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淺談分布式系統的光網鏈路備份

2020-09-11

系統的穩定性是衡量一款分布式產品優劣的核心指標,如何提高系統穩定性是各大分布式廠商關注的重點,在完善產品自身運行的穩定性的基礎上,大家將目光紛紛投向了「系統備份」。光網鏈路備份是目前市面上主流的備份方案,針對同樣的光網鏈路備份系統,即使物理鏈路完全一致,如果采用不同的處理機制,最終呈現的效果也截然不同。是什么影響了備份系統的使用效果,下面我們來解析分布式產品實現光網鏈路備份的不同方式。


單鏈路切換備份

顧名思義,單鏈路意味著光網兩條鏈路同一時刻只有一條鏈路有碼流在傳輸,當主鏈路發生故障時,輸入節點需要將碼流切換到備用鏈路重新協商傳輸才能實現備份功能,具體切換過程如下:

單.gif

如上圖所示,當主傳輸鏈路中出現了故障,顯示器重新顯示正常畫面底層需要經過四個階段:

1.? ?檢測網絡故障

2.???重建網絡連接(1S)

3.? ?協商數據傳輸(2-3S)

4.???完成主備切換

可以看到,由于備用鏈路沒有實時傳輸碼流,主鏈路故障后,需要重新建立網絡連接和協商數據傳輸,整個主備切換過程耗時3~4秒,這段時間內,顯示器畫面會呈現靜幀或黑屏狀態,效果不佳。盡管如此,因為單鏈路切換技術成本較低,實現簡單,目前市面上,絕大部分廠商使用的都是這種光網鏈路備份方式。


雙鏈路實時備份

介于單鏈路切換備份的部分劣勢,雙鏈路實時備份技術應運而生,實時備份技術下,主備兩條鏈路同時在傳輸相同的碼流,當主鏈路故障后,輸出節點直接選擇備用鏈路的碼流進行顯示輸出,具體過程如下:

雙02.gif

如上圖所示,當主傳輸鏈路中出現了故障,顯示器重新顯示正常畫面需要以下兩個步驟:

1.? 主數據中斷
2. ?備數據切換顯示(10ms)

可以看到,由于備用鏈路一直在傳輸碼流,不需要重新建立網絡連接和協商數據傳輸,網絡從中斷到解碼端視頻正常輸出只需要約10ms的時間,肉眼很難看到切換痕跡,真正實現了實時備份的功能。不過由于該技術開發難度大,成本高,只有極少數廠商才能做到。


淳中科技實拍效果

為了更直觀的展示雙鏈路實時備份的效果,我們實拍了淳中科技NYX雙引擎分布式系統的切換過程供大家參考。

0910輸出01.gif

如上圖所示,雙鏈路實時備份下,當斷掉一條鏈路的碼流輸入后,輸出節點瞬間選擇另一條鏈路的碼流顯示輸出,顯示器畫面無縫切換,真正做到了無感知的備份切換。


淳中科技將繼續堅持技術創新,在分布式領域深耕,不斷完善分布式系統在各場景平臺的應用,為更多的行業用戶提供真正實用且優質的音視頻顯控解決方案。

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