联想传奇数字图书馆解决方案.docx
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联想传奇数字图书馆解决方案
联想传奇数字图书馆解决方案
用户需求分析
数字图书馆是计算机技术的一个新兴的应用领域，涉及的内容非常广泛，包括资料数字化、海量存储及数据管理、全方位查询检索、等技术，提供包括电子图书、视频、音频及其他多种形式的多媒体资料，各种数字信息增长迅猛，从而对更多存储容量的需求越来越迫切。
就当今复杂的IT环境而言，仅仅按照传统方法增加存储设备绝非长久之计，并且，在以服务器为中心的存储系统中，多达50%的现有容量尚未被使用。
随着应用需求和投入地不断增长，这种资源的浪费再也不能被接受了。
如何实现现在和将来系统可用资源的最大化使用？
必须考虑将同时硬件、软件、服务和支持相结合的整体策略，才能在应对不断增长的存储数据的同时，保持网络和应用程序的高性能。
因此对计算机系统软、硬件平台的支持能力和专业性都有较高的要求。
前面我们提到，数字图书馆的内容不只是图书，还有音频、视频、多媒体等内容。
如此丰富的媒体资源存放在光纤磁盘阵列上是最合适的，因为光纤磁盘阵列已经被广泛用于多媒体应用环境中，例如：
电视台的非线性编辑、小区电影点播、校园网VOD等系统。
光纤磁盘阵列能够提供很高的持续带宽，在大用户量访问的情况下，依然能够提供较高的数据传输带宽。
对于VOD系统，我们计算理论值：
按每个视频流为375K计算，500个视频流的系统总流量为375K*500=183M，对于磁盘到控制器的传输速率为2G光纤通道仲裁环，控制器到主机的接口为2G/S，主机到交换机的带宽为2G/S，所以从总的带宽来计算，方案满足VOD系统的要求。
而且在磁盘阵列中，可以将视频文件以RAID0方式进行存储，多个硬盘同时读取一个文件，可大大提高系统的性能。
对于电子图书系统，我们计算理论值为：
按每个浏览按64K计算，按1000个客户端来计算，要求带宽为64K*1000=62.5M，同样满足电子图书的性能要求。
图书馆预计和网通合作来完成图书馆的数字化建设，主要的业务系统除了电子图书的阅览并实现图书全文检索功能以外，还要发展新的VOD业务，并且把它作为主力的经营点来运作，整个系统的电子图书资源大约为1-2T左右，多媒体资源库主要是电影和MP3音乐（电影约3000-5000部），目前大约需要3-4T的存储容量，再加上其他的资源，如图书馆自己采编整理的影音资料，整个系统初期投入大约需要共6T左右的存储容量。
而每年由于扩展的容量，根据实际情况，电子图书和电子期刊每年增量大约在500G-1T之间，加上影音资源等多媒体资源的增长，大约在1T-2T之间，这样看来，****图书馆存储系统每年的增量大约为2T左右。
在整个方案中，需要留有足够的扩充能力，保证在5年之内整个系统可以做到满足增容的需要，并且实现系统的无缝升级。
系统建设目标
1数字图书馆系统平台建设应该具有以下功能：
海量存储：
大量的数字图书资料和多媒体资料存储和发布是数字图书馆应用的核心，拥有一套或多套大容量的存储系统是保证数据安全性和服务连续性的关键。
不仅要求存储系统具有超大容量，而且硬件的可靠性、容量的灵活扩展、简便的安装维护管理也会提高应用的效率。
足够的传输能力：
数字图书馆为局域网和广域网的用户提供丰富的图书和多媒体资料，由于客户端众多，数据流量大，所以对整个系统的性能有着较高的要求，包括存储系统与服务器之间的大容量、高频率的I/O传输，设备内部的总线传输带宽，服务器的网络性能和响应能力等都是用户关注的焦点。
全面的管理和备份：
数字图书馆数据量巨大，文件类型涉及从几Kb的电子图书到数百兆的视频资料，在存储的规划、管理、数据备份方面的工作是保证可靠应用的前提。
拥有先进的管理、备份工具能够帮助管理员高效的管理大容量的数据。
专用的VOD视频点播系统：
随着信息化的发展，更多的图书馆拥有大量远程教学课件和大量VOD视频点播资源，需要系统可以提供专用的VOD视频点播功能来满足当今新业务的需要。
2图书馆服务器、存储系统建成后，应达到如下目标：
具备极高的安全性：
采用的是应用与数据分离的方式和结构，则系统必须考虑到如何保障应用服务器与存储系统的连接与访问的安全性；
先进的体系结构，易于扩充：
采用先进、成熟的技术，使存储系统整体上具有很快的响应速度和更高的数据带宽，可以长时间承受大量用户极高的访问频率和访问速度。
实现了全馆数据的集中，数据量增长将相当迅速，由于很难对将来的数据增长及发展进行精确的估计，那么必须保障系统具有良好的架构和产品具备良好的扩充性；
运行稳定，关键应用无单点故障：
图书馆所有应用数据及全馆的应用数据集中后，数据的安全性和稳定性将异常重要，存储系统必须具备冗余配置，减少单点故障，能够支持图书馆所有应用服务器的不间断访问；
较高的性价比：
采用优良的系统设计及多种存储架构，并充分考虑到存储系统的性能、价格、使用寿命以及系统投产后的后续成本等因素，以较经济的方式建成适应多种业务、非常稳定可靠的存储资源，满足未来图书馆数年内对存储容量、性能的要求，保证系统拥有良好的性价比；
良好的兼容性：
存储系统应能够同网络、主流的操作系统、主流的服务器平台、数据库系统、应用软件较好的结合。
保证应用系统在升级后能够进行平稳的数据迁移及系统过渡；
高可用性保障：
实现可靠的系统备份、恢复和实现重要的历史数据有效归档及恢复，为应用系统提供高可用性保障，使用可靠、便捷、功能强大的管理软件，实现自动化数据存储、减少对人工干预的依赖。
硬件解决方案设计
1设计原则
在图书馆整个IT应用系统中，存储系统构建的应用数据平台是整个系统的重中之重。
作为图书馆的应用及数据的底层保障构架，存储系统的结构决定了整个图书馆的应用服务。
所以，本次项目的关键就是整个数据应用系统的建设。
根据实际应用需求，以及我们多年来在数据系统建设方面的经验，在本次数据应用平台的存储系统建设原则如下：
先进性
选择当今先进的存储技术和存储设备，保证在今后数年的技术先进性，整个系统的生命周期应有比较长的时间，在系统建成以后比较长的一段时间内能满足需求增长的需要，并能够在更新的技术开始应用的时候，将本系统进行升级。
通用性
实用有效是重要的设计目标,设计结果必须满足需求并且有效，不虚设。
系统设计要考虑到3-5年内的技术发展，不过分地追求高、大、全，应切实保证系统所选择的设备和系统结构都具有很好的性价比；选择设备要通用性高，具备前向和后向兼容性，支持今后对系统的扩充。
安全性
稳定性能，容错能力强，操作、管理、维护简单并具有良好的安全性。
能够在多个层次上实现安全接制。
提供多种有效可行安全措施，保护数据安全。
制定严密的数据备份方案和技术保障措施，当系统出现故障时，系统数据能得到及时恢复.系统应保障关键应用的连续性如（ILAS、WEB等）。
保证当意外情况发生时，系统能够平稳、正常的运行和工作。
灵活性
系统配置灵活，备用和可选方案多，能够随着内部和外部应用环境的改变随之做出相应的调整，使整个系统具有很强的升级性和可扩展性，能够适应应用和技术发展的需要。
高管理性
整个系统可以通过完善地控制界面来管理和监控，对系统进行实时的监控和维护，降低了运行的成本。
投资保护性
现在的投资在将来系统升级时一定能够平滑的接入新的系统。
保证现在投资的每一分钱都能够得到最大的投资回报。
2系统设计
2.1为什么要使用SAN结构
在本方案中，根据图书馆的现状，我们建议选择用户全光纤存储磁盘阵列。
理由如下：
A.对于数字图书馆而言，现在系统的建设应该为将来的发展奠定良好的基础。
基于本次购买的磁盘阵列，其作用是存放文本及影象数据资料。
那么，对磁盘阵列的要求应该达到如下几点：
高可用性、高可靠性、强大的可扩展性、设备投资的保护性和高速读取等等。
B.如果本次选用SCSI的磁盘阵列或半光纤的磁盘阵列，那么首先在高可靠性上就不能满足用户的需要，因为SCSI的磁盘阵列是总线结构，若总线上的任何一点出现问题，会影响到整个阵列数据的不可用读取。
光纤阵列采用的是光纤环路技术则不存在以上问题。
C、SCSI磁盘阵列还不能保证系统的高可用性，考虑到将来会有异构平台的接入，那么在现今设计的产品应该考虑到今后同异构平台的兼容性，而SCSI磁盘阵列不支持多点集群，不利于将来保证系统的高可用性。
D.对于图书馆的信息数据而言，其数据量的增长应该非常的快，那么将来如何对存储设备进行扩容，将是非常关键的问题，SCSI设备由于本身技术上的缺点，无法进行在线的扩容。
对现在的投资将是一种浪费。
不能保障系统的可扩展性。
同样，在今后SAN的存储构架将是主流方向，SCSI设备在将来不能够融入SAN系统。
E.SCSI技术为即将淘汰的技术，而FC在现在和未来将逐渐成为主流。
SCSI不利于未来对投资的保护，以下我们以一个例子来说明：
假设我们现在需要5TB容量的存储设备，现在有两种备选的产品，一种是SCSI设备、另一种为全光纤存储。
SCSI产品需要40万元，而光纤产品需要60万元，假设我们今后每年都需要5TB的数据，由于SCSI设备不能扩展，我们只有再买40万元的设备，且其无法有效接入原来的服务器。
但若选用光纤设备扩容则需要20万元，且能够平滑扩容。
以次类推，当存储总容量达到12TB时，选用的SCSI设备为120万元，而选用FC设备则需80万元，总成本明显的低于SCSI设备。
而且在技术上也作了平滑的升级。
由此我们得出结论，选用FC设备可能先期的投入会较大，但在今后的几年内会降低整个成本。
并且可做到设备的平滑升级和连续使用。
对投资有保护的作用。
所以我们建议贵图书馆在该系统中应采用全光纤磁盘阵列
软件系统解决方案
1系统功能
系统总体应用流程:
1.1服务器端介绍
节目点播
⑴支持各种国际标准和国际主流的视频音频格式，包括：
MPEG1、VCD、SVCD、AVI、MPEG2、DVD、VOB、MPG、MPEG4、DIVX、ASF、WMV、RM、QUICKTIME、MP3、CD、MIDI、WAV、RA、AU等视音频格式。
⑵系统支持各种多媒体课件的点播，包括：
文本、图片、图象、声音、程序文件、动画（如FLASH、3DMAX等）、超文本、OFFICE各类型文件等。
⑶通过身份识别可以点播校园网内其它终端的内容。
⑷点播终端采用经典的B/S结构，页面能够实时的反映点播内容、点播排行，推荐节目样等，并方便地进行浏览、增删、修改。
⑸客户端具有多种格式文件上传功能。
通过授权教师除可以在校园网内部进行资料源的上传与下载，还可以通过互联网方式进行远程资料源的上传与下载。
节目广播及录制直播
包括广播服务器和MPEG录制直播服务器
1、一般广播：
广播已存储在服务器中的节目
2、节目转播：
通过视频采集卡采集（电视节目或其它视频源）同时进行节目广播
3、节目录播：
通过视频采集卡采集、录制（电视节目或其它视频源）同时进行
节目广播
4、现场直播：
通过摄像设备摄制采集现场实况，同时进行节目广播。
系统支持单路或多路MPEG流的广播、直播、转播和录播；可截取视频、音频或视音频片段。
节目内容管理
1、目录管理
①目录添加、删除、修改以及目录分组管理，调整目录位置
②目录权限设置：
可在1～128个级别之间自由设置权限
③目录数据库字典：
添加、删除、修改目录字典信息
④目录信息描述
2、节目管理
①节目制作
节目数据资源的存储、删除、备份，以及格式转换和文件截取等
②节目创建
A、节目信息的拖动和复制，以“资源管理器”的方式操作；
B、自动识别文件格式类型、检测节目码率和节目时长
③节目编辑
A、对节目名称、节目制作者、节目类型、内容描述、节目的主演、导演、节目类型以及节目码率等属性进行编辑
B、冗余服务器信息：
设置网卡冗余和服务器冗余
C、节目权限：
可在1～128个级别之间自由设置权限
D、节目计费设定：
按系统设定标准计费、单独计费或免费设定
④附加设置
设置节目的排序号和推荐节目设置
3、查询统计
①按设置定义自动搜索查询节目信息
②节目信息统计：
以直方图或饼状图的方式显示节目信息统计报表
4、系统维护
①系统数据库配置和互联网地址管理（Internet网站或其它有关站点设置）
②系统数据字典管理和网络电台频道管理（设置广播直播频道）
③推荐节目维护和系统选项（系统文件拖放和目录拖放设置）
用户管理
1、帐号和组
①分组管理：
创建、删除用户组和查看组成员
②用户帐号：
添加、删除用户，查看用户基本信息（包括权限级别、带宽分配等信息）、附加信息以及隶属于组的情况，设置是否启用当前用户帐号
③管理员管理：
添加、删除应用层管理员以及修改有关信息
④申请注册用户：
审批客户端自行注册的用户帐号、设置审批规则等
2、用户留言板
查看用户留言的标题、内容、发表者以及发表日期等
3、新闻公告
发布新闻或公告，设置信息包括：
标题、权限级别以及内容（手工输入或URL定位的资源文档）
4、频道节目预告
预告网络电台将要播出的节目，包括：
节目标题、播出频道以及开播时间等
5、点播日志
查看点播日志详情、统计点播结果和维护日志
6、设置
①数据库设置：
系统升级或数据库变更时，对数据库进行配置
②系统设置：
设置匿名用户（不经登录进入系统的用户）访问系统的安全参数，包括浏览节目信息、搜索节目信息、点播节目、接收广播等选项，以及设置匿名帐号、密码和权限级别。
5.1.1.4实时监控管理
1、监控服务器的状态
A、服务器IP地址和服务器主机名
B、当前在线并发流数和支持最大并发流数
C、当前占用总带宽和总带宽平均值
D、当前总CPU占用率和视频服务占用CPU资源
2、监控在线用户状态
A、用户IP地址和用户主机名
B、开始点播时间
C、当前占用带宽和带宽平均值
D、用户登录帐号和用户优先级别
E、点播节目名和点播节目文件名
3、监控状态及视频服务状态控制
A、启动监控和停止监控
B、断开当前用户和断开所有用户
C、发送消息和广播消息
D、刷新显示
5.1.1.5系统管理及安全管理
1、服务器属性配置
①基本属性设置
A、服务器标志：
配置服务器的主机域名、IP地址以及TCP端口
B、用户的连接：
对是否限制连接数和连接超时的时间长短进行设置
C、日志记录：
对创建新日志文件间隔和日志文件存放目录进行设置
②操作员设置
③服务器性能配置
A、带宽限制：
对视频服务占用网络带宽进行限制或不限制
B、文件码率限制：
对不同码率的节目输出进行限制或不限制
C、服务时间段方案：
对提供视频服务的时间段进行设置
2、安全设置
对管理员进行服务器核心认证：
增加、修改、删除管理员，以及对是否启用当前管理员帐号进行设置
对用户进行服务器核心认证：
①用户权限设置
A、用户IP权限：
IP地址限制、IP地址优先级控制
B、用户帐号权限：
用户帐号限制、用户帐号优先级控制
C、用户IP权限和用户帐号权限优先选择
②用户帐号管理
添加、编辑、删除以及查找用户帐号，内容包括：
A、用户帐号名、用户真实姓名、用户密码、用户确认密码
B、用户的优先级：
对用户优先级别（1～128个级别）进行限制
C、用户的最大带宽：
对用户能点播节目的最大带宽进行限制
D、当前是否禁止使用此帐号
③用户IP地址管理
添加、编辑、删除以及查找用户IP地址，内容包括：
A、用户IP地址、主机名
B、用户IP地址优先级别：
对用户的IP地址优先级别（1～128个级别）进行限制
C、当前是否禁止使用此IP地址
3.分布式设置
①服务器类型
对机群分布式的服务器类型（主、副服务器）和分布式管理服务器TCP端口进行管理设置
②负载条件与阈值
设置触发主服务器进行均衡调度的负载条件与其阈值，当某一服务器其负载条件达到阈值后，视频服务器将不再会接收后续的调度请求。
负载条件主要有三个选项：
⑴连接数：
设置本地服务器不再接收调度请求的连接数限制。
⑵CPU使用率：
设置本地服务器不再接收调度请求的CPU使用率限制。
⑶网络带宽：
设置本地服务器不再接收调度请求的网络带宽限制。
③均衡调度
设置是否启用负载均衡调度服务器及添加被调度的副服务器成员。
只有在主服务器上才能启用负载均衡调度服务器。
计费管理
1、计费方式
按月计费、按点播次数、按网络流量、按网络时间等方式计费
2、用户结帐
用户帐号计帐结算
设置折扣率和结算起止时间
费用信息查询和打印
3、报表统计
明细统计报表和汇总统计报表
客户端介绍
1、标准服务模式
①首页
查看最近更新节目、推荐节目、新闻公告和网络电台节目预告
②节目点播
按节目列表信息显示结果点播所需要的节目
③网络电台
接收网络电台所播出的广播、转播、录播或现场直播节目
④节目检索
根据节目信息所包含的内容，可按节目名称、节目创作者、节目创建日期、节目格式类型、节目类别、主演、导演等方式检索查询。
⑤点播排行
按照以下设置条件查看点播排行情况：
A、排行时间：
查看系统总排行、当日、星期、月度、季度、年度、前1~30日排行
B、节目类型：
所有节目类型、具体流媒体格式类型或课件类型
C、排行榜位数：
可设置查看排行榜前面的节目位数
⑥用户服务
A、查看系统信息
B、查看用户设置信息（许可情况下可修改密码或帐号信息）
C、查询用户点播帐单
D、用户发表并提交留言
E、下载附件
F、获得使用帮助（包括问题解答）
⑦上互联网
快捷连接到Internet网站或登录到其它站点浏览信息
系统特点
系统概述
系统支持CA认证技术
传奇视音频服务系统在设计之初就充分考虑了多种不同认证体系的需求，加上良好的系统实现，完全可以通过不同系统不同级别的多种认证制度，包括相关的CA认证。
系统客户端为B/S结构
传奇视音频服务系统客户端采用的是经典的B/S架构。
在客户端上，只需要使用浏览器，就可以完成所有的管理和点播任务。
客户端的播放器完全是拥有自主产权的独立设计产品，可以实现在浏览器中的自动安装和运行，并自动实现同浏览器的信息交互，自动提供相关的安全授权和验证。
系统可提供尽量高的并发流量，避免因服务器负荷已满而拒绝服务
传奇视音频服务系统采用了适应性流传输协议，在数据传输过程中，接收端并非时刻占用网络带宽，保证了服务器端总带宽资源的充分利用。
另外，系统使用标准的TCP/IP协议，能够实现实现跨网段、防火墙的点播，利用其多线程的处理机制和分布式的体系架构，在万人以上的场合中，也能够实现很好的流量并发访问传输，不会造成系统的拥塞。
另外，传奇视音频服务系统在点播和广播质量控制方面做得非常优秀，其终端播放响应速度快，对于点播延迟，MPEG1/2、Rm等格式控制在1秒以下，MPEG4格式可控制在1秒以下，视频流畅、平滑，每秒完全可达25~30帧，能够绝对满足城域网的要求。
系统兼容各种主流视频文件格式
传奇视音频服务系统在所支持人媒体文件格式和种类上，也堪称同类产品中最多的系统。
系统能够支持多种MPEG1、MPEG2、MPEG4和其它常用文件如AVI、ASF、RM、WAV等国际标准音视频文件格式，也能支持其它如Flash、Word、Excel等其它类型文件的在线点播上广播。
系统在存储视频文件时可以根据需要，选择合适的格式
传奇视音频服务系统在存储视频文件时，可以采用标准的格式进行存储。
既可以保持最佳的空间利用率，也可以保证在点播时不丧失性能。
另外，系统支持视频数据的分布存储，可对不同磁盘实行分盘存储，也可集中多块盘片通过RAID技术方式存储，以减少磁盘寻道时间，提高数据的访问速度。
系统提供视频文件格式转换功能
系统能够提供相关的视频文件格式转换工具，可将MPEG1/2、AVI等格式文件转换为MPEG4格式文件，帮助管理员进行格式转换。
不过基于性能和带宽的考虑，建议专门开辟一台服务器，用于进行视频文件的制作。
系统支持对电视节目定时、自动录制等功能
传奇视音频服务系统，不仅能提供一些VOD系统所能提供的全部必有功能（如音视频及课件点播和组播、节目的存储和管理），也提供了其它很多非常重要的功能，特别是电视节目的自动录制，音视频节目的编辑和制作等，系统在这方面下了很大的功夫。
系统具有很好的可维护性和强大的管理特性
传奇视音频服务系统产品化程度高、成熟度高、性能优秀稳定、操作简单直观，安装和部署均极为便捷，毫无疑问，本系统是目前所见将这些特点融合在一起表现最佳的产品。
它提供了多种用户权限管理机制，能够让管理员直观方便的对系统进行多种方式的，不同层次和不同级别的管理。
传奇视音频服务系统的人性化设计
传奇视音频服务系统的设计具有许多非常人性化的考虑，具体如下：
能够真正实现跨网段、跨路由进行点播广播，在跨网段、跨路由的广域网环境应用中，也不需要对网络环境进行任何特别设置。
可随意截取画面和片段，并可选择只截取视频流或音频流。
可以无任何延迟的快进快退播放以及播放慢动作快动作。
制作节目时，节目信息的拖动和复制，以“资源管理器”的方式操作，简单、方便、快捷，而且可选择保持原名称或用新建节目名，具备周密
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