一种基于混合多云实时同步的容灾备份播出系统及方法

技术领域

本发明属于广播电视播控技术领域，尤其涉及一种基于混合多云实时同步的容灾备份播出系统及方法。

背景技术

电视台播出安全级别较高，播出去的信号出现黑场、静帧等故障3秒以上即属于播出事故。所以为了电视台播出系统的安全，在做播出系统方案设计时，都会采取全面的安全措施。最常见的就是多链路备份方案，多链路备份方案会设计最多三个播出链路(主、备、二备)，外加一个垫片。播出链路有相同的节目单，三台播出服务器严格按照该节目单同步播放，输出三路相同的信号，垫片循环播出宣传片等信号。整个系统末端会配置末级倒换设备，播出系统做应急切换策略，当主信号出现问题切换到备路，主、备路都出现问题切换到二备，主、备、二备都出问题切换到垫片。当电视台内部播出系统因意外(如火灾、地震等)停止工作时，整个播出系统将无法输出信号，此时需要建立容灾备份播出系统：在电视台外部建立一套完全一样的备份播出系统，当电视台内部播出系统出现意外时，可以短时间内切换到电视台外部播出系统，使得该备份播出系统可以接管代替电视台内部播出系统继续正常工作，正常输出播出信号。

现有技术一般选择实体设备、异地容灾备份方案的方式，在相隔较远的异地，建立两套功能相同的播出系统，完全为基于实体设备环境上实现的原址播出及异地备份播出。现有技术的两套系统是通过“克隆代理”将节目单、正播单以及播控软件的控制指令从原址播出系统实时发送到备份播出系统的，通讯方向是单向的，只能从原址系统向克隆系统传输。现有技术的备份系统，根据原址播出系统发过来的节目单，从原址播出系统存储中拷贝素材。

现有技术方案存在以下问题：

(1)现有技术中，播出系统的容灾备份播出系统方案选择实体设备、异地容灾备份的方式，当该异地也因意外(如火灾、地震等)停止工作时，整个容灾备份播出系统将无法输出信号，也就无法起到备份播出的作用，如果此时电视台内部播出系统也出现问题，该电视台播出频道将在短时间内无法恢复正常业务，导致电视台出现严重播出事故。

(2)现有技术的两套系统是通过“克隆代理”传递消息的，原址播出系统将节目单、正播单以及播控软件的控制指令等消息通过“克隆”实时发送到备份播出系统的。通讯方向是单向的，只能从原址系统向备份系统传输，这样当备份系统内部出现异常情况原址系统并不知道，可能会导致两套系统业务不同步。

(3)现有技术的备份系统，根据原址播出系统发过来的节目单，从原址播出系统存储中拷贝素材。需要在异地实体线路进行素材传输，公网传输速度很慢，拉专网会导致成本升高。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于混合多云实时同步的容灾备份播出系统，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

本发明公开一种基于混合多云实时同步的容灾备份播出系统，所述系统包括私有云播出系统和公有云备份播出系统，所述私有云播出系统建立在基于电视台内部局域网的私有云环境中，所述公有云备份播出系统建立在通过互联网访问的公有云环境中，所述私有云播出系统包括用于与所述公有云备份播出系统进行通讯及信息交互的电视台播出系统代理服务模块，所述公有云备份播出系统包括用于与所述私有云播出系统进行通讯及信息交互的备份系统代理服务模块；所述公有云备份播出系统能够接收所述私有云播出系统的节目单、控制指令以及素材，所述备份系统代理服务模块具有定时查询机制，查询机制定时向所述电视台播出系统代理服务模块发起节目单、控制指令以及素材的查询，进行节目单、控制指令以及素材的同步镜像，实现同步播出。

进一步的是，所述私有云播出系统还包括播出系统业务模块、原址播出数据库模块、私有云共享存储模块以及私有云消息服务模块；所述播出系统业务模块用于与所述电视台播出系统代理服务模块传输消息，所述原址播出数据库模块用于供所述播出系统业务模块、所述电视台播出系统代理服务模块读取或写入系统业务信息数据；所述私有云共享存储模块用于存放素材文件；所述私有云消息服务模块用于为所述播出系统业务模块提供消息服务，所述播出系统业务模块通过所述私有云消息服务模块对外交互消息。

进一步的是，所述播出系统业务模块包括播出工作站单元、编单工作站单元、素材管理工作站单元、原址播出同步服务单元；所述播出工作站单元用于从所述原址播出数据库模块中加载节目单信息；所述编单工作站单元用于编制节目单信息并写入所述原址播出数据库模块；所述素材管理工作站单元用于进行素材管理并发起对外素材迁移的任务；所述原址播出同步服务单元用于执行素材迁移任务。

进一步的是，所述公有云备份播出系统还包括备份系统业务模块、备份播出系统数据库模块、公有云共享存储模块以及公有云消息服务模块；所述备份系统业务模块用于与所述备份系统代理服务模块传输消息，所述备份播出系统数据库模块用于供所述备份系统业务模块、所述备份系统代理服务模块读取或写入系统业务信息数据；所述公有云共享存储模块用于存放素材文件；所述公有云消息服务模块用于为所述备份系统业务模块提供消息服务，所述备份系统业务模块通过所述公有云消息服务模块对外交互消息。

进一步的是，所述备份系统业务模块包括备份播出工作站单元、备份播出同步服务单元；所述备份播出工作站单元用于从所述备份播出系统数据库模块中加载最新节目单信息，所述备份播出同步服务单元用于接收素材文件并拷贝至所述公有云共享存储模块进行存储。

本发明还公开一种基于混合多云实时同步的容灾备份播出方法，所述方法包括：在电视台内部建立一套基于电视台内部局域网的私有云环境，在通过互联网访问的云端建立公有云环境，所述私有云环境和公有云环境分别包括：虚机环境、数据库环境、共享存储环境、消息服务环境、交互环境；在私有云环境和公有云环境中分别搭建私有云播出系统和公有云备份播出系统，包括：

在虚机环境分别安装播出系统业务模块、备份系统业务模块，播出系统业务模块包括播出工作站单元、编单工作站单元、素材管理工作站单元以及原址播出同步服务单元；备份系统业务模块包括备份播出工作站单元、备份播出同步服务单元；

在数据库环境分别建立原址播出数据库模块、备份播出系统数据库模块，供播出系统业务模块与备份系统业务模块读取及写入系统业务信息数据；

在共享存储环境分别建立私有云共享存储模块、公有云共享存储模块，存放要播出的素材文件；

在消息服务环境分别安装私有云消息服务模块、公有云消息服务模块，对外交互消息；

在交互环境分别安装电视台播出系统代理服务模块、备份系统代理服务模块，公有云备份播出系统能够接收所述私有云播出系统的节目单、控制指令以及素材，完成同步播出。

进一步的是，在私有云环境上，所有虚机环境均支持弹性扩展，私有云云管平台对所有虚机进行管理、健康监测及应急切换操作，当私有云云管平台监测到某一虚机出现异常时，立即执行虚机漂移，将该虚机业务扩展至其他虚机。

进一步的是，在公有云环境上，所有虚机环境分布在全国各地，不局限在某一固定地点，公有云云管平台对所有地区虚机进行管理、健康监测及应急切换等操作，当公有云云管平台监测到某一虚机出现异常时，立即执行虚机漂移，将该虚机业务移至其他健康虚机。

进一步的是，在所述同步播出中包括：节目单、控制指令以及素材的同步镜像；

所述节目单的同步镜像包括：

S11：当私有云播出系统发送一个节目单时，通过私有云消息服务模块向电视台播出系统代理服务模块发送MQ消息，电视台播出系统代理服务模块接收到消息后，从原址播出数据库模块读取对应节目单，然后通过socket通讯发送给公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块；

S12：公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块将接收到的节目单写入备份播出系统数据库模块，然后再通过公有云消息服务模块向备份播出工作站单元发送节目单更新消息，备份播出工作站单元接收到消息后，从备份播出系统数据库模块加载最新的节目单；

S13：操作执行完成后，备份播出工作站单元将成功加载节目单消息，并通知备份系统代理服务模块，备份系统代理服务模块将该消息反馈给私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块，电视台播出系统代理服务模块收到成功消息后则结束该流程；

S14：若电视台播出系统代理服务模块在设定时间内未收到反馈消息，电视台播出系统代理服务模块将再发送一次节目单，若仍未收到成功反馈消息，则弹出警告框；

S15：公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块具有定时查询机制，定时向私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块发起节目单查询，确认两边节目单是否一致，如果不一致，则发起再次发送请求，私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块收到请求后，再次发送节目单给公有云备份播出系统；

所述控制指令的同步镜像包括：

S21：在私有云播出系统执行开播、停止、take，hold操作时，会通过私有云消息服务模块向电视台播出系统代理服务模块发送MQ消息，电视台播出系统代理服务模块接收到消息后，通过socket通讯发送给公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块，备份系统代理服务模块再通过公有云消息服务模块通知备份播出工作站单元执行对应的操作；

S22：操作执行完成后，备份播出工作站单元将成功收到控制指令的消息反馈发回私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块，电视台播出系统代理服务模块收到成功消息后则结束该流程；

S23：若电视台播出系统代理服务模块在设定时间内未收到反馈消息，电视台播出系统代理服务模块将再发送一次控制指令，若仍未收到成功反馈消息，则弹出警告框；

S24：公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块具有定时查询机制，定时向私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块发起控制指令查询，确认两边控制指令是否一致，如果不一致，发起再次发送请求，私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块收到请求后，再次发送控制指令给公有云备份播出系统；

所述素材的同步镜像包括：

S31：当私有云播出系统的节目单同步到公有云备份播出系统后，公有云备份播出系统根据节目单会自动按照节目单调用查询素材服务，查询到私有云播出系统的素材存储路径信息，提交给备份播出同步服务单元进行拷贝迁移，由备份播出同步服务单元将素材拷贝到公有云共享存储模块；

S32：查看各频道日期节目单素材的迁移情况；

S33：操作执行完成后，公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块将该消息反馈给私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块，电视台播出系统代理服务模块收到成功消息后则结束该流程；

S34：若在设定时间内未收到反馈消息，私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块将再次发起一次素材同步迁移的任务，若仍未收到成功反馈消息，则弹出警告框；

S35：公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块具有定时查询机制，定时向私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块发起素材查询，确认两边素材是否一致，如果不一致，发起再次发送请求，私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块收到请求后，再次发送素材给公有云备份播出系统。

进一步的是，步骤S14、S23、S34中所述的设定时间为1分钟，步骤S15、S24、S35中所述的定时查询机制为每小时进行查询。

本发明的有益效果是：本发明将电视台播出系统放在私有云上，将容灾备份播出系统放在公有云上，能够在两套播出系统双双实现弹性扩展，以解决异地实体备份系统的单点局限带来的风险，对播出系统提供了更大的保护屏障；其次本发明通过将私有云、公有云两套播出系统建立密切相互的通讯机制，来进行相互的节目单、控制指令、素材的实时同步镜像，加强了两套系统的紧密联系，保证了两套系统的业务实时同步性，大大缩短了当原址系统出现问题切换到备份系统的切换时间，避免了单方通讯异常情况；另外，本发明通过混合云的共享存储架构来实现播出素材的同步传输业务，实现了不增加成本的情况下快速同步传输素材文件。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为基于混合多云实时同步的容灾备份播出系统结构示意图。

具体实施方式

本发明公开一种基于混合多云实时同步的容灾备份播出系统及方法，如图1所示，所述系统包括私有云播出系统和公有云备份播出系统，所述私有云播出系统建立在基于电视台内部局域网的私有云环境中，所述公有云备份播出系统建立在通过互联网访问的公有云环境中，所述私有云播出系统包括用于与所述公有云备份播出系统进行通讯及信息交互的电视台播出系统代理服务模块，所述公有云备份播出系统包括用于与所述私有云播出系统进行通讯及信息交互的备份系统代理服务模块；所述公有云备份播出系统能够接收所述私有云播出系统的节目单、控制指令以及素材，所述备份系统代理服务模块具有定时查询机制，查询机制定时向所述电视台播出系统代理服务模块发起节目单、控制指令以及素材的查询，进行节目单、控制指令以及素材的同步镜像，实现同步播出。

私有云一般是为客户单独使用而构建的，因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。私有云可部署在企业数据中心的防火墙内，也可以将它们部署在一个安全的主机托管场所，私有云的核心属性是专有资源。本发明所述的私有云环境建立在电视台内部，部署在电视台内部局域网中。

公有云一般可通过互联网使用，可能是免费或成本低廉的，公有云的核心属性是共享资源服务，公有云可在当今整个开放的公有网络中提供服务。本发明所述的公有云环境建立在通过互联网访问的云端。

所述私有云播出系统还包括播出系统业务模块、原址播出数据库模块、私有云共享存储模块以及私有云消息服务模块；所述播出系统业务模块用于与所述电视台播出系统代理服务模块传输消息，所述原址播出数据库模块用于供所述播出系统业务模块、所述电视台播出系统代理服务模块读取或写入系统业务信息数据；所述私有云共享存储模块用于存放素材文件；所述私有云消息服务模块用于为所述播出系统业务模块提供消息服务，所述播出系统业务模块通过所述私有云消息服务模块对外交互消息。所述播出系统业务模块包括播出工作站单元、编单工作站单元、素材管理工作站单元、原址播出同步服务单元；所述播出工作站单元用于从所述原址播出数据库模块中加载节目单信息；所述编单工作站单元用于编制节目单信息并写入所述原址播出数据库模块；所述素材管理工作站单元用于进行素材管理并发起对外素材迁移的任务；所述原址播出同步服务单元用于执行素材迁移任务。

所述公有云备份播出系统还包括备份系统业务模块、备份播出系统数据库模块、公有云共享存储模块以及公有云消息服务模块；所述备份系统业务模块用于与所述备份系统代理服务模块传输消息，所述备份播出系统数据库模块用于供所述备份系统业务模块、所述备份系统代理服务模块读取或写入系统业务信息数据；所述公有云共享存储模块用于存放素材文件；所述公有云消息服务模块用于为所述备份系统业务模块提供消息服务，所述备份系统业务模块通过所述公有云消息服务模块对外交互消息。所述备份系统业务模块包括备份播出工作站单元、备份播出同步服务单元；所述备份播出工作站单元用于从所述备份播出系统数据库模块中加载最新节目单信息，所述备份播出同步服务单元用于接收素材文件并拷贝至所述公有云共享存储模块进行存储。

私有云播出系统和公有云备份播出系统通过密切的相互通讯机制，增强了两套播出系统的业务实时同步性。

所述基于混合多云实时同步的容灾备份播出方法包括：在电视台内部建立一套基于电视台内部局域网的私有云环境，在通过互联网访问的云端建立公有云环境，所述私有云环境和公有云环境分别包括：虚机环境、数据库环境、共享存储环境、消息服务环境、交互环境；在私有云环境和公有云环境中分别搭建私有云播出系统和公有云备份播出系统，包括：

在虚机环境分别安装播出系统业务模块、备份系统业务模块，播出系统业务模块包括播出工作站单元、编单工作站单元、素材管理工作站单元以及原址播出同步服务单元；备份系统业务模块包括备份播出工作站单元、备份播出同步服务单元；

在数据库环境分别建立原址播出数据库模块、备份播出系统数据库模块，供播出系统业务模块与备份系统业务模块读取及写入系统业务信息数据；

在共享存储环境分别建立私有云共享存储模块、公有云共享存储模块，存放要播出的素材文件；

在消息服务环境分别安装私有云消息服务模块、公有云消息服务模块，对外交互消息；

在交互环境分别安装电视台播出系统代理服务模块、备份系统代理服务模块，公有云备份播出系统能够接收所述私有云播出系统的节目单、控制指令以及素材，完成同步播出。

在私有云环境上，所有虚机环境均支持弹性扩展，私有云云管平台对所有虚机进行管理、健康监测及应急切换操作，当私有云云管平台监测到某一虚机出现异常时，立即执行虚机漂移，将该虚机业务扩展至其他虚机。

在公有云环境上，所有虚机环境分布在全国各地，不局限在某一固定地点，公有云云管平台对所有地区虚机进行管理、健康监测及应急切换等操作，当公有云云管平台监测到某一虚机出现异常时，立即执行虚机漂移，将该虚机业务移至其他健康虚机。

在上述同步播出中包括节目单、控制指令以及素材的同步镜像。私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块与公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块之间通过socket方式建立通讯，私有云播出系统、公有云备份播出系统内部分别通过各自的MSMQ消息服务通讯。

其中，节目单的同步镜像包括以下步骤：

S11：当私有云播出系统的播出工作站单元(或编单工作站单元)发送一个节目单(正播单或预播单)时，通过私有云消息服务模块向电视台播出系统代理服务模块发送MQ消息，电视台播出系统代理服务模块接收到消息后，从原址播出数据库模块读取对应节目单，然后通过socket通讯发送给公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块。

S12：公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块将接收到的节目单写入备份播出系统数据库模块，然后再通过公有云消息服务模块向备份播出工作站单元发送节目单更新消息，备份播出工作站单元接收到消息后，从备份播出系统数据库模块加载最新的节目单。

S13：操作执行完成后，备份播出工作站单元将成功加载节目单消息，并通知备份系统代理服务模块，备份系统代理服务模块将该消息反馈给私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块，电视台播出系统代理服务模块收到成功消息后则结束该流程。

S14：若电视台播出系统代理服务模块在设定时间(如1分钟)内未收到反馈消息，电视台播出系统代理服务模块将再发送一次节目单，若仍未收到成功反馈消息，则弹出警告框“该节目单向备份播出系统同步镜像失败，请检查”。

S15：公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块具有定时查询机制，定时(如每小时)向私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块发起节目单查询，确认两边节目单是否一致，如果不一致，则发起再次发送请求，私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块收到请求后，再次发送节目单给公有云备份播出系统。

控制指令的同步镜像包括以下步骤：

S21：在私有云播出系统的播出工作站单元执行开播、停止、take，hold等操作时，会通过私有云消息服务模块向电视台播出系统代理服务模块发送MQ消息，电视台播出系统代理服务模块接收到消息后，通过socket通讯发送给公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块，备份系统代理服务模块再通过公有云消息服务模块通知备份播出工作站单元执行对应的操作。

S22：操作执行完成后，备份播出工作站单元将成功收到控制指令的消息反馈发回私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块，电视台播出系统代理服务模块收到成功消息后则结束该流程。

S23：若电视台播出系统代理服务模块在设定时间(如1分钟)内未收到反馈消息，电视台播出系统代理服务模块将再发送一次控制指令，若仍未收到成功反馈消息，则弹出警告框“控制指令同步镜像失败，请检查”。

S24：公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块具有定时查询机制，定时(如每小时)向私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块发起控制指令查询，确认两边控制指令是否一致，如果不一致，发起再次发送请求，私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块收到请求后，再次发送控制指令给公有云备份播出系统。

素材的同步镜像包括以下步骤：

S31：当私有云播出系统的编单工作站单元的节目单同步到公有云备份播出系统后，公有云备份播出系统的全域媒体整备软件服务端根据节目单会自动按照节目单调用查询素材服务(通过webservices方式)，查询到私有云播出系统的素材存储路径等信息，提交给备份播出同步服务单元进行拷贝迁移，由备份播出同步服务单元将素材拷贝到公有云共享存储模块。

S32：在公有云备份播出系统的全域媒体整备软件客户端可以分频道日期查看各频道日期节目单素材的迁移情况。

S33：操作执行完成后，公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块将该消息反馈给私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块，电视台播出系统代理服务模块收到成功消息后则结束该流程。

S34：若在设定时间(如1分钟)内未收到反馈消息，私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块将再次发起一次素材同步迁移的任务，若仍未收到成功反馈消息，则弹出警告框“该素材向备份播出系统同步镜像失败，请检查”。

S35：公有云备份播出系统的备份系统代理服务模块具有定时查询机制，定时(如每小时)向私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块发起素材查询，确认两边素材是否一致，如果不一致，发起再次发送请求，私有云播出系统的电视台播出系统代理服务模块收到请求后，再次发送素材给公有云备份播出系统。

本发明通过将两套播出系统分别放在私有云和公有云上，利用两套云化播出系统双双实现弹性扩展、混合云的共享存储架构等特点，对播出系统提供了更大的保护屏障，通过增加私有云、公有云两套播出系统紧密的通讯机制，增强了两套播出系统的业务实时同步性。

最后应说明的是，以上所述仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。