tanenbaum_seti_all.pages (525408), страница 214
Текст из файла (страница 214)
А если у видеосервера всего 100 клиентов, которые день за днем смотрят одни и те же 20 фильмов, это уже не только реальное, но и выгодное решение, Поскольку видеосервер представляет собой в действительности просто огромное устройство ввода-вывода, работающее в режиме реального времени, его аппаратная и програмллная архитектура должна отличаться от используемой в РС или рабочей станции ())л11Х. Аппаратная архитектура типичного видеосервера показана на рис. 7.46.
Сервер состоит из одного или нескольких высокопроизводительных процессоров, у каждого из которых есть своя локальная память, память общего доступа, большой кэш ОЗУ для хранения популярных фильмов, множества различных накопителей для хранения фильмов, а также сетевое оборудование, например, оптического интерфейса с магистралью БО)л)ЕТ или АТМ с каналом ОС-12 или выше. Все зти подсистемы соединены сверхскоростной шиной (по меньшей мере 1 Гбайт/с). Познакомимся теперь с программным обеспечением видеосервера. Процессоры принимают запросы пользователей, находят нужные фильмы, перемещают данные между устройствами, выписывают счета клиентам, а также выполняют множество других операций.
Для некоторых из этих функций фактор времени не является критичным, но для большинства он критичен, поэтому на некоторых (если не на всех) центральных процессорах должна работать операционная система реального времени, такая как микроядро реального времени. Такие системы обычно разбивают задание на отдельные небольшие задачи, для каждой из которых известен срок ее окончания. Затем программа, следящая за расписанием выполнения задач, может запустить, например, алгоритм выполнения задач в порядке сроков выполнения или алгоритм монотонной скорости (1ли и 1лу1апс), 1975), Программное обеспечение, работающее в центрзльных процессорах, также определяет тип интерфейса, предоставляемого сервером своим клиентам (серверам подкачки и телевизионным приставкам).
Наиболее популярными являются два интерфейса. Один из них представляет собой традиционную файловую систему, в которой клиент может открывать, читать, писать и закрывать файлы. Помимо Мультимедиа 799 сложностей, связанных с иерархией хранения и с соображениями реального вре- мени, в таком интерфейсе клиенту придется еще заниматься и вопросами файло- вой системы, например, 1)Х1Х, Набор сменных оптических дисков Архив магнитных лент Жесткие диски йА!О Рис. 7.46.
Аппаратная архитектура типичного видеосервера В основе второго типа интерфейса лежит модель видеомагнитофона. Сервер получает команды открытия, начала или приостановки воспроизведения, а также команды быстрой перемотки в обе стороны. Основное отличие этого интерфейса от модели 1))к)1Х состоит в том, что, получив команду Р~АУ (воспроизведение), сервер начинает выдавать данные с постоянной скоростью без необходимости передачи новых команд. 11ентральной частью программного обеспечения видеосервера является программа управления дисками.
Она выполняет две основные задачи: копирование фильмов на жесткий диск с оптического диска и обработка дисковых запросов для нескольких выходных потоков. Вопрос размещения фильма очень важен, так как он сильно влияет на производительность. Возможны два способа организации дискового хранения; дисковая ферма и дисковый массив. Дисковая ферма подразумевает хранение на каждом диске нескольких фильмов целиком. Каждый фильм должен дублироваться на двух или даже более дисках, чтобы обеспечить высокую надежность и производительность. Дисковый массив, или набор КАПЭ (Кедцпдапг Аггау о1 1пс1ерепг)епг Пзкз — матрица независимых дисковых накопителей с избыточностью), является формой организации хранения, в которой фильм хранится сразу на нескольких дисках, например, блок О на диске О, блок 1 на диске 1 и так далее циклически.
Такая организация хранения называется разбиением на полосы. Разбитый на полосы массив диска обладает рядом преимуществ перед дисковой фермой. Во-первых, все и дисков могут работать параллельно, увеличивая 800 Глава 7. Прикладной уроввнь производительность системы в и раз. Во-вторых, такой набор можно сделать отказоустойчивым, если к каждой группе дисков добавить еще один диск, на котором хранить поблочную сумму по модулю два всех данных набора. Наконец, такой способ автоматически решает вопрос балансировки нагрузки. (Все популярные фильмы не смогут оказаться на одном диске).
С другой стороны, организация дисковых массивов является более сложной, чем дисковая ферма, и чрезвычайно чувствительной к множественным отказам. Она также плохо подходит для таких операций видеомагнитофона как быстрая перемотка назад или вперед, Другая задача дискового программною обеспечения состоит в обслуживании выходных потоков реального времени и удовлетворении соответствующих временных требований. Еще несколько лет назад зто было связано с необходимостью реализации сложных алгоритмов планирования, однако по мере снижения цен на модули памяти стал возможен более простой подход.
Для передачи каждого видеопотока необходимо хранить в буфере ОЗУ отрезок фильма длиной, скажем, 10 с (5 Мбайт). Буфер заполняется путем выполнения дисковой операции и освобождается сетевым процессом. Имея 500 Мбайт оперативной памяти, мы сможем одновременно буферизировать 100 потоков. Конечно, дисковая подсистема должна обладать устойчивой скоростью передачи данных 50 Мбайт/с для нормального заполнсния буферов, однако матрица КАП), составленная из высокопроизводительных дисков типа ЗС51, запросто может справиться с этой задачей. Распределительная сеть Распределительная сеть представляет собой набор коммутаторов и линий связи между источником данных и их получателями. Как было показано на рис. 7А4, она состоит из магистрали, соединенной с локальными распределительными сетями.
Обычно магистраль является коммутируемой, а локальная распределительная сеть — нет. Основным требованием, предъявляемым к магистрали, является высокая пропускная способность. Раньше вторым требованием был низкий уровень флуктуации (джиттера), то есть неравномерности трафика, однако теперь, когда даже самые дешевые ПК получили возможность буферизировать 10 с высококачественного видео в формате МРЕС-2, это требование перестало быть актуальным.
Локальное распределение представляет собой чрезвычайно неупорядоченное, хаотическое явление — это связано с тем, что различные компании пытаются пРедоставлять услуги в различных регионах по различным сетям. Телефонные компании, компании кабельного телевидения, а также совершенно новые организации пытаются первыми застолбить участок. В результате наблюдается быстРое распространение новых технологий. В японии некоторые компании, занимающиеся канализационными трубами, утверждают, что именно они обладают преимушеством, так как принадлежащие им трубы большого диаметра подведены в каждый дом (через них действительно прокладывается оптоволоконный кабель, однако нужно очень аккуратно следить за местами его вывода из труб).
В настоящее время уже используется множество схем локального распределения видео по заказу, из которых четырьмя основными являются АР51., РТТС, РТТН и НЕС. Мы рассмотрим их все по очереди. Мультимедиа 801 Система АГ)ВЬ (Азугпшегйс 1)!й!га! 5цЬзспЬег !.ше — асимметричная цифровая абонентская линия) была первой попыткой телефонных компаний поучаствовать в деле локального распределения, Мы изучали АЭБЕ в главе 2 и сейчас не будем повторять этот материал. Идея состояла в том, что практически каждый дом в США, Европе и Японии уже оснащен медными витыми парами (для аналоговой телефонной связи).
Если бы эти провода можно было использовать для видео по заказу, то телефонные компании могли бы сорвать большой куш. Проблема заключалась в том, что по этим проводам невозможно передать на их обычную длину в 1О км даже ноток данных МРЕО-1, не говоря уже о МРЕО-2. Для передачи полноцветного видео с плавными движениями и высоким разрешением необходима скорость 4-8 Мбит/с в зависимости от требуемого качества. Таких скоростей с помощью А1ЭВ!. достичь невозможно (вернее, возможно, но только при передаче на очень малые расстояния).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
