基于云計算技術(shù)的廣電游戲服務(wù)平臺

何樹村昆山市廣播電視臺，江蘇蘇州　215300

基于云計算技術(shù)的廣電游戲服務(wù)平臺

何樹村
昆山市廣播電視臺，江蘇蘇州215300

摘要本文介紹了廣電游戲服務(wù)平臺系統(tǒng)原理、系統(tǒng)架構(gòu)以及平臺建設(shè)的技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞云計算；廣電游戲；技術(shù)要求

1　云服務(wù)平臺系統(tǒng)原理

系統(tǒng)定義：

云服務(wù)平臺使用戶利用低成本終端，在任何時間、任何地點從網(wǎng)絡(luò)中按需訪問應(yīng)用；讓用戶不再需要為了新的應(yīng)用升級終端，運營商也不再困擾于終端的升級、更新和維護。云服務(wù)平臺適用于數(shù)字電視、IPTV、移動多媒體等領(lǐng)域，為運營商提供了支持更加豐富的創(chuàng)新應(yīng)用的運營平臺。云服務(wù)平臺的核心是將所有的應(yīng)用都在“云端”（前端系統(tǒng)側(cè)）運行，終端不需要加載任何應(yīng)用程序，并且采用視音頻流作為云端向終端呈現(xiàn)處理結(jié)果的手段。終端精簡為僅提供網(wǎng)絡(luò)能力、視音頻解碼能力和人機交互能力。

在云服務(wù)平臺系統(tǒng)中，應(yīng)用程序的處理、顯示圖像的渲染等運算都是在云端完成處理，云端將運算后的結(jié)果經(jīng)過視音頻的編碼處理后，通過網(wǎng)絡(luò)傳送到終端，終端進行視音頻的解碼并顯示結(jié)果，不需要進行額外的計算；用戶的交互指令通過終端的上傳通道上傳后，由云端運行處理后再一次以視音頻的形式下發(fā)。

直觀地理解，就是將我們常見的主機與顯示、鼠標、鍵盤分離，把主機放到云端，將顯示、鼠標、鍵盤等留在用戶家里，因為用戶不需要獨占一臺主機，且一臺主機的處理能力為多個用戶進行共享，從而實現(xiàn)了“按需訪問”的需求。

2　云服務(wù)平臺系統(tǒng)架構(gòu)

云服務(wù)平臺采用分布式的系統(tǒng)架構(gòu)。通過分布式的系統(tǒng)架構(gòu)減輕視音頻流給骨干網(wǎng)帶來的壓力，同時降低了視音頻傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)時延，提供給用戶更為優(yōu)質(zhì)的體驗。

系統(tǒng)主要分為中心系統(tǒng)、分前端系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)3個部分。中心系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，通過網(wǎng)頁實現(xiàn)對系統(tǒng)整體的控制管理，包括平臺監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲、全局調(diào)度和系統(tǒng)管理。

分前端管理系統(tǒng)部署在骨干網(wǎng)節(jié)點或靠近用戶的地方，包括分前端管理和應(yīng)用運行平臺，分前端管理提供對分前端資源的調(diào)配和用戶接入會話的管理，具體的應(yīng)用運行處理是通過應(yīng)用運行平臺來執(zhí)行，應(yīng)用運行平臺根據(jù)支撐業(yè)務(wù)的不同分為2D和3D兩種，分前端管理通過識別用戶點播的業(yè)務(wù)類型來選擇適當?shù)姆?wù)器。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)分為前端和后端兩個部分，前端主要呈現(xiàn)給用戶進行操作，用克可以在前段頁面上進行業(yè)務(wù)訂購、業(yè)務(wù)查詢、業(yè)務(wù)點播、賬單查詢等功能，后端提供后臺管理功能，包括用戶管理、應(yīng)用管理、產(chǎn)品管理、SP管理和資費管理等。

3　昆山云游戲平臺項目簡介

昆山市信息港網(wǎng)絡(luò)科技有限責(zé)任公司云游戲平臺項目的建設(shè)目標為：要求采用視頻云計算技術(shù)在現(xiàn)網(wǎng)高清互動機頂盒上承載各類游戲業(yè)務(wù)，如：大型、酷炫的3D類游戲、休閑益智的2D類游戲以及互動體感游戲等。實現(xiàn)為每一個終端用戶簡單、便捷地提供最需要的個性化娛樂“一站式”服務(wù)。

用戶在機頂盒端的操作指令通過廣電雙向網(wǎng)絡(luò)傳送給前端運行的業(yè)務(wù)應(yīng)用，云游戲平臺將游戲程序的處理、圖像的處理和渲染等在云端服務(wù)器上運行，之后將運行結(jié)果進行低時延實時編碼，并以音視頻流的方式推送給機頂盒，機頂盒完成低時延的音視頻流解碼，實現(xiàn)運行結(jié)果在機頂盒本地的呈現(xiàn)。機頂盒終端為僅提供網(wǎng)絡(luò)能力、音視頻解碼能力和人機交互設(shè)備的接入能力的瘦客戶端，云游戲業(yè)務(wù)對機頂盒終端不應(yīng)有其他任何配置和性能上的要求，應(yīng)能解決今后不斷發(fā)展的游戲業(yè)務(wù)與機頂盒配置能力無法支撐的矛盾。

4　建設(shè)要求

4.1 云端平臺軟件技術(shù)要求

1）云游戲平臺系統(tǒng)軟件須支持集中式和分布式部署方式。

2）云游戲平臺系統(tǒng)整體構(gòu)架須具備中心管理、分前端（服務(wù)節(jié)點）分級部署及綜合管理的能力。

3）云游戲平臺須具備在不中斷業(yè)務(wù)的前提下，根據(jù)需要進行系統(tǒng)的升級和擴展，實現(xiàn)集中式與分布式部署之間的平滑轉(zhuǎn)換和切換。

4）云游戲平臺系統(tǒng)軟件須支持對全局物理硬件及虛擬化資源池的自動分配管理，實現(xiàn)根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用類型資源消耗情況，對云計算資源進行有策略控制的實時智能分配，提高云計算平臺資源的利用率。

5）云游戲平臺系統(tǒng)軟件需能夠運行在Windows或Linux等主流通用平臺架構(gòu)的服務(wù)器設(shè)備上。

6）云游戲平臺須采用應(yīng)用虛擬化技術(shù)將云計算資源虛擬成多個可獨立運行游戲應(yīng)用的資源，多個應(yīng)用在運行時互相隔離。

7）針對3D類游戲業(yè)務(wù)，平臺須能夠采用顯卡GPU虛擬化或其他更為高效的技術(shù)為每個需要3D及視頻渲染的游戲應(yīng)用提供GPU處理能力。

8）云游戲平臺須支持每個用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的個性化存儲和自動導(dǎo)入、導(dǎo)出，使得用戶的游戲體驗具備可延續(xù)性。

9）云游戲平臺終端系統(tǒng)軟件須能夠支持標準的HID規(guī)范的USB外設(shè)，如：有線、2.4G無線鍵盤鼠標，有線、2.4G無線游戲手柄，2.4G遙控器、人機交互攝像頭、體感手柄等。

10）云游戲平臺業(yè)務(wù)流須能夠支持IP和Cable兩種下行方式，采用Cable方式下行時需采用標準的DVB-C封裝，用戶的回傳指令須能夠支持CM、EOC或LAN三種不同的回傳通道，滿足廣電多種雙向網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的要求。

11）云游戲平臺前端編碼要求：

（1）視頻編碼須符合H.264/AVC國際編碼標準，須能夠支持多種分辨率編碼，必須支持的分辨率包括：800*600、1280*720，幀率不小于25fps。

（2）音頻編碼須支持MPEG2-Layer2、MP3、MPEG2-AAC編碼。

（3）單幀編碼時延不超過10ms。

（4）單臺云端滿載運行時，編碼碼流抖動時延、丟包率須符合IETF RFC4445規(guī)范之內(nèi)，編碼造成的抖動不能影響業(yè)務(wù)的現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備容忍度，且DF的最大值與其均值偏離不超過50%。

（5）云端編碼須具備VBR和CBR的方式，其中CBR模式碼率支持2-8Mbps，且碼率浮動小于2%。

（6）編碼后碼流須具備錯誤恢復(fù)機制，保證在丟包的情況下，圖像可以快速恢復(fù)正常。

12）云游戲平臺須具備較低的端到端時延：

（1）系統(tǒng)的端到端整體時延不大于140ms（不含網(wǎng)絡(luò)、電視機時延）。

（2）須保證系統(tǒng)內(nèi)部時延（從云端收到用戶的控制信令到發(fā)送數(shù)據(jù)流給IPQAM之間的時延）不大于70ms。

（3）須完成與現(xiàn)網(wǎng)機頂盒芯片ST 7162、BCM 7019， Hi 3716C三款芯片的時延調(diào)優(yōu)，保證現(xiàn)網(wǎng)機頂盒解碼時不大于60ms；后續(xù)甲方可能選用的主流芯片。

13）云游戲平臺單臺服務(wù)器設(shè)備須具備較高的業(yè)務(wù)并發(fā)處理能力，且在高并發(fā)的情況下，同臺服務(wù)器上的業(yè)務(wù)運行性能和穩(wěn)定性，不得構(gòu)成彼此之間的影響。

（1）云游戲平臺須能支持每秒處理不少于100個用戶的并發(fā)登錄操作，當前配置支持2萬用戶管理能力；

（2）單臺3D服務(wù)器硬件平臺（配置不高于CPU XEON E5 2660*2，32G內(nèi)存、顯卡660TI*2），須能夠支持不少于18路（Windows單機游戲：街霸4等級）3D應(yīng)用的并發(fā)，在滿負荷運行時相互之間不受影響；

（3）單臺2D服務(wù)器硬件平臺（配置不高于XEON E5 2660*2，32G內(nèi)存），須能夠支持不少于30路（平面棋牌、圖文教育類應(yīng)用業(yè)務(wù)）2D應(yīng)用的并發(fā)，在滿負荷運行時相互之間不受影響；

4.2 終端系統(tǒng)軟件技術(shù)要求

1）云游戲平臺終端系統(tǒng)軟件須支持對現(xiàn)網(wǎng)銀河HDC6910、九州7098、摩托羅拉HMC220B、摩托羅拉210E-M以及后續(xù)甲方可能選用的主流芯片的機頂盒的對接集成，支持相關(guān)外設(shè)驅(qū)動集成。

2）終端系統(tǒng)軟件須針對Linux、中間件、Android等多種終端平臺提供不同的解決方案，以滿足廣電終端技術(shù)不斷發(fā)展的需求。

3）終端系統(tǒng)軟件須以開放的方式提供給機頂盒廠家，并且集成過云游戲終端系統(tǒng)的機頂盒不能對原有業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。

4）終端系統(tǒng)軟件需為移植庫形式提供，移植庫占用flash存儲空間不能超過512k；

5）終端系統(tǒng)軟件需具備本地鼠標繪制能力，提高用戶游戲體驗。

6）終端系統(tǒng)軟件需具備組件功能， 能夠通過云端進行組件的管理和更新。

的情況進行梳理，同時與各分公司網(wǎng)管室進行溝通，共刪除報告300多個。大大縮短報告分解的時間，提高了交換網(wǎng)管的性能。

中圖分類號G2

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2015）139-0145-02