面进行解释，是各个计算元件处于虚拟平台而非在真实硬件上运行。比如，服务器虚拟化是指物理服务器可虚拟化多台设备，并可以将这些虚拟的机器建立起对应的服务器群组，再利用技术将虚拟设备的服务器群组统一成一个虚拟平台。
虚拟化技术的目的是处理信息化系统中物理类硬件的总应用率较低这一问题。虚拟化技术能够归整处理器、网络、存储等有关的配件，并应用这类物理硬件，扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。该技术主要应用于服务器、存储资源、网络及安全设备等方面。
2.服务器虚拟化技术在电视台播出系统中的应用原则
2.1 性能更为优良的服务器不参与虚拟化
在主机进行运行期间，需要应用到许多十分关键的配件，比如CPU、硬盘I/O等，若某个应用程序在运作时需要使用某种配件大部分的空间时，则不建议对服务器进行虚拟化。由于主机中的各个配件所占的空间十分有限，对服务器进行虚拟化最为根本的目的是提升硬件类配件的总应用率，[2]如果把原本需要占许多空间资源的服务器加以虚拟化，最终的结果也是会减少其余服务器能够应用的资源，虚拟化总体的整合比有所下降。除此之外，由于众多物理机和虚拟机之间可以有很多种组合，在组合时还需要考虑到这类虚拟机如果需要转移到其余物理机这一情况，即为其余物理机上是否具有十分充足的资源能够供这类虚拟机的各项运行。所以，在播出系统中，那些性能要求极高的服务器大多需要应用具有更为理想性能的单机完成。
2.2 需要特殊类硬件的服务器不参与虚拟化
现阶段，对播出系统而言，其对视频服务器编、解码通道大多借助VDCP协议技术进行控制。需在播放机上设置数个串口卡，另外还需要在下游连接好多串口倒换器，保障主播控机如果出现部分故障能够立即切换好备播控机。另外，主播控机还需要对黑场同步信号加以锁定，连好心跳线、安好GPIO板卡，同时，为了保障安全播出，极有可能还需要安好实时监控软件，这些因素均给播控机本身的虚拟化产生了许多影响。还有一些安装了电子狗的特殊服务器，是需要装置多显卡才能使其正常运行，对这类具有十分特殊的硬件安装需要的服务器而言，不适合对其进行虚拟化，在技术方面进行虚拟化也有许多困难。
2.3 承载有核心业务的服务器不建议参与虚拟化
尽管虚拟化技术较之于单独物理服务器来说，能够极大地提升主机运转的总速度，安装也更为方便，提升了资源的总应用率，增强了运行总体的平稳性。但是，考虑到播出业务不准许出现错误，对涉及播放系统中处在核心位置的服务器进行虚拟化还是需要保持谨慎的态度，要充分考虑到各个方面的影响。比如数据库是播出系统中最为关键的一环，决定了播出业务流程的运行，对数据库的虚拟化就需要慎重考虑。若将数据库随意与其他通用服务器加以虚拟化，除需要考虑到数据库软件处于虚拟机中所具有的应用许可总数外，还需要考虑到将数据库与之相连会不会对数据库的数据造成影响，其他虚拟机故障造成的虚拟化平台的不稳定会不会对数据库的安全造成影响。因此不应为了虚拟化而虚拟化，对服务器进行虚拟化需要确定服务器虚拟化后对这一服务器与其余物理机、播放等会带来的影响。总的来说，就是需要把安全播出当作是否对服务器进行虚拟化的基础。在一些具有更高安全等级要求的播出系统中，宁愿构建主备、第三备数据库，也不进行虚拟化，并不只是考虑虚拟化平台的难度，更多是为了保障安全播出。
基于以上三点，在对播出系统进行服务器虚拟化的同时，不应赶潮流而盲目对全部服务器进行虚拟化，而是应该全方位掌握合理性原则，为了播出本身的安全性、便利性，对其进行虚拟化，并全方位地发挥出虚拟化本身的作用。
3.服务器虚拟化在电视台播放系统中的应用
目前虚拟化技术已经在各行各业中有了很好的应用，其主要目的是用来解决信息化系统整体利用率低下的问题。[3]电视系统作为目前人们日常休闲娱乐的主要途径之一，电视台播出系统中很多硬件资源利用率低的物理服务器需要更新，因此服务器虚拟化技术最为合适。播出系统中由业务功能方面进行划分，共包括整备管理、播出控制、监控报警、安全管理子系统。
3.1 整备管理
在播放系统中，其所具有的整备管理子系统存在大量的单据信息和档案信息。单据信息包括节目编排单、可播和禁播的通知单以及变更单等，主要是对电视台的节目单分类以及对各节目单的播放加以调节；信息档案有各个工作人员的有关信息，还具有部门人员有关信息的录入、储存、更改等方面的功能；在对电视节目进行播出以前，还需要许多个环节：节目文件转码、包装、制作模板文件等。除此之外，还需要一些进行人工操作的环节：如节目串联单编辑、人工复审等。基于上述内容，笔者建议可将播放系统中存储大量信息的单据信息和信息系统进行服务器虚拟化，将需人机互动以及需人员核实确认的工作仍采用单独的物理机，从而大量节省了硬件资源。
3.2 播出控制
这一子系统在电视节目播放系统中具有十分关键的地位，它的完美运行对电视节目安全播出有着举足轻重的作用。播出控制有关的功能是参照节目单控制服务器定时对信号进行调节、播出，如果出现十分特殊的情况，需要借助紧急播放介质进行播出。在播出控制系统中，具有许多应急类设备，制定许多能够处理各类故障的备份对策，且需要工作人员在第一时间手动处理应急情况。因此在该模块若大量采用虚拟化，则会导致应急和故障排除方面的工作无法有效处理。但可以将一些不会影响播出的设备选择用虚拟机来替代，如资讯同步服务器。
3.3 监控报警
这一子系统需要对播放系统总体的运行情况进行监管，在播放系统中是应用虚拟化技术较多的一个部分。监管的内容包括信号级别、播出流程、主机的健康状况及运行数据、机房环境等。[4]信号级别的监控对安全播出有直接的关系，主要包括末级视音频质量、主备路末级信号一致性；监管节目流程需要把播出执行单当作前提，预警出临近播出文件的总备播进度；监管主机可以搜集其CPU、磁盘存储空间等有关的信息，评判主机是否健康，还可以获得程序所给予的各类运行数据，评判应用程序所处的运行状态；对机房环境而言，定时监测温度和湿度信息、收集传感器的数据来监控机房实时的环境。监控报警系统通过上述一系列的监测，可以保障出现潜在风险时能够及时向工作人员示意，引起注意，进行检测和解决，对安全播出起到很大作用。优秀的监控报警系统可以大量缩减巡视，并在设备出现各类故障后，更为迅速地进行定位，还具有能够发现并预警潜在风险及隐患的功能。对虚拟化技术的应用，监控系统不需太多硬件设备也无需频繁的人机互动，因此除部分十分特殊的硬件无法进行虚拟化外，其他许多功能都能够进行服务器虚拟化。
3.4 安全管理子系统
播出系统为了确保信息系统的安全，还会建立安全管理子系统。主要有以下三个专用设备及功能：其一是利用边界防火墙对外安全防护，如防止不在白名单的通信；其二，借助网闸把数据由不被信任网络中搬到被信任网络，并避免出现木马攻击；其三，借助管理类设备对内部子网进行隔离、查杀。笔者建议可以将防病毒服务器、漏洞扫描服务器等纳入虚拟化环境中。利用虚拟化技术进行备份、恢复等，能够更好地处理各类故障，并降低业务中断所引发的各类损失，提高脏器系统总体的运行质量、效率。表1是各个子系统中能够进行虚拟化的服务器。
表1 电视台播出系统中各子系统可虚拟化服务器
4.虚拟化技术应用的优点
4.1 资源利用率高，节省空间
虚拟化一个最为突出的特点就是可以将物理资源和空间进行动态的有机分配，从而提高整体的使用率。[5]特别是可以提升那些平常需求小于平均数的，需要提供专有的空间资源的配件，对其虚拟化，大幅提高整体硬件资源的使用率。另外，虚拟化还可以提高操作人员的工作效率，比如通过虚拟化减少物理设备的数量，降低物理设备的复杂性，实现对部分设备的管理自动化来减少工作人员的工作量。采用虚拟化技术还可以减少堆放物理服务器所占用的空间，使机房更加美观整洁，便于管理和维护，降低了管理成本。
4.2 方便的扩展性、灵活性及管理性
虚拟化平台可通过合理规划，从而有效整合物理资源，更合理地对系统进行扩容。即对服务器虚拟化后，可将有限的资源分配至各个虚拟服务器，这对各个子系统而言能够增多各自的空间，增加了灵活性。另外，服务器进行虚拟化之后对各个虚拟机所占有和使用的资源进行实时管理和调整。基于不同产品需求，分别通过分区和汇聚功能对虚拟资源进行调整，将其变为比实际物理资源小或者大的虚拟资源。虚拟化通过动态的资源部署和重新配置在线动态调节物理类资源的功能。同时，能够对虚拟化平台类资源进行监控，并对虚拟机进行集中性监管，提高了使用的灵活性。
4.3 提升服务器总体的稳定性
对服务器进行虚拟化能够把硬件类设备、操作系统间加以隔离，这样，就算设备硬件出现了部分故障，也能够最大限度地降低其对服务器所造成的伤害。此外，虚拟机迁移功能可以保证设备发生故障后，仍能在线将数据信息完整迁移传输到别的宿主物理机。因此相比于物理服务器，虚拟服务器具有更强的稳定性。
结语
虚拟化技术的研发仍然处于起步阶段，虽然目前仍有一些未能解决的问题，但拥有着巨大的发展空间和良好的发展前景。[6]虚拟化技术在播出系统中的应用也还是初步尝试，其最终目标是在确保播出安全的基础上，尽可能地降低设备的总投入，增强稳定性。虽然播出系统现阶段依旧有许多设备、服务区因各类十分特殊的原因而无法应用虚拟化技术，但随着我国服务器虚拟化技术的不断升级，未来播出系统虚拟化的使用程度一定会越来越高，这也是科技发展必然的方向。同时也应该相信，我国虚拟化技术拥有着强大的科研能力和创新能力，在未来一定能在竞争激烈的国际市场上脱颖而出。[7]
参考文献
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