Hiện nay, rất nhiều hãng công nghệ trên thế giới đã và đang xây dựng các giải pháp công nghệ ứng dụng trong chuyên ngành truyền hình, chẳng hạn như Cisco, Avid, Stream Box và rất nhiều hãng khác trên thế giới.
Để triển khai hệ thống CNTT phục vụ cho các ứng dụng Media trong SXCT, kiến trúc Media Data Center đã được thiết kế để đảm bảo các yêu cầu chặt chẽ về bảo mật, tính tách biệt, độ trễ thấp, chất lượng dịch vụ cao, tính sẵn sàng cao để đáp ứng được các quy trình của ngành công nghiệp Media. Nhiều hãng truyền hình trên thế giới đã đạt được mức doanh thu lớn qua việc triển khai hệ thống Media Data Center trong các quy trình sản xuất chương trình truyền hình.
1. Một vài nét về hạ tầng mạng CNTT tại Đài THVN hiện nay.
1.1. Hệ thống mạng LAN.
Được thiết kế xây dựng và đưa vào sử dụng từ năm 2005, mô hình gồm 3 lớp cơ bản:
+ Lớp Core (lõi): các tòa nhà tại Đài THVN được kết nối với nhau trên đường truyền cáp quang thông qua hệ thống Core Switch trung tâm với các Switch phân phối tốc độ 1000Mbps.
+ Lớp Distribution (phân phối): cung cấp kết nối bên trong giữa lớp Access (truy nhập) và lớp Core của mạng Đài THVN tốc độ kết nối 1000Mbps.
+ Lớp Access (truy nhập): cho người dùng đầu cuối kết nối vào mạng. Các thiết bị trong lớp là các switch truy cập với tốc độ 100Mbps.
Các máy tính trạm được nhóm theo các VLAN của từng đơn vị, số lượng máy tính kết nối mạng vào khoảng 2000 máy, trong khi đó số thiết bị sử dụng thường xuyên khoảng 1800 máy.
1.2. Mạng Media phục vụ sản xuất chương trình.
Tại một số đơn vị biên tập và sản xuất trong Đài đã trang bị hệ thống mạng Gigabit cho dựng phi tuyến và lưu trữ dữ liệu Media, bộ lưu trữ có dung lượng vài Tera Byte cho mỗi hệ thống.
1.3. Trung tâm dữ liệu (Data Center) tại Đài THVN.
Cung cấp các dịch vụ: Web, Mail, Application Server, FTP Server, Database Server, Storage... phục vụ cho các hệ thống phần mềm điều hành tác nghiệp, trao đổi, sản xuất tin bài.
1.4. Hệ thống mạng WAN.
Kết nối mạng LAN tại 5 Trung tâm Khu vực và 2 văn phòng thường trú tại Tây Nguyên qua đường truyền tốc độ 6Mbps về Hà Nội.
Các dịch vụ được sử dụng chủ yếu trên đường truyền này là: Web, Mail, FTP, Video Conference, Audio Conference…
1.5. Đường truyền Internet.
Phục vụ khai thác, trao đổi dữ liệu qua mạng tại các đơn vị: Ban Thời sự, Ban Truyền hình Đối ngoại, Ban Khoa giáo, Ban Thể thao Giải trí TTKT, Ban Truyền hình Dân tộc, Ban Biên tập Truyền hình Cáp…với nhu cầu ngày càng gia tăng. Tổng dung lượng băng thông đường truyền Internet ra cổng Internet quốc tế hiện nay chỉ khoảng 10 Mbps, do đó hiện chưa đảm bảo đủ băng thông đáp ứng các nhu cầu khai thác và sử dụng Internet của các đơn vị trong Đài.
1.6. Một số kênh thuê riêng cho truyền dẫn tín hiệu video.
Ngoài các đường truyền mạng Inertnet, mạng WAN ra, Đài THVN hiện đang ứng dụng công nghệ truyền dẫn tín hiệu truyền hình trên nền IP với một số kênh chương trình như: VTV9, Sức sống mới, Bản tin Tài chính đã và đang đáp ứng tốt về việc đảm bảo chất lượng phát sóng.
2. Giải pháp cho hạ tầng mạng công nghệ thông tin tại Đài THVN.
Dựa trên yêu cầu thực tế và các xu hướng công nghệ, các thành công của các đài truyền hình trên thế giới, Đài Truyền hình Việt Nam cần xây dựng hạ tầng về CNTT bao gồm các hệ thống sau:
+ Hệ thống Media Data Center: là hạ tầng công nghệ thông tin phục vụ cho sản xuất chương trình truyền hình tại Đài THVN.
+ Hệ thống Data Center: phục vụ cho việc lưu trữ chung và cung cấp các thiết bị máy chủ cho ứng dụng văn phòng cũng như các máy chủ cho ứng dụng chuyên dụng. Hệ thống sẽ được phát triển lên thành hệ thống điện toán đám mây tư nhân (Private Cloud Computing) để đáp ứng cho hầu hết các ứng dụng về công nghệ thông tin của VTV trong tương lai.
+ Hệ thống mạng LAN văn phòng: cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin, các ứng dụng quản lý điều hành tác nghiệp tại Đài THVN.
2.1. Mô hình tổng quan (hình 1).
Bao gồm các khối chính như sau:
- Khối hệ thống mạng LAN văn phòng phục vụ cho các đối tượng hành quản lý hành chính, điều hành tác nghiệp và khai thác thông tin, trao đổi thông tin.
- Khối hệ thống mạng LAN Media phục vụ cho sản xuất chương trình, khai thác thông tin nội bộ từ trung tâm dữ liệu (Data Center), Hệ thống lưu trữ tư liệu.
- Khối hệ thống Data Center và Media Data Center.
- Khối hệ thống Firewall – Gateway kết nối Internet và WAN.
2.2. Thiết kế tổng thế các thành phần của hạ tầng mạng và trung tâm dữ liệu (hình 2).
Hạ tầng mạng và trung tâm dữ liệu Media của Đài THVN được xây dựng bao gồm các thành phần sau:
+ Hệ thống trung tâm dữ liệu Media (Media Data Center): được chia thành 4 zone: Zone 1, Zone 2, Zone 3, Zone 4. Hệ thống này phục vụ cho việc sản xuất chương trình.
+ Hệ thống mạng LAN văn phòng: được thiết kế theo mô hình phân lớp gồm phân lớp mạng truy nhập, phân lớp mạng tập trung, phân lớp mạng lõi và các phân lớp mạng biên (Internte, WAN và VPN & Remote Access). Hệ thống này phục vụ cho mục đích truy nhập internet, kết nối giữa các chi nhánh, truy cập từ xa.
+ Hệ thống trung tâm dữ liệu (Data Center) bao gồm lớp mạng lõi DC, mạng tập trung DC, mạng truy nhập DC, hệ thống máy chủ và hệ thống lưu trữ (SAN). Hệ thống này là trung tâm dữ liệu và lưu trữ tập trung.
a. Trung tâm dữ liệu Media (hình 3):
Mạng và trung tâm dữ liệu Media được xây dựng với mục đích làm hạ tầng kết nối phục vụ cho việc sản xuất chương trình truyền hình. Việc thiết kế trung tâm mạng dữ liệu Media phải đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS), đảm bảo tính bảo mật.
Trung tâm dữ liệu Media được thiết kế chia Zone theo khuyến nghị của Avid bao gồm:
Zone 1: Các máy trạm được kết nối trực tiếp tới hệ thống ISIS qua giao diện 1GE.
Zone 2: Máy trạm được kết nối tới một thiết bị chuyển mạch được qualified bởi Avid để mở rộng miền broadcast của Zone 1.
Zone 3: Là một miền lớp 3, các máy trạm trong Zone 3 thông thường được kết nối tới cùng thiết bị chuyển mạch của lớp 2 hoặc một thiết bị chuyển mạch riêng biệt.
Zone 4: Là mạng của đơn vị SXCT được các máy trạm Editing kết nối tới.
b. Mạng LAN Office và WAN (hình 4):
+ Hệ thống bao gồm:
- 02 Gateway Router làm nhiệm vụ kết nối ra Internet và WAN.
- 01 VPN Concentrator để cung cấp dịch vụ Remote VPN, cho người dùng từ Internet truy nhập vào mạng nội bộ như đang ở trong mạng nội bộ.
- Các Access Switch và Access Point cung cấp kết nối dây và không dây cho các user.
- 02 Distribution Switch để tập trung lưu lượng từ các Access switch và Access Point.
- 02 Core Switch làm nhiệm vụ chuyển mạch trung tâm.
+ Kết nối trong mạng:
- Mỗi Access Switch có 2 kết nối Uplink 1GE đến 2 Distribution Switch để đảm bảo tính dự phòng. Các Access Point được kết nối trực tiếp với các Access Switch.
- Mỗi Distribution Switch có 2 kết nối Uplink 10GE đến 2 Core Switch để đáp ứng yêu cầu băng thông và dự phòng cho các lưu lượng trong mạng.
- Giữa 2 Core Switch được kết nối với nhau bằng 2 đường 10GE và được bundle thành một đường đáp ứng yêu cầu băng thông và dự phòng giữa 2 Core Switch.
- Mỗi Core Switch kết nối đến mỗi Gateway Router bằng 1 kết nối 1GE.
Như vậy tổng băng thông uplink lên Gateway là 4 Gbps.
Mỗi Gateway Router kết nối ra ngoài bằng 2 đường 1GE, như vậy tổng băng thông uplink ra ngoài là 4 Gbps.
c. Trung tâm dữ liệu (Data Center):
+ Vai trò của Trung tâm dữ liệu:
Trung tâm dữ liệu là nơi tập trung các máy chủ, các hệ thống lưu trữ để cung cấp máy chủ và dịch vụ lưu trữ cho toàn bộ các ứng dụng của Đài THVN, như: Web, Email, FileServer, Database, quản lí người dùng qua Windows Active Directory… và các phần mềm ứng dụng khác.
+ Nguyên tắc thiết kế và định hướng xây dựng điện toán đám mây:
Hệ thống trung tâm dữ liệu được định hướng theo các xu hướng công nghệ chung và để phát triển lên điện toán đám mây, là nơi cung cấp dịch vụ công nghệ thông tin nhanh nhất, hiệu quả nhất và giảm chi phí đầu tư.
Dưới đây là các nguyên tắc xây dựng hệ thống trung tâm dữ liệu:
- Consolidation (tập trung hóa): Consolidation là một xu hướng tất yếu cho việc mua sắm hệ thống máy chủ ngày nay, 80% hệ thống IT trên thế giới đã thực hiện server consolidation. Việc consolidation cho phép tăng tỉ lệ số lượng sever/diện tích, giảm được chi phí về diện tích, chi phí về điện và hệ thống làm mát.
- Virtualizaiton (ảo hóa): Trong các mô hình truyền thống, một máy chủ chỉ phục vụ cho một ứng dụng vì vậy hiệu năng sử dụng của máy chủ là rất thấp (10 – 15%). Cùng với việc các CPU ngày càng mạnh, nhiều lõi trong khi chi phí cho máy chủ ngày càng đắt đỏ (chi phí mua sắm, chi phí về không gian, chi phí về nguồn điện, chi phí về vận hành, hệ thống làm mát) thì ảo hóa là một phương án tối ưu nhất, một xu hướng không thể thiếu trong quá trình chuyển tiếp đến việc xây dựng điện toán đám mây. Ảo hóa cho phép chia một máy chủ thành nhiều máy chủ nhỏ, đáp ứng nhiều ứng dụng trên một máy chủ, đồng thời sử dụng được nhiều hơn hiệu năng của máy chủ.
Về tương lai, hệ thống này có thể phát triển thành một hệ thống điện toán đám mây riêng để cung cấp dịch vụ CNTT cho VTV, bao gồm:
Các dịch vụ hạ tầng (Infrastructure as a service): Cung cấp hạ tầng để hỗ trợ cho các ứng dụng ví dụ như các máy chủ, các thiết bị mạng, hệ thống tường lửa, chống truy cập trái phép, cân bằng tải.
Các dịch vụ phần mềm (Software as a service): Cung cấp các phần mềm chạy trên đám mây cho người dùng.
Các dịch vụ platform: Cung cấp các platform phục vụ cho việc kiểm tra các chương trình được lập trình.
Một điểm cần nhấn mạnh là việc cung cấp các dịch vụ này được thực hiện tự động, thời gian ngắn nhất đồng thời tiết kiệm được chi phí đầu tư và vận hành (hình 5).
+ Mô hình tổng quan Trung tâm dữ liệu:
Như hình vẽ (hình 6), hệ thống trung tâm dữ liệu bao gồm:
- Phân lớp mạng lõi: Sử dụng thiết bị Cisco Nexus 7000 hoặc tương đương.
- Phân lớp mạng tập trung: Sử dụng thiết bị Cisco Nexus 5000 hoặc tương đương.
- Phân lớp mạng truy nhập: Sử dụng thiết bị Cisco Nexus 2000 hoặc tương đương.
- Phân lớp dịch vụ: Sử dụng thiết bị Cisco ASA 5580 hoặc tương đương làm chức năng firewall, IDS/IPS và thiết bị Cisco ACE hoặc tương đương làm chức năng cân bằng tải.
- Phân lớp mạng lưu trữ: Bao gồm SAN switch và hệ thống lưu trữ SAN.
- Hệ thống máy chủ: bao gồm các máy chủ hiện tại và các máy chủ đầu tư mới.
- Ảo hóa: Sử dụng công nghệ VMWare hoặc Hyper-V của Microsoft.
3. Kết luận.
Dự thảo Quy hoạch phát triển Đài Truyền hình Việt Nam đến năm 2020 nêu rõ Định hướng công nghệ và các mục tiêu phát triển của Hệ thống sản xuất chương trình của Đài là: “Đến năm 2015 phấn đấu hình thành dây chuyền sản xuất chương trình công nghệ số 100%, từ thu nhận, xử lý tới truyền dẫn phát sóng và lưu trữ chương trình trên cơ sở các công nghệ mới. Xây dựng dây chuyền sản xuất chương trình công nghệ số thống nhất, chuẩn hóa không băng, dựa trên file. Thực hiện số hóa lưu trữ, quản lý tư liệu truyền hình, sản xuất, dựng, trao đổi và duyệt tin bài qua hạ tầng mạng CNTT cho toàn bộ hoạt động về quản lý, SXCT của Đài và các đơn vị trực thuộc…”.
Theo định hướng trên thì vấn đề lựa chọn và ứng dụng các giải pháp công nghệ về hạ tầng mạng CNTT là vô cùng quan trọng nhằm bảo đảm cho mục tiêu phát triển của Đài Truyền hình Việt Nam trong giai đoạn mới và tiếp tục củng cố và tăng cường vị thế của mình trong tương lai.