CN110838942B - 基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法 - Google Patents

基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，属于服务器领域，核心交换机连接有若干媒体存储服务器，媒体存储服务器配备有12GSAS端口和40Gbps光纤卡，通过SAS JBOD接口连接扩展存储器，通过40Gbps光纤连接外部ODA/LTO存储器；核心交换机通过40Gbps光纤连接若干4K/6K剪辑工作站，通过10Gbps光纤连接FTP服务器；媒体存储服务器采用CentOS系统，并结合SMB共享协议，针对100Gbps/40Gbps高并发大数据量环境进行了相关参数的调整；FTP服务器的配置方法包括RAID性能配置、组网配置、网络优化配置、服务器系统配置和服务器协议配置。本发明提高各个硬件架构的宽带速率，解决布线环境庞大臃肿，后期运维困难的问题；具有良好的终端多平台兼容性。

Description

基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法
技术领域
本发明涉及服务器技术领域，特别是指一种基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法。
背景技术
各大广播电视台的现有的共享服务器存储系统，终端多以千兆电口交换机为核心设备，接驳存储服务器及终端工作站，从而实现千兆网环境下的媒体文件分发共享。该类系统的缺点主要体现在：
1、服务器出口带宽及交换机带宽速率不足，千兆网(理论速率1000Mbps，约合125MB/s)的带宽已经不能满足新媒体、融合媒体语境下的4K超高清节目剪辑制作需求，更遑论多工作站环境下的共享剪辑；
2、千兆电口(Base-T)网线的交换方式，不仅速率极低，布线环境极其庞大、臃肿，后期运维较为困难；
3、素材文件共享架构未进行优化，传统共享服务器系统采用的NFS/AFP架构往往只适用于单一的终端操作系统间数据交换，跨系统性能极差甚至不能跨系统、跨平台使用，对适用平台内对应的广电行业专用软件优化较少，不能很好地满足当下Windows/Mac多平台终端、多种行业应用软件同时使用的需求，极大地影响工作效率。
发明内容
本发明提出一种基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，解决了现有技术中服务器出口带宽及交换机带宽速率不足，速率极低，布线环境极其庞大、臃肿，后期运维较为困难，不能很好地满足当下Windows/Mac多平台终端、多种行业应用软件同时使用的需求，极大地影响工作效率的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，包括通过光纤网络连接的媒体存储服务器、核心交换机、FTP服务器和若干4K/6K剪辑工作站，所述核心交换机连接有若干媒体存储服务器，所述媒体存储服务器配备有12GSAS端口和40Gbps光纤卡，通过SASJBOD接口连接扩展存储器，通过40Gbps光纤连接外部ODA/LTO存储器；所述核心交换机通过40Gbps光纤连接若干4K/6K剪辑工作站，通过10Gbps光纤连接所述FTP服务器；
所述媒体存储服务器采用CentOS系统，并结合SMB共享协议，针对100Gbps/40Gbps高并发大数据量环境进行了相关参数的调整；
所述FTP服务器的配置方法包括RAID性能配置、组网配置、网络优化配置、服务器系统配置和服务器协议配置；
所述RAID性能配置具体指的是使用RAID 5/6阵列模式，根据读写速度要求配置硬盘数量；
所述组网配置具体指的是组网时全局配置带宽40Gb/S出口网络带宽或双40Gb/S出口网络带宽，100Gb/S出口网络带宽及双100Gb/S出口网络带宽；
所述网络优化配置具体指的是着重设置核心交换机和网卡终端的保护机制，实时剪辑时针对大数据包单独优化；
所述服务器系统配置具体指的是以centos linux开源操作系统为基础；
所述服务器协议配置具体指的是以IP组网，SMB协议为基础共享服务，设置过程中对ip配置及监听进行设置；SMB协议共享时，对centos下的文件磁盘挂载、文件读写权限、文件共享权限、文件读写性能进行设置。
作为本发明的一个优选实施例，所述服务器协议配置具体指的是以IP组网，SMB协议为基础共享服务，设置过程中对ip配置及监听进行设置；具体包括以下步骤：
安装samba软件；
创建一个文件夹，用于共享、传递、读写文件内容；
配置有共享用户权限，文件指向，目录访问路径，共享用户组，服务项自启；SMB协议配置时关闭SELINUX防火墙对SMB协议的监听。
作为本发明的一个优选实施例，所述4K/6K剪辑工作站还进行了网络优化配置。
作为本发明的一个优选实施例，所述媒体存储服务器配置有全固态硬盘。
作为本发明的一个优选实施例，所述媒体存储服务器配置有LSI9365-28i/LSI9380-8i8e/LSI 9280-24i4e/H740P阵列卡。
作为本发明的一个优选实施例，所述媒体存储服务器配置有Intel100HFA016L100Gbps/Intel XL710 40Gbps光纤卡。
作为本发明的一个优选实施例，所述核心交换机至少包括2个100Gbps端口，4个40Gbps端口以及24个10Gbps端口。
作为本发明的一个优选实施例，所述核心交换机采用华为CE68x系列产品。
作为本发明的一个优选实施例，所述4K/6K剪辑工作站配置有NVME SSD固态硬盘和40G/10G光纤网卡。
作为本发明的一个优选实施例，所述4K/6K剪辑工作站配置有TOSHIBA XG3/Samsung PM981 NVME SSD固态硬盘和Intel XL710-DA2/Intel X520-DA2 40G/10G光纤网卡。
本发明的有益效果在于：
1、基于光纤网络组建高速共享服务器存储系统，提高各个硬件架构的宽带速率，满足新媒体的需求；
2、光纤网络的布线环境与千兆电口网线相比，解决了布线环境庞大臃肿，后期运维困难的问题；
3、对媒体存储服务器和FTP服务器进行配置，采用SMB协议方案，可以同时兼容Windows/Mac/Linux终端操作系统，具有良好的终端多平台兼容性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法的硬件配置示意图；
图2为本发明一种基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法的原理框图。
图中，1-媒体存储服务器；2-核心交换机；3-FTP服务器；4-4K/6K剪辑工作站；5-扩展存储器；6-外部ODA/LTO存储器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提出了一种基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，包括通过光纤网络连接的媒体存储服务器1、核心交换机2、FTP服务器3和若干4K/6K剪辑工作站4，核心交换机2连接有若干媒体存储服务器1，媒体存储服务器1配备有12G SAS端口和40Gbps光纤卡，通过SAS JBOD接口连接扩展存储器5，通过40Gbps光纤连接外部ODA/LTO存储器6；核心交换机2通过40Gbps光纤连接若干4K/6K剪辑工作站4，通过10Gbps光纤连接FTP服务器3；
媒体存储服务器1采用CentOS系统，并结合SMB共享协议，针对100Gbps/40Gbps高并发大数据量环境进行了相关参数的调整；媒体存储服务器1CentOS系统内部调用性能监控端口，实时监控服务器硬件及存储服务器磁盘硬盘阵列的实时性能、使用情况，并高亮显示硬件错误及警告，管理界面自带GUI。
FTP服务器3的配置方法包括RAID性能配置、组网配置、网络优化配置、服务器系统配置和服务器协议配置；
RAID性能配置具体指的是使用RAID 5/6阵列模式，根据读写速度要求配置硬盘数量；
以RAID5及RAID6为主要配置，根据读写速度要求配置硬盘数量，经测速，硬盘数量24块及以上为佳，既能保证安全性，同时又能保证读写速度,存储的硬盘读写速度大致如下：
计算大致速度如下：24盘位RAID5：(24-1)盘*150MB/s＝3450MB/S
32盘位RAID5：(32-1)盘*150MB/S＝4650MB/S
36盘位RADI5:(36-1)盘*150MB/S＝5250MB/S
RAID6的速度稍低于RAID5；
RAID缓存配置以写回(Write back)为主，经测试，多磁盘时不需要配置额外固态盘作为缓存，固态缓存速度反而会影响磁盘整体性能。配置时配置全局热备(gloablehotspare)，以保证安全性，任一硬盘损坏，可有全局热备自动顶替坏盘进入RAID组，成为RAID组成员盘，更换坏盘后，新置硬盘加入RAID组，原备份盘数据转回新置硬盘，新置硬盘成为原RAID组正式成员，配置完成后，原全局热备盘自动转回原有属性，同时会全局校验，数据非常安全。Raid信息配置有配套软件，可在其他同网web站点观察RAID信息，也可对RAID组进行设置。
组网配置具体指的是组网时全局配置带宽40Gb/S出口网络带宽或双40Gb/S出口网络带宽，100Gb/S出口网络带宽及双100Gb/S出口网络带宽；
因磁盘性能高，大于等于32盘位时能达到4.7GB/S以上，故传统万兆网络难以满足要求，故组网时全局配置带宽40Gb/S出口网络带宽或双40Gb/S出口网络带宽，100Gb/S出口网络带宽及双100Gb/S出口网络带宽，40Gb/S出口网络带宽每秒可传输5GB的数据，100Gb/S出口网络带宽可达到12GB每秒的传输带宽，组网带宽完全满足多台4K甚至8K视频的实时剪辑。
终端站点在4k实时原码流剪辑时，用万兆光纤带宽即可达到要求。
实测终端在剪辑4K原码流视频时，以索尼A7S2为例：
A7S2：XAVCS 4K 3840×2160(4K超清)：30p/100Mbps，30p/60Mbps，
后期剪辑时终端叠四层，实时速率要求为：100Mbps*4＝400Mbps
核心网络端使用40Gb/S出口时，可供理论约
40Gb/S*1024÷400Mbps/台＝102台
可见此存储系统能满足大约102台设备原码流同时剪辑。
以索尼FS7M2为例：XAVC-I模式：QFHD59.94PCBG，比特率600Mbps，MPEG-4H.264/AVC
同理可算出FS7M2最大码流时，四层实时源码剪辑时：
40Gb/S*1024÷2400Mbps/台＝17台。
可见此系统对4K剪辑系统非常友好，能实现广大电视台1080P向4K迈进时对高速率高带宽存储的需求。
网络优化配置具体指的是着重设置核心交换机2和网卡终端的保护机制，实时剪辑时针对大数据包单独优化；因带宽高，速度快，延迟低，数据量极大，网络优化时着重设置交换机和网卡终端的保护机制，防止交换机及网卡终端的裁断，同时实时剪辑时需针对大数据包单独优化。
服务器系统配置具体指的是以centos linux开源操作系统为基础；centos兼容redhat的软件包，且经过多次测试，稳定性及兼容性最佳。
服务器协议配置具体指的是以IP组网，SMB协议为基础共享服务，设置过程中对ip配置及监听进行设置；SMB协议共享时，对centos下的文件磁盘挂载、文件读写权限、文件共享权限、文件读写性能进行设置。
服务器协议配置具体指的是以IP组网，SMB协议为基础共享服务，设置过程中对ip配置及监听进行设置；具体包括以下步骤：
安装samba软件；sudo apt-get install samba(需先行配置对应网络环境的Yum源)；
创建一个文件夹，用于共享、传递、读写文件内容；
mkdir-p/home/X/M1
sudo chmod 755/home/X/M1-R
配置有共享用户权限，文件指向，目录访问路径，共享用户组，服务项自启；SMB协议配置时关闭SELINUX防火墙对SMB协议的监听。
安装CentOS samba图形管理界面
#sudo apt-get install system-config-samba
#system-config-samba
优点，操作简单直观，但需要以管理员权限登录图形界面
修改配置：
sudo vim/etc/samba/smb.conf
[global]；全局设置
workgroup＝MSHOME；组,一般和其他电脑一致就好。
[work]；这个是共享名可任意设置
path＝/home/book/work；共享文件夹路径
writeable＝yes
browseable＝yes
comment＝share_book；注解
valid users＝book；指定用户名
guest ok＝no；禁用匿名登录
保存配置
添加smb用户
使用图形管理器添加smb用户,
如sudo useradd A
再添加smb登陆密码
sudo smbpasswd-a A
系统提示,要求输入2次密码new smb passwd:
重启samba服务sudo service smbd restart
确认samba服务是否启动
ps-aux|grep samba
SMB协议配置时需关闭SELINUX防火墙对SMB协议的监听
#ufw disable
作为本发明的一个优选实施例，4K/6K剪辑工作站4还进行了网络优化配置，终端不需要软件，仅需配置网络裁断等网络优化配置。
媒体存储服务器1配置有LSI 9365-28i/LSI 9380-8i8e/LSI 9280-24i4e/H740P阵列卡，全部配备12G SAS端口，提升存储磁盘阵列性能，并可扩展接驳外部存储设备。
媒体存储服务器1配置有Intel 100HFA016L 100Gbps/Intel XL710 40Gbps光纤卡。媒体存储服务器1理论出口带宽增至100Gbps(12.5GB/s)/40Gbps(5GB/s)，极大提升了出口带宽，满足大数据量的交换。
媒体存储服务器1配置有全固态硬盘。媒体存储服务器1可选全固态硬盘方案，替代传统机械硬盘阵列，响应更快，速度可达同硬盘数机械硬盘阵列速度的三倍以上。传统的存储服务器未对高度密集读取型的广电制作业务进行优化，数据读取响应慢、延迟较高，且传统存储服务器性能较差，完全不能满足4K超高清多终端剪辑对存储服务器的超高流量、超高并发、超大数据量读取写入需求。本发明中的媒体存储服务器1配备全固态硬盘后，响应更快，读写速度更快，适应广电制作业务。
核心交换机2至少包括2个100Gbps端口，4个40Gbps端口以及24个10Gbps端口。具体的，核心交换机2采用华为CE68x系列或同类产品。核心交换机2摒弃传统方案采用的千兆电口交换机或其他方案采用的FC交换机，CE68x系交换机含2个或更多的100Gbps端口，4个或更多的40Gbps端口，以及24个或更多的10Gbps端口，交换容量峰值可达19.2Tbp/s，完全满足广电行业海量高并发数据交换需求，极大提升了交换效率。
4K/6K剪辑工作站4配置有NVME SSD固态硬盘和40G/10G光纤网卡。具体的，4K/6K剪辑工作站4配置有TOSHIBA XG3/Samsung PM981 NVME SSD固态硬盘和Intel XL710-DA2/Intel X520-DA2 40G/10G光纤网卡。4K/6K剪辑工作站4采用NVME固态，配合万兆或四万兆光纤网，可获得更好的系统响应。4K/6K指的是数据的格式，4K指的是超清数据。
本发明的优点在于：
1、大容量
36盘位单服务器容量可达504TB(机内)至1PB(SAS扩展)。
2、高速共享
100Gbps方案可获得12.5GB/s的出口速度(理论值，需搭配固态阵列服务器)，实际测速可达11.8GB/s；40Gbps方案可获得5GB/s的出口速度(理论值)，实际测速可达4.7GB/s；配备10Gbps光纤卡的终端设备可获得1GB/s的下行速度(实测)；配备40Gbps光纤卡的终端设备可获得4.7GB/s的下行速度(实测，终端配备NVME阵列)。
3、低延迟
得益于HBA直通阵列卡、阵列卡固态缓存和高速核心交换机的共同作用，本系统读取延迟可达18ms以内。
4、良好的多平台兼容性
本系统采用SMB协议方案，可以同时兼容Windows/Mac/Linux终端操作系统，具有良好的终端多平台兼容性。
5、良好的扩展性
系统可选配SAS JBOD RAID卡，以获得直连外部存储设备的能力。已测试通过的外部存储包括ODA海量存储系统、LTO傲群磁带机系统、Rackable SAS阵列柜等。
6、极高的安全性
本系统选用LSI高端阵列卡组建RAID 5/6阵列，不仅有良好的读取性能，同时配备BBU阵列卡电池模块等组件也为本系统提供了极高的安全性。系统内包含UPS不间断电源，并可选配高速物理防火墙组件，进一步确保了极端情况下数据的安全性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：包括通过光纤网络连接的媒体存储服务器、核心交换机、FTP服务器和若干4K/6K剪辑工作站，所述核心交换机连接有若干媒体存储服务器，所述媒体存储服务器配备有12G SAS端口和40Gbps光纤卡，通过12G SAS端口连接扩展存储器，通过40Gbps光纤连接外部ODA/LTO存储器；所述核心交换机通过40Gbps光纤连接若干4K/6K剪辑工作站，通过10Gbps光纤连接所述FTP服务器；
所述媒体存储服务器采用CentOS系统，并结合SMB协议，针对100Gbps/40Gbps高并发大数据量环境进行了参数调整；
所述FTP服务器的配置包括RAID性能配置、组网配置、网络优化配置、服务器系统配置和服务器协议配置；
所述RAID性能配置具体指的是使用RAID 5/6阵列模式，根据读写速度要求配置硬盘数量；
所述组网配置具体指的是组网时全局配置带宽40Gb/S出口网络带宽、或双40Gb/S出口网络带宽、或100Gb/S出口网络带宽、或双100Gb/S出口网络带宽；
所述网络优化配置具体指的是着重配置核心交换机和网卡终端的保护机制，实时剪辑时针对大数据包单独优化；
所述服务器系统配置具体指的是以centos linux开源操作系统为基础；
所述服务器协议配置具体指的是以IP组网，SMB协议为基础共享服务，配置过程中对ip及监听进行配置；SMB协议共享时，对centos下的文件磁盘挂载、文件读写权限、文件共享权限、文件读写性能进行配置。
2.根据权利要求1所述的基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：所述服务器协议配置具体指的是以IP组网，SMB协议为基础共享服务，配置过程中对ip及监听进行配置；具体包括以下步骤：
安装samba软件；
创建一个文件夹，用于共享、传递、读写文件内容；
配置有共享用户权限、文件指向、目录访问路径、共享用户组、服务项自启；SMB协议配置时关闭SELINUX防火墙对SMB协议的监听。
3.根据权利要求1所述的基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：所述4K/6K剪辑工作站还进行了网络优化配置。
4.根据权利要求1所述的基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：所述媒体存储服务器配置有全固态硬盘。
5.根据权利要求1所述的基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：所述媒体存储服务器配置有LSI 9365-28i/LSI 9380-8i8e/LSI9280-24i4e/H740P阵列卡。
6.根据权利要求1所述的基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：所述媒体存储服务器配置有Intel 100HFA016L 100Gbps/Intel XL710 40Gbps光纤卡。
7.根据权利要求1所述的基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：所述核心交换机至少包括2个100Gbps端口，4个40Gbps端口以及24个10Gbps端口。
8.根据权利要求7所述的基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：所述核心交换机采用华为CE68x系列产品。
9.根据权利要求1所述的基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：所述4K/6K剪辑工作站配置有NVME SSD固态硬盘和40G/10G光纤网卡。
10.根据权利要求9所述的基于光纤网络的超高速多终端服务器配置方法，其特征在于：所述4K/6K剪辑工作站配置有TOSHIBA XG3/Samsung PM981NVME SSD固态硬盘和IntelXL710-DA2/Intel X520-DA2 40G/10G光纤网卡。
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