視頻會(huì)議的高可靠性研究范文

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《信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化雜志》2014年第六期

1視頻會(huì)議故障分析模型

故障是指由于部件的失效、環(huán)境的物理干擾、操作錯(cuò)誤或不正確的設(shè)計(jì)所引起的硬件或軟件中的錯(cuò)誤狀態(tài)，其中錯(cuò)誤是指故障在系統(tǒng)中的具體位置。視頻會(huì)議故障雖然多種多樣，但從故障原因方面可以歸納為四類，見表1。另外，根據(jù)故障對(duì)視頻會(huì)議造成的影響，可以將故障分為五級(jí)，見表2。表2中的n和m的數(shù)值可以根據(jù)視頻會(huì)議具體要求而定。通過對(duì)視頻會(huì)議故障的分類分級(jí)，再對(duì)應(yīng)到視頻會(huì)議所依托的各系統(tǒng)和主要設(shè)備中，就可以抽象出視頻會(huì)議的故障分析模型，見表3。此模型的作用是幫助用戶識(shí)別和分析各環(huán)節(jié)潛在的各類故障，并評(píng)估和標(biāo)注各故障的最高影響級(jí)別。模型中的各列按照主會(huì)場(chǎng)系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和分會(huì)場(chǎng)系統(tǒng)的分類方法，較完整地概括了視頻會(huì)議主會(huì)場(chǎng)用戶端到分會(huì)場(chǎng)用戶端涉及到的主要設(shè)備，并對(duì)應(yīng)到各行表示的操作、設(shè)備、環(huán)境和傳輸四類故障，用戶查找每個(gè)設(shè)備對(duì)應(yīng)某一類故障的最高影響級(jí)別，并將其記錄在對(duì)應(yīng)的位置上。所有設(shè)備故障分析完畢后，得到一張標(biāo)注不同級(jí)別故障的清單，再根據(jù)視頻會(huì)議的具體可靠性要求采取不同的策略處置各級(jí)別故障。

2系統(tǒng)可靠性分析

可靠性分析針對(duì)視頻會(huì)議依托系統(tǒng)進(jìn)行，目的是為了預(yù)測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)的可靠性，找出薄弱環(huán)節(jié)，選擇適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)方案，以提高系統(tǒng)的可靠性。

2.1可靠性指標(biāo)系統(tǒng)可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)及規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的能力，也就是系統(tǒng)的無故障運(yùn)行的概率。平均無故障時(shí)間(MTTF)定義為從t=0時(shí)到故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行時(shí)間的期望值。平均故障修復(fù)時(shí)間(MTTR)是指系統(tǒng)從故障恢復(fù)到運(yùn)行的時(shí)間。平均故障間隔時(shí)間(MTBF)兩次故障之間的時(shí)間，MTBF=MTTF+MTTR。系統(tǒng)可用性是指在某個(gè)給定時(shí)間點(diǎn)上系統(tǒng)能夠按照需求執(zhí)行的概率，可用性=MTTF/(MTBF)×100%。

2.2可靠性分析無論視頻會(huì)議依托系統(tǒng)如何復(fù)雜，都可以簡(jiǎn)化為串聯(lián)系統(tǒng)或并聯(lián)系統(tǒng)，下面給出了串聯(lián)及并聯(lián)系統(tǒng)可靠性分析的計(jì)算公式。運(yùn)用計(jì)算公式，就可以量化分析使用故障分析模型查找到的各級(jí)別故障，并有針對(duì)性地設(shè)計(jì)出改進(jìn)方案。(1)串聯(lián)系統(tǒng)。假設(shè)一個(gè)系統(tǒng)由n個(gè)子系統(tǒng)組成，當(dāng)且僅當(dāng)所有的子系統(tǒng)都能正常時(shí)，系統(tǒng)才能正常工作，這種系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)，如果系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的可靠度分別為R1，R2，…，Rn表示，則系統(tǒng)的可靠度為：R=R1×R2×…×Rn(1)(2)并聯(lián)系統(tǒng)。假如一個(gè)系統(tǒng)由n個(gè)子系統(tǒng)組成，只要有一個(gè)子系統(tǒng)能夠正常工作，系統(tǒng)就能正常工作，這種系統(tǒng)稱為并聯(lián)系統(tǒng)，如果系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)的可靠度分別用R1，R2，…，Rn表示，則系統(tǒng)的可靠度為：R=1-(1-R1)×(1-R2)×…×(1-Rn)(2)在并聯(lián)系統(tǒng)中，只有一個(gè)子系統(tǒng)是真正需要的，其余(n-1)個(gè)子系統(tǒng)稱為冗余子系統(tǒng)，隨著冗余子系統(tǒng)數(shù)量的增加，系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間也就增加了。通過上述串聯(lián)系統(tǒng)及并聯(lián)系統(tǒng)可靠性的分析，我們可以得出以下結(jié)論，提高視頻會(huì)議可靠性的一個(gè)根本方法就是把串聯(lián)的子系統(tǒng)和設(shè)備設(shè)計(jì)為并聯(lián)關(guān)系，也就是增加整個(gè)系統(tǒng)的冗余度。需要注意的是冗余設(shè)備的增加必然會(huì)帶來建設(shè)成本的增加，需根據(jù)視頻會(huì)議的具體情況，綜合衡量可靠性要求，選擇高性價(jià)比的設(shè)計(jì)方案，在保障達(dá)到可靠性要求的同時(shí)，又要控制建設(shè)成本。

3提高視頻會(huì)議可靠性的方法和策略

提高系統(tǒng)可靠性的技術(shù)一般分為避錯(cuò)和容錯(cuò)技術(shù)。避錯(cuò)技術(shù)是通過技術(shù)評(píng)審、系統(tǒng)測(cè)試和正確性證明等技術(shù)，在系統(tǒng)正式運(yùn)行之前避免、發(fā)現(xiàn)和改正錯(cuò)誤。容錯(cuò)是指系統(tǒng)在運(yùn)行過程中發(fā)生一定的硬件故障和軟件錯(cuò)誤時(shí)，仍能保持正常工作而不影響正確結(jié)果的一種性能或措施。容錯(cuò)技術(shù)主要采用冗余方法來消除故障的影響。

3.1避錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用方法視頻會(huì)議的故障分類中包括操作性故障，這一類故障的發(fā)生是由于操作人員在視頻會(huì)議過程中操作設(shè)備錯(cuò)誤，或是配置參數(shù)錯(cuò)誤導(dǎo)致的。解決操作故障可以采用避錯(cuò)技術(shù)，具體方法如下。(1)提前制定視頻會(huì)議保障方案，并通過方案評(píng)審。在方案中應(yīng)包括視頻會(huì)議的保障要求、系統(tǒng)保障方案、系統(tǒng)配置參數(shù)、應(yīng)急預(yù)案和人員分工及崗位要求。(2)會(huì)前組織系統(tǒng)測(cè)試和操作彩排、應(yīng)急演練。通過測(cè)試來驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)置的正確性，通過彩排和演練，一方面加強(qiáng)操作人員操作的熟練度，另一方面也可驗(yàn)證操作內(nèi)容的正確性。(3)與會(huì)議主辦單位確認(rèn)會(huì)議聲音畫面的轉(zhuǎn)播腳本。明確會(huì)議主辦方的轉(zhuǎn)播要求，并落實(shí)各項(xiàng)操作內(nèi)容和時(shí)間。

3.2容錯(cuò)技術(shù)的應(yīng)用方法容錯(cuò)技術(shù)主要指冗余方法的利用，包括結(jié)構(gòu)冗余、信息冗余和時(shí)間冗余。當(dāng)前，各主流視頻會(huì)議設(shè)備廠商已針對(duì)視頻會(huì)議技術(shù)特點(diǎn)，在產(chǎn)品中廣泛采用了信息冗余和時(shí)間冗余技術(shù)，如音視頻的編解碼和校驗(yàn)技術(shù)。而結(jié)構(gòu)冗余，最常見的就是雙機(jī)容錯(cuò)技術(shù)，包括雙機(jī)熱備模式、雙機(jī)互備模式、雙機(jī)雙工模式。(1)雙機(jī)熱備模式：正常情況下，一臺(tái)設(shè)備處于工作狀態(tài)，另一臺(tái)設(shè)備處于準(zhǔn)備狀態(tài)。當(dāng)主設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，將備用設(shè)備激活，保證短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)視頻會(huì)議的正常使用。(2)雙機(jī)互備模式：兩臺(tái)設(shè)備均處于工作狀態(tài)，提供各自的服務(wù)，并互相檢測(cè)對(duì)方的運(yùn)行情況。當(dāng)某一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)設(shè)備可以在短時(shí)間內(nèi)將故障設(shè)備的應(yīng)用接管過來，從而保證了應(yīng)用的持續(xù)性。(3)雙機(jī)雙工模式：兩臺(tái)設(shè)備均處于工作狀態(tài)，同時(shí)提供相同的服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡和互為備份。上述三種模式，也是提高視頻會(huì)議可靠性中最常用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。對(duì)于視頻會(huì)議系統(tǒng)中的視頻會(huì)議終端和MCU，目前市場(chǎng)上已有實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互備模式的產(chǎn)品和解決方案，而雙機(jī)雙工模式的設(shè)計(jì)，應(yīng)該是視頻會(huì)議設(shè)備，特別是MCU設(shè)備資源整合和備份的一種發(fā)展方向。對(duì)于會(huì)場(chǎng)音像設(shè)備來說，雙機(jī)熱備模式是一種比較經(jīng)濟(jì)可行的備份應(yīng)用。

3.3提高視頻會(huì)議可靠性的策略(1)在端到端的故障排查基礎(chǔ)上，有重點(diǎn)地開展可靠性分析。端到端的故障排查，就是指全系統(tǒng)、完整周密地梳理故障點(diǎn)，然后根據(jù)視頻會(huì)議的特點(diǎn)和要求，找出保障工作的重點(diǎn)。如強(qiáng)調(diào)主會(huì)場(chǎng)的可靠性，就要重點(diǎn)針對(duì)主會(huì)場(chǎng)進(jìn)行可靠性分析，查找和改進(jìn)所有薄弱環(huán)節(jié)，加強(qiáng)主會(huì)場(chǎng)設(shè)備的可靠性。因此，視頻會(huì)議的可靠性分析和設(shè)計(jì)要緊緊圍繞會(huì)議的保障要求開展。(2)針對(duì)設(shè)備功能特點(diǎn)，合理使用各種可靠性技術(shù)和方法。關(guān)鍵核心設(shè)備要實(shí)現(xiàn)雙機(jī)冗余，非關(guān)鍵核心設(shè)備可靈活根據(jù)需求使用其他方法，要兼顧可靠性和實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性的平衡，既不降低用戶使用要求，也不浪費(fèi)建設(shè)資金。(3)除技術(shù)外，還要加強(qiáng)管理手段。加強(qiáng)系統(tǒng)的巡檢，提高設(shè)備的可用性，定時(shí)組織人員的培訓(xùn)和操作演練，建立健全各項(xiàng)管理制度，從根本上杜絕因管理松懈造成的故障。

作者：李偉單位：國(guó)家開發(fā)銀行信息科技局