專(zhuān)利名稱(chēng)：具有增強(qiáng)性能的視頻存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于存儲(chǔ)視頻信息的視頻存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
過(guò)去，視頻編輯發(fā)生在單獨(dú)的設(shè)備上，典型地發(fā)生在磁帶錄像機(jī)上。想要?jiǎng)?chuàng)建由分離的剪輯構(gòu)成的視頻片斷的編輯人員將在一臺(tái)或多臺(tái)源機(jī)器上按照所需的次序?qū)糨嬤M(jìn)行排列，然后選擇所需的剪輯進(jìn)行記錄。共享視頻存儲(chǔ)的出現(xiàn)極大地改變了目前所進(jìn)行的視頻編輯的方式。利用今天的共享存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)用戶(hù)可以利用非線性編輯技術(shù)，每人對(duì)相同內(nèi)容的副本進(jìn)行編輯。因?yàn)閹捈s束，現(xiàn)在許多視頻存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常對(duì)用戶(hù)的數(shù)量加以限制。這種視頻存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)通常不會(huì)允許多于所限數(shù)量的用戶(hù)來(lái)訪問(wèn)存儲(chǔ)設(shè)施。通過(guò)提供額外的鏈路來(lái)克服此缺點(diǎn)整體上增加了成本。
因此，需要一種技術(shù)，用于提供一種克服了上述缺點(diǎn)的共享視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
簡(jiǎn)要地，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，提出了一種用于存儲(chǔ)內(nèi)容、優(yōu)選地為視頻文件的存儲(chǔ)系統(tǒng)。本發(fā)明的存儲(chǔ)系統(tǒng)包括存儲(chǔ)裝置，大容量硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或一個(gè)或多個(gè)廉價(jià)盤(pán)驅(qū)動(dòng)器冗余陣列(RAID)。所述存儲(chǔ)系統(tǒng)還包括至少一個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元，用于鏡像存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置上的內(nèi)容的至少一部分。因此，用戶(hù)可以從所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元獲得這些鏡像的內(nèi)容，而不是從所述存儲(chǔ)裝置，從而降低了對(duì)所述存儲(chǔ)裝置的帶寬要求。寫(xiě)入導(dǎo)控器與所述存儲(chǔ)裝置和所述一個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元相連，用于控制寫(xiě)入所述存儲(chǔ)裝置和所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元中的輸入內(nèi)容。高速緩存管理器對(duì)所述存儲(chǔ)裝置和所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元之間的內(nèi)容一致性進(jìn)行管理，從而所述存儲(chǔ)裝置上的至少一些內(nèi)容也存在于所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元上，反之亦然。讀取導(dǎo)控器響應(yīng)于來(lái)自用戶(hù)的內(nèi)容請(qǐng)求，并根據(jù)其各自的內(nèi)容可用性，將所述請(qǐng)求送往所述存儲(chǔ)裝置和所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元之一。按照這種方式，如果所述內(nèi)容可以在所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元上得到，則所述用戶(hù)從該單元而不是所述存儲(chǔ)裝置進(jìn)行讀取。存儲(chǔ)裝置存取管理器對(duì)從和到所述存儲(chǔ)裝置的內(nèi)容讀取和寫(xiě)入進(jìn)行監(jiān)控，以便相應(yīng)地控制所述讀取和寫(xiě)入管理器。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的方框示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了提供提高效率的、根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)10。在其內(nèi)部，存儲(chǔ)系統(tǒng)10包括由單一盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或一個(gè)或多個(gè)廉價(jià)盤(pán)驅(qū)動(dòng)器冗余陣列(RAID)構(gòu)成的存儲(chǔ)裝置12，接收用于用戶(hù)的隨后訪問(wèn)的內(nèi)容。典型地，存儲(chǔ)裝置12存儲(chǔ)具有或不具有嵌入音頻的視頻文件，以便進(jìn)行編輯和/或廣播。使所有用戶(hù)能夠在任意給定的時(shí)間訪問(wèn)存儲(chǔ)裝置將對(duì)帶寬造成約束，因此對(duì)最大用戶(hù)數(shù)量加以限制。為了克服此缺點(diǎn)，本發(fā)明的存儲(chǔ)系統(tǒng)10還包括至少一個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14，以及優(yōu)選地，多個(gè)這種單元。每個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14典型地具有盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或一個(gè)或多個(gè)RAID的形式。
如稍后詳細(xì)所討論的那樣，本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置12上的至少一些內(nèi)容進(jìn)行鏡像。換句話說(shuō)，本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14至少存儲(chǔ)一些與存儲(chǔ)裝置12相同的文件。按照這種方式，想要訪問(wèn)既存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置12又存儲(chǔ)在本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14上的特定文件的用戶(hù)可以訪問(wèn)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元而不是存儲(chǔ)裝置。對(duì)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14進(jìn)行訪問(wèn)降低了對(duì)存儲(chǔ)裝置12的帶寬要求。實(shí)際上，每個(gè)不同的用戶(hù)組可以具有專(zhuān)用的本地高速緩沖存儲(chǔ)單元?？蛇x地，可以動(dòng)態(tài)地將本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14分配給用戶(hù)組。
寫(xiě)入導(dǎo)控器16對(duì)輸入內(nèi)容從外部源(未示出)到存儲(chǔ)裝置12和本地高速緩存中的每一個(gè)的寫(xiě)入進(jìn)行控制。這種輸入內(nèi)容可以包括從攝像機(jī)或衛(wèi)星饋送接收到的現(xiàn)場(chǎng)視頻或先前記錄的視頻。實(shí)際上，寫(xiě)入導(dǎo)控器16采用編程處理器、硬布線邏輯電路或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)等形式，響應(yīng)于從存儲(chǔ)裝置存取管理器17接收到的控制信息，存儲(chǔ)裝置存取管理器17對(duì)存儲(chǔ)裝置12上的讀和寫(xiě)負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)控。實(shí)際上，存儲(chǔ)裝置存取管理器17采用編程處理器、硬布線邏輯電路或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的形式。根據(jù)來(lái)自存儲(chǔ)裝置存取管理器17的輸出信號(hào)，寫(xiě)入導(dǎo)控器16將輸入內(nèi)容送往存儲(chǔ)裝置12和本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14中的一個(gè)或全部。
典型地為編程處理器、硬布線邏輯電路或現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)等形式的高速緩存管理器18根據(jù)來(lái)自本地高速緩沖存儲(chǔ)單元的控制信號(hào)，對(duì)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14和存儲(chǔ)裝置12之間的內(nèi)容寫(xiě)入進(jìn)行控制，以保持內(nèi)容一致性。換句話說(shuō)，高速緩存管理器18至少保持存儲(chǔ)裝置12和本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14上的一些公共內(nèi)容。為了實(shí)現(xiàn)此任務(wù)，高速緩存管理器18對(duì)文件進(jìn)行從存儲(chǔ)裝置12到本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14的后臺(tái)復(fù)制(“下行流”(trickle down))。類(lèi)似地，高速緩存管理器18對(duì)文件進(jìn)行從本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14到存儲(chǔ)裝置12的后臺(tái)復(fù)制(“上行流”(trickle up))。當(dāng)用戶(hù)對(duì)內(nèi)容進(jìn)行了編輯時(shí)，這種上行流成為必需，以便其他人稍后使用?！跋滦辛鳌焙汀吧闲辛鳌卑l(fā)生的速率是對(duì)存儲(chǔ)裝置12的整體帶寬要求的函數(shù)。高速緩存管理器18還通過(guò)刪除很少被存取的文件，對(duì)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14的存儲(chǔ)容量進(jìn)行管理。如果本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14的可用存儲(chǔ)容量超過(guò)預(yù)定水平，高速緩存管理器18將首先刪除最早被訪問(wèn)過(guò)的文件。之后，高速緩存管理器18將刪除下一個(gè)最早被訪問(wèn)過(guò)的文件，直到本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14的可用存儲(chǔ)容量達(dá)到可接受的水平。
為了從存儲(chǔ)系統(tǒng)10讀取內(nèi)容，用戶(hù)輸入由讀取導(dǎo)控器20接收的讀取請(qǐng)求。實(shí)際上，讀取導(dǎo)控器20采用編程處理器的形式，對(duì)存儲(chǔ)裝置12和本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14上的內(nèi)容進(jìn)行監(jiān)控。在接收到讀取請(qǐng)求時(shí)，讀取導(dǎo)控器20確定所請(qǐng)求的內(nèi)容是否位于本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14上。如果是，讀取導(dǎo)控器20向讀取源選擇器22(典型地為多路復(fù)用器)發(fā)送命令，以指定本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14作為所請(qǐng)求的內(nèi)容的源。因此，在這種情況下，讀取導(dǎo)控器20將讀取請(qǐng)求“重新定向”到本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14。在本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14沒(méi)有所請(qǐng)求的內(nèi)容的情況下，讀取導(dǎo)控器20使讀取源選擇器22選擇存儲(chǔ)裝置12?？蛇x地，在本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14不能提供所請(qǐng)求的內(nèi)容，且不存在足夠的帶寬以實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)裝置12的存取的情況下，讀取導(dǎo)控器20將使讀取源選擇器22選擇存儲(chǔ)單元24，向用戶(hù)提供填充內(nèi)容。當(dāng)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14沒(méi)有所請(qǐng)求的內(nèi)容時(shí)，讀取導(dǎo)控器20向高速緩存管理器18進(jìn)行告警。作為響應(yīng)，高速緩存管理器18發(fā)起下行流復(fù)制操作，以便從存儲(chǔ)裝置12向本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14傳送所述內(nèi)容。
在操作中，存儲(chǔ)系統(tǒng)10通過(guò)降低對(duì)存儲(chǔ)裝置12的帶寬要求，有利地提供了增強(qiáng)性能。本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14用于鏡像存儲(chǔ)裝置12上的至少一些內(nèi)容，從而提供用于向用戶(hù)提供這些內(nèi)容的可選源。在存儲(chǔ)裝置存取管理器17的監(jiān)控下，高速緩存管理器18響應(yīng)于存儲(chǔ)裝置12的狀態(tài)，仔細(xì)管理本地高速緩沖存儲(chǔ)單元14，以確保本地高速緩沖存儲(chǔ)單元將包括必備的內(nèi)容。存儲(chǔ)裝置存取管理器17在高帶寬要求的間隙期間，對(duì)從和到存儲(chǔ)裝置的內(nèi)容的讀取和寫(xiě)入進(jìn)行控制。
上面對(duì)具有增強(qiáng)性能的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了描述。
權(quán)利要求
1.一種存儲(chǔ)系統(tǒng)，包括用于存儲(chǔ)內(nèi)容的存儲(chǔ)裝置；至少一個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元，用于鏡像存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置上的至少一部分內(nèi)容；寫(xiě)入導(dǎo)控器，與所述存儲(chǔ)裝置和所述至少一個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元相連，用于對(duì)寫(xiě)入到所述存儲(chǔ)裝置和所述至少一個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元中的內(nèi)容進(jìn)行控制；高速緩存管理器，對(duì)所述存儲(chǔ)裝置和所述至少一個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元之間的內(nèi)容復(fù)制進(jìn)行管理，以保持至少部分內(nèi)容一致性；讀取導(dǎo)控器，響應(yīng)于來(lái)自用戶(hù)的內(nèi)容請(qǐng)求，根據(jù)其各自的內(nèi)容可用性，將所述內(nèi)容請(qǐng)求送往所述至少一個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元和所述存儲(chǔ)裝置中所選擇的一個(gè)；以及存儲(chǔ)裝置存取管理器，用于監(jiān)控所述存儲(chǔ)裝置的讀和寫(xiě)負(fù)荷，以及用于根據(jù)所述存儲(chǔ)裝置的讀和寫(xiě)負(fù)荷，來(lái)控制所述讀取和寫(xiě)入導(dǎo)控器以及所述高速緩存管理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述高速緩存管理器通過(guò)順序地刪除最少被訪問(wèn)的文件，直到所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元具有高于預(yù)定水平的可用存儲(chǔ)容量為止，來(lái)對(duì)所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)容量進(jìn)行管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于還包括填充存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)填充內(nèi)容，以及當(dāng)所請(qǐng)求的內(nèi)容從所述存儲(chǔ)裝置和所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元均不可得到時(shí)，所述讀取導(dǎo)控器將所述讀取請(qǐng)求送往所述填充存儲(chǔ)單元，以提供填充內(nèi)容。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)裝置還包括至少一個(gè)盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)裝置還包括至少一個(gè)廉價(jià)盤(pán)驅(qū)動(dòng)器冗余陣列(RAID)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元還包括至少一個(gè)盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元還包括至少一個(gè)廉價(jià)盤(pán)驅(qū)動(dòng)器冗余陣列(RAID)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所請(qǐng)求的內(nèi)容在其上可得到時(shí)，所述讀取導(dǎo)控器將內(nèi)容請(qǐng)求重新定向到所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元，以降低對(duì)所述存儲(chǔ)裝置的帶寬要求。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述高速緩存管理器將至少一些先前在所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元上不可得到的內(nèi)容從所述存儲(chǔ)裝置復(fù)制到所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)裝置存取管理器在有限存儲(chǔ)裝置帶寬的間隔期間，對(duì)所述讀取和寫(xiě)入導(dǎo)控器進(jìn)行控制，以減少?gòu)暮偷剿龃鎯?chǔ)裝置的讀取和寫(xiě)入。
11.一種用于存儲(chǔ)內(nèi)容的方法，包括以下步驟將輸入內(nèi)容寫(xiě)入存儲(chǔ)區(qū)網(wǎng)絡(luò)(存儲(chǔ)裝置)和本地高速緩沖存儲(chǔ)單元中的至少一個(gè)；監(jiān)控所述存儲(chǔ)裝置和所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元之間的內(nèi)容一致性；根據(jù)二者之間的內(nèi)容一致性，在所述存儲(chǔ)裝置和所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元之間復(fù)制內(nèi)容；根據(jù)其各自的內(nèi)容可用性，將來(lái)自用戶(hù)的內(nèi)容請(qǐng)求送往所述存儲(chǔ)裝置和所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元中所選擇的一個(gè)；監(jiān)控所述存儲(chǔ)裝置的讀和寫(xiě)負(fù)荷；以及根據(jù)所述存儲(chǔ)裝置的讀和寫(xiě)負(fù)荷，控制從和到所述存儲(chǔ)裝置的內(nèi)容讀取和寫(xiě)入。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于發(fā)送所述內(nèi)容請(qǐng)求的步驟還包括如果所請(qǐng)求的內(nèi)容位于所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元上，則將所述內(nèi)容請(qǐng)求重新定向到所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于發(fā)送所述內(nèi)容請(qǐng)求的步驟還包括如果所請(qǐng)求的內(nèi)容既不位于所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元也不位于所述存儲(chǔ)裝置上，則將所述內(nèi)容請(qǐng)求重新定向到填充存儲(chǔ)單元，以提供填充數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于還包括將內(nèi)容從所述存儲(chǔ)裝置寫(xiě)入到所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于還包括將內(nèi)容從所述本地高速緩沖存儲(chǔ)單元寫(xiě)入到所述存儲(chǔ)裝置的步驟。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于控制從和到所述存儲(chǔ)裝置的內(nèi)容讀取和寫(xiě)入的步驟還包括在高帶寬要求的間隔期間限制對(duì)所述存儲(chǔ)裝置的存取的步驟。
全文摘要
一種視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)(10)，包括存儲(chǔ)區(qū)網(wǎng)絡(luò)(12)和至少一個(gè)本地高速緩沖存儲(chǔ)單元(14)。存儲(chǔ)裝置和本地高速緩沖存儲(chǔ)單元均至少存儲(chǔ)一些公共內(nèi)容。響應(yīng)讀取請(qǐng)求，讀取導(dǎo)控器(20)確定存儲(chǔ)裝置和本地高速緩沖存儲(chǔ)單元中的哪一個(gè)包含所請(qǐng)求的內(nèi)容。在確定所請(qǐng)求的內(nèi)容位于本地高速緩沖存儲(chǔ)單元上時(shí)，讀取導(dǎo)控器將內(nèi)容請(qǐng)求送往本地高速緩沖存儲(chǔ)單元，從而降低對(duì)存儲(chǔ)裝置的要求。如果內(nèi)容并未在本地高速緩沖存儲(chǔ)單元上，則讀取導(dǎo)控器將請(qǐng)求送往存儲(chǔ)裝置，但如果內(nèi)容不可用，則將以來(lái)自填充數(shù)據(jù)源(24)的填充數(shù)據(jù)來(lái)滿足內(nèi)容請(qǐng)求。
文檔編號(hào)G06F12/00GK1679007SQ03820008
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月28日
發(fā)明者史蒂文·布賴(lài)恩·羅斯克, 查理·托德·辛格 申請(qǐng)人:草谷(U.S)公司