Различие между данными и видео

В сети видео и данные работают по-разному, и эти различия могут оказать помощь в понимании того, как в сети обрабатываются видео и другие мультимедиа-данные.

Данные

При работе в условиях сети данные остаются очень стабильными. Стандартным типом данных являются "пакетные" данные; это означает, что такие данные можно отбросить из сети любым способом; они имеют изменяемую скорость данных, поэтому доставка или синхронизация информации не имеет большого значения. Метод доступа к данным совершенно случайный. Это означает, что вы можете поместить данные в сеть, после чего их можно разделить и поставлять по запросу. Данные не должны появляться в каком-то конкретном порядке; Когда они все собраны, их предоставляют.

Данные не занимают много места, когда вы храните их в сети. Типовой файл обработки слов может иметь размер примерно 100 Кб, а файл базы данных доходить до размера примерно 10 Мб, что достаточно мало по сравнению сданными мультимедиа.

Видео

С другой стороны, видео не настоль стабильно, как данные. Видеоданные, как и любые другие данные мультимедиа, ориентированы на поток и эти потоки должны быть непрерывными. Для видеоданных также необходима прогнозируемая характеристика доступа. В отличие от данных, для которых используется случайная характеристика доступа, у видеоданных все должно быть в порядке. Для них необходимы стабильные скорости данных, которые не изменяются, а синхронизация доставки абсолютно критична для получения данных там, куда они направляются. Как вы видите, работа с видео совершенно отличается от работы с данными. И именно здесь вступают в игру требования, которые видео предъявляет к сети.

Поток 10-минутного клипа Indeo при 1.2 Мбит/с равен приблизительно 90 Мб данных. Как видите, этот файл гораздо больше типового файла данных. Если вы попытаетесь поместить в сеть 10-часовый клип Indeo при 1.2 Мбит/с, размер файла может стать больше, чем 5 Гб.

Узкие места

Как показано на рисунке 19 в традиционном окружении сети при обработке данных существует несколько узких мест. Хотя проблемы с некоторыми узкими местами можно решить путем совершенствования соответствующего компонента, но ряд узких мест ликвидируется за счет добавления дополнительных возможностей. В существующем окружении сети есть, по крайней мере, четыре узких места:

1. Привод жесткого диска

2. Сервер

3. Сеть

4. Рабочие станции

Рис.19. Узкие места в сети.

Узкие места привода жесткого диска

Видеоданные попадают в первое узкое место сразу после того, как все начинается. Привод жесткого диска является главным узким место в традиционном окружении сети. Обычно транзакционные данные (базы данных, электронная почта или электронные таблицы) могут храниться на единственном приводе со случайным доступом для нескольких пользователей. Для передачи подобных данных большой полосы пропускания не требуется. Транзакционные данные хранятся на приводе в неупорядоченном виде: данные вообще не имеют последовательного характера. Поскольку данные хранятся в таком случайном виде, при чтении каждого файла головки привода двигаются очень медленно. Данные на приводе жесткого диска считываются скорее по месту нахождения, а не последовательно.

Видеоданные совершенно отличаются от транзакционных данных, поэтому привод жесткого диска может их замедлить. Для увеличения производительности необходимо усовершенствовать привод жесткого диска вашего сервера. Многие из нас уже используют быстрые приводы SCSI в своих серверах, что обеспечивает для данных производительность в 3 Мб/с. Однако, мы можем получать только всего 400 Кб/с полезной производительности из-за неэффективности операционной системы и низкой работоспособности диска при вводе/выводе. Даже при такой малой эффективности скорость данных в 3 Мб/с может разрешить работу 10 видеоканалов. Это означает, что одновременный доступ к видео в сети может получить только 10 пользователей. Количество видеоканалов имеет важное значение, если данные перемещаются с привода жесткого диска на шину SCSI. В таблице 12 приведены скорости пакетов для различных устройств.

Таблица 12

Скорости пакетов

Устройство	Скорости пакетов
SCSI-1	5 Мбит/с
Fast SCSI-2	10 Мбит/с
Fast-Wide SCSI-S	16-20 Мбит/с
SCSI-3	32-40 Мбит/с
Ultra SCSI	До 100 Мбит/с

Привод жесткого диска сервера является узким местом ввиду того, что он хранит данные в последовательном виде. Совершенствование до конфигурации массива приводов значительно улучшает производительность сети в том, что касается узких мест. Массив приводов — это устройство с несколькими приводами, которое позволяет распределять видеоданные на нескольких приводах вместо того, чтобы использовать их последовательно на одном приводе. Подобная система с несколькими приводами может работать как единый блок. Массивы приводов обычно используют быстрые приводы SCSI или даже 16-битовый Fast-Wide SCSI-2. Эти приводы способны работать при скоростях 10 Мб/С и 20 Мб/с соответственно.

При помощи конфигурации массива приводов SCSI-2 можно получить удвоенную производительность по сравнению с традиционной или одноприводной конфигурацией. С помощью массива приводов Fast-Wide SCSI-2 производительность системы можно учетверить. Увеличение производительности происходит более-менее линейно в зависимости от конфигурации массива приводов, но до определенной точки. Практический предел - это конфигурация массива из пяти приводов, которая может доставлять около 16 Мбит/с на один массив приводов.

Starlight Networks предлагает технологию с торговой маркой, которая называется Streaming RAID, и обрабатывает распределены по приводам данные. При этом гарантируется распределенная нагрузка в любое время, а когда вы считываете данные, они поступают со всех дисков. Добавляя еще приводы, можно значительно увеличить емкость хранения и передачи. Streaming RAID предлагает максимальное количество пользователей в сети с одновременным доступом.

Многие серверы, имеющиеся на современном рынке, предлагают технологию RAID определенного типа. Уникальной характеристикой Streaming RAID является то, что она была предназначена специально для работы в сетях мультимедиа и передачи мультимедиа-данных. Streaming RAID разрешает резервировать ресурсы диска и позволяет умело считывать видеоданные так, чтобы ликвидировать фрагментацию диска.