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【精选】基于云原生架构的广播电视智能融媒云平台框架设计研究

2024-03-02 产品展示

产品介绍

  智能融媒传播时代亟待建立与之相匹配的智能融媒云平台。本文基于国际最新的云原生技术和架构,提出了采用混合云、两地三中心、统一的技术平台、CMADF融合媒体敏捷开发框架、MMSW媒体微服务仓库等构建广播电视智能融媒云平台的框架设计的具体方案,并从实际出发,为云平台的成功建设提出了一些建议。

  李萍,女,1963年生,湖南广播影视集团技术调度中心高级工程师,本科学历。从电视技术专业毕业后,从事广播电视工程技术工作近四十年。参与了国家广电总局《电视台融合媒体平台建设技术白皮书》等系列相关科研项目。

  云原生(Cloud Native)技术是当今国际一系列先进云计算技术的统称,它主要包含容器、容器调度编排和云原生操作系统Kubernetes、服务网格、微服务、无服务器、不可变基础设施和声明式 API,也包括DevOps开发和运维一体化的工程师文化、合作精神和协同专业工作的灵活方法。本文认为云原生技术和架构是广播电视智能融媒云平台应该采用的先进的技术和架构。

  智能融媒云平台运行会产生天量的数据,也需要海量的基础资源支撑,基于云原生架构的广播电视智能融媒云平台不可避免地要采用混合云基础资源。混合云是指使用了私有云、公有云、专属云、边缘计算等两种或两种以上的云形态资源的云平台。

  同构混合云是指两个或多个云采用同一个技术架构平台,异构混合云则为不同技术架构平台的混合云。同构混合云,能做到云原生技术在镜像细粒度的直接部署、调用、启动;异构混合云只能做到OpenAPI层面的兼容。

  全国传播范围的广播电视智能融媒云平台的框架设计,第一步是要基础资源和基础网络。私有云采用同机房双可用区架构,专属云采用同城双中心,公有云采用两地三中心,专属云到公有云之间网络采用多运营商双平面方式连接。“两地三中心”即指采用生产数据中心、同城灾备中心、异地灾备中心的建设方案。

  统一的技术平台是指私有云、专属云、公有云采用同一底层云平台,以及上面相同的技术栈。统一的技术平台具有如下特征:

  1. 统一的资源模型,即私有云、专属云、公有云对云的各种资源定义、命名、抽象、架构是一致的,比如实例、镜像、快照、磁盘、VPC、VSwitch(虚拟交换机)、地域等IaaS层资源。

  2. 统一的OpenAPI,即对外提供统一的OpenAPI来管理云资源。

  3. 统一的资源操作系统,即采用云原生Kubernetes系列操作系统。

  图1是本文基于云原生架构设计的广播电视智能融媒云平台框架图,可视为底层(安装了云原生操作系统的基础设施资源)+上层(广播电视智能融媒应用平台和界面)。

  为了获得上层广播电视智能融媒应用平台的最大效益、能力、快速响应、安全管理和一致运行,私有云、公有云、专属云、边缘计算的基础资源,通过统一的技术平台,让不同云之间实现数据和应用程序的可移植性。这种融合的IT架构,可以将不同环境下的资源无缝地连接起来,实现应用的移植、编排和管理。框架设计图底层,利用云原生的Kubernetes、Istio和Knative等可以构建在混合环境中管理集群、基础架构和应用,获得技术架构统一、拥有一致性体验的混合云最佳使用。

  上层框架设计,最重要的包含CMADF融合媒体敏捷开发框架、各种中台业务平台和元数据、前台、云平台统一注册登录、开放生态、智能运维运营以及贯穿底层上层的安全体系。

  CMADF(Convergence Media Agile Development Framework)是本文设计的融合媒体敏捷开发框架,采用云原生统一的技术平台和业界规划(或规范)的媒体微服务架构,产生广播电视智能融媒创新内容生产、创新内容管理、创新内容运营所要建立的技术开发框架。

  智能融媒上层中台这一层,是智能融媒一系列核心业务平台。所谓“中台”,是因为它在前台和后台之间,通过分层解构,将企业机构业务的一些公共能力抽取出来,实现了这些能力的共享和复用。中台最大的优势就是避免重复造轮子。视频中台专门处理视频共性业务。

  主要包括播出质量控制管理系统、格式转码系统、内容编排系统、数字水印系统、智能分发系统、集成播出系统、安全监测系统等。

  数据中台是指通过数据技术,对天量数据来进行采集、计算、存储、加工,同时形成标准数据,再进行标准化数据存储,形成大数据资产,进而为企业、用户更好的提供高效服务的平台。智能化的业务中台通过统一的数据模型、统一的ID、统一的数据服务方案,可以精准实现用户画像,标定版权地图,精简数据查询复杂度,高效实现数据业务服务。数据中台最重要的包含数据汇聚系统、数据仓库、数据处理系统、数据服务、数据管理系统、数据可视化等。

  AI中台是将基础、复用的人工智能模型如深度学习、计算机视觉、知识图谱、自然语言处理等作用在中台,集约硬件的计算能力、算法的训练能力、模型的部署能力、基础业务的展现能力等人工智能能力,密切结合中台的数据资源,封装成整体中台系统。AI 中台是用来构建大规模智能服务的基础设施,是一套完整的人工智能模型全生命周期管理平台和服务体系。

  数字媒资库是融合媒体机构的核心数字内容资产。为了能够更好的保证数据资产的有效使用和安全,所有内容的成品都以最高码率视频进行归档存储和管理,包括视频文件和元数据,并且媒体机构基本都将此放在私有云上(不包括备份、容灾)进行集中统一管理、调度、使用。数字媒资库最重要的包含素材接收与存储系统、资源调用隔离池、内容管理平台、安全管理与监测等。

  前台包括各种和用户直接交互的界面,如网站、手机app、客户端;也包括服务端各种实时响应用户请求的业务逻辑,如播放器、点播台等等。前台通常用公有云资源。主要有新闻资讯、Web发布、网络直播、资讯汇聚、客户端、智能推荐、云编辑、素材上传、精准运营、协同工作等。

  云平台统一注册登录是指在平台多系统应用群中注册登录一个系统时,无需从其他系统中得到授权即可做到再次登录的过程。

  平台注册登录最重要的包含五个系统:注册系统、登录系统、找回密码系统、不正常的情况处理系统、风险控制系统。

  智能运维是指平台运用自动化、智能化的技术和手段帮助开发、运维工程师以最低的成本和最快的速度完成面向用户的服务交付和服务的品质保障。在云原生体系中,开发运维一体化贯穿了产品的生命周期。

  安全贯穿在云平台底层、上层以及连接相关的整体面。有网络和基础设施的安全、用户和访问控制的安全、数据和业务的安全、程序应用的安全、开发运维合规安全等。均应采用可视化手段进行服务。

  平台的开放生态是指接入平台合作伙伴的平台、业务版块、技术版块、引擎、组件、微服务产品等,以及以技术的方式输出智能融媒云平台的服务。

  站在传统侧,我们一定要清楚地认识到,既是技术大变革,就不能以传统眼光和本位思想来做全局思考和系统模块设计建设,就必须跳出现有视界,高屋建瓴,充分了解和掌握国际主流网络站点平台技术架构和建设经验,抓住智能融媒云平台的作用本质是运用强大的、弹性的、能力快速提升的自动化基础算力来构建和实现双向闭环的智能化生产和运行,而不是为上云而做一个资源池或者生产流程的改变设计、方案实施。因此,无论是从上到下的整体规划、技术路线、分步计划,还是从下至上的行动步骤、实施细节、执行目的,都要有上下一致的共识,不要走错技术方向、重复造轮子,要为如何转型做好思想上的准备。

  除了整体规划的技术蓝图之外,还必须有与之相适配的组织架构,否则,沟通漏斗、部门墙等一大堆由组织架构不对带来流程不畅执行不通的致命问题将使平台无法正常运行。通俗来讲,就是有咋样的组织架构,就会形成什么样的系统架构。如果将团队拆分为前台、中台、后台、数据库,那么系统也会按照前台、中台、后台、数据库结构隔离。因此,我们不可能用老的组织架构来建立、运行新的平台系统。

  云平台需要的专业人才是云架构师、云管理员、云安全管理员、云应用研发人员,这些网络配置、软硬件工程、数据库管理、网络安全、编程、算法等技术工作没有四年以上的大学专业学科的系统学习和更多时间的实践,是上不了手的。一旦一个智能融媒云平台建设运行起来,肯定是千人以上规模的技术队伍,才足够支撑。专业的人才能做好专业的事,赶鸭子上架的结果不言而喻。

  对于拥有自主知识产权、满足国家和行业云平台建设规范要求、对全国传播、独立运行的广电智能融媒云平台来说,这是一个全新基础体系的建设项目。参考省级台技术系统建设成本,会达到亿元人民币以上投资规模。俗话说,兵马未动粮草先行。如果确定要做智能融媒云平台建设,应该有相对应的财力支撑、雄厚的资金作保障。

  [2] 解国红,刘怿平,陈煜文.混合云架构[M].北京:电子工业出版社,2021.

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