基于IPoverDVB—S單向傳輸模式的遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)與數(shù)據(jù)維護(hù)技術(shù)

張佳偉　王亮亮　周葉

摘要：對(duì)衛(wèi)星IP over DVB-S單向傳輸模式終端接收系統(tǒng)、IP數(shù)據(jù)的維護(hù)問(wèn)題進(jìn)行理論研究，詳細(xì)介紹了單向遠(yuǎn)程終端站點(diǎn)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)維護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)，提出可行性解決方案，彌補(bǔ)了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育衛(wèi)星單向站點(diǎn)存在的不足之處。

關(guān)鍵詞： DVB-S；單向傳輸；遠(yuǎn)程教育；數(shù)據(jù)維護(hù)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）24-0248-03

Abstract： Conduct theoretical research on the terminal receiving system of satellite IP over DVB-S one-way transmission mode and IP data maintenance. The key technologies of one-way remote terminal site system and data maintenance are elaborated， so as to put forward feasible solutions that address the deficiencies of satellite one-way sites for modern distance education.

Key words： DVB-S；one-way transmission；distance education； data maintenance

IP over DVB-S使得IP數(shù)據(jù)能夠通過(guò)衛(wèi)星傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端，由于衛(wèi)星傳輸方式具有覆蓋面積大、數(shù)據(jù)傳輸速都快、接收終端配置環(huán)境要求低等特點(diǎn)，使之成為IP數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹匾侄?，廣泛用于現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程。根據(jù)衛(wèi)星遠(yuǎn)教模式[1-2]的不同特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)大部分遠(yuǎn)程站點(diǎn)都采用建設(shè)成本相對(duì)較低的單向傳輸模式。但是衛(wèi)星IP over DVB-S單項(xiàng)傳輸模式有優(yōu)點(diǎn)也存在問(wèn)題，如軟件升級(jí)、應(yīng)用數(shù)據(jù)恢復(fù)和更新等IP數(shù)據(jù)維護(hù)的問(wèn)題，否則接收系統(tǒng)無(wú)法長(zhǎng)期正常工作，也就無(wú)法完成預(yù)定任務(wù)。農(nóng)村黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育基層終端站點(diǎn)多數(shù)建設(shè)在鄉(xiāng)、村兩級(jí)，農(nóng)村信息技術(shù)人員匱乏，操作員多為農(nóng)民，計(jì)算機(jī)知識(shí)水平有限，致使信息技術(shù)素養(yǎng)相對(duì)較低的農(nóng)村用戶更難以掌握[3-4]。

所以終端站點(diǎn)的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)維護(hù)問(wèn)題成了比較關(guān)鍵的問(wèn)題，本文在新疆黨員遠(yuǎn)程教育支撐平臺(tái)“漢維哈昆侖Linux”[5-6]上，對(duì)基于IP over DVB-S單向傳輸模式的終端系統(tǒng)與數(shù)據(jù)維護(hù)問(wèn)題進(jìn)行理論研究，提出可行策略與方法，最終實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)、應(yīng)用軟件的升級(jí)和相關(guān)配置文件等數(shù)據(jù)更新。

1 概述

1.1 DVB-S

DVB-S（Digital Video Broadcasting via Satellite），即數(shù)字衛(wèi)星視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)信源編碼進(jìn)行了統(tǒng)一，該標(biāo)準(zhǔn)定義了一套完整的衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)字電視系統(tǒng)規(guī)范，音視頻的編碼壓縮采用ISO/IECMPEG-2標(biāo)準(zhǔn)[7]。把MPEG-2碼流打包成TS流，進(jìn)行信道編碼和數(shù)字調(diào)制后通過(guò)衛(wèi)星傳輸[8]。我國(guó)除中星九號(hào)傳輸?shù)念l道使用自有的ABS-S制式外，其他的衛(wèi)星電視頻道均以DVB-S傳輸。

1.2 IP over DVB-S

IP over DVB-S把IP技術(shù)與DVB-S技術(shù)結(jié)合起來(lái)，將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到MPEG-2傳輸流中，通過(guò)DVB-S網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸[9-12]。衛(wèi)星通信網(wǎng)具有覆蓋面積大、接收端環(huán)境要求低、實(shí)時(shí)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，使之成為IP數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)闹匾侄?，是?duì)IP網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充。數(shù)據(jù)進(jìn)行單向傳輸。由于是單向傳輸接收系統(tǒng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)本地信息反饋，所以不能像互聯(lián)網(wǎng)和有線傳輸系統(tǒng)等雙向系統(tǒng)一樣，遠(yuǎn)端和終端實(shí)時(shí)通信，很容易實(shí)現(xiàn)信息交互，實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)的維護(hù)。

2 遠(yuǎn)程終端維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

由于單向傳輸?shù)沫h(huán)境所限，接收終端和發(fā)送端無(wú)法實(shí)現(xiàn)交互，因此，在發(fā)送端直接發(fā)送升級(jí)包，在接收終端開(kāi)辟專用存儲(chǔ)空間和目錄用于存儲(chǔ)升級(jí)包，在接收端接收IP數(shù)據(jù)時(shí)，一并接收升級(jí)包。如圖1所示：

通過(guò)現(xiàn)有播發(fā)系統(tǒng)，我們以ZIP為升級(jí)包的格式，制定了播發(fā)端升級(jí)包的制作規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了升級(jí)包安裝程序。在播發(fā)端將升級(jí)包的MD5值植入ZIP文件的COMMENT屬性，對(duì)升級(jí)包進(jìn)行唯一性標(biāo)識(shí)；在客戶端獲取并清除升級(jí)包的COMMENT值，來(lái)進(jìn)行MD5校驗(yàn)升級(jí)包的完整性和唯一性，并通過(guò)“守護(hù)進(jìn)程”完成升級(jí)包的校驗(yàn)、解壓以及升級(jí)日志等操作，最終完成遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)升級(jí)與應(yīng)用程序更新等任務(wù)。

2.1發(fā)送端

發(fā)送端主要播發(fā)音視頻類文件以及其他類型的文件，發(fā)送端由三個(gè)主程序組成：系統(tǒng)文件播發(fā)程序、視頻播發(fā)程序和文件播發(fā)程序。分別將系統(tǒng)信息文件、視頻直播和文件向遠(yuǎn)程終端進(jìn)行推送[13-15]。

發(fā)送端采用循環(huán)播發(fā)機(jī)制[16-17]，以保證遠(yuǎn)程終端在任何時(shí)間啟動(dòng)，都可以接收到升級(jí)包。升級(jí)文件格式指定為ZIP壓縮格式，在發(fā)送端發(fā)送升級(jí)包之前，對(duì)升級(jí)包進(jìn)行重命名處理，并將升級(jí)包MD5值植入升級(jí)包的COMMENT屬性中，方便客戶端進(jìn)行文件完整性校驗(yàn)。

2.2 接收端

接收端檢測(cè)到有升級(jí)包下發(fā)后，將文件接收到指定的”/satelite”目錄下，接收完成后，對(duì)升級(jí)包首先進(jìn)行正確性檢測(cè)，如果正確，獲取升級(jí)包的COMMENT值，然后置空升級(jí)包該屬性的值，最后獲取升級(jí)包的MD5值進(jìn)行對(duì)比，如果COMMENT值與MD5值相等，則升級(jí)包接收正常，可以執(zhí)行安裝。升級(jí)包解壓、校驗(yàn)和升級(jí)日志等操作由守護(hù)進(jìn)程來(lái)完成。

2.3 升級(jí)安裝程序

升級(jí)包安裝程序主要由升級(jí)執(zhí)行程序和升級(jí)相關(guān)操作的“守護(hù)進(jìn)程”組成，分別完成升級(jí)腳本的執(zhí)行和升級(jí)包檢測(cè)、校驗(yàn)、升級(jí)日志等操作。

在接收終端預(yù)設(shè)升級(jí)偵測(cè)程序，我們將升級(jí)程序的執(zhí)行加入系統(tǒng)的rc.local，在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，系統(tǒng)啟動(dòng)后，加載完內(nèi)核，完成初始化后，在rc.local中，則會(huì)調(diào)用升級(jí)程序，獲取升級(jí)標(biāo)志位的值，判斷是否有可用的升級(jí)，如果升級(jí)標(biāo)志位為1，則表示有可用的升級(jí)，則執(zhí)行升級(jí)程序，在啟動(dòng)動(dòng)畫界面顯示系統(tǒng)正在升級(jí)，升級(jí)完成后，將升級(jí)標(biāo)志位置為“1”，完成升級(jí)后系統(tǒng)重啟完成本次升級(jí)；如果升級(jí)標(biāo)志位為0，則表示無(wú)可用的升級(jí)，進(jìn)入普通運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)正常啟動(dòng)。

2.4 守護(hù)進(jìn)程

守護(hù)進(jìn)程主要完成升級(jí)包檢測(cè)、校驗(yàn)、升級(jí)日志等操作。

守護(hù)進(jìn)程隨接收終端系統(tǒng)啟動(dòng)，在系統(tǒng)運(yùn)行階段，每隔1秒，偵測(cè)一次升級(jí)包，如果偵測(cè)到本地有升級(jí)包存在，則通過(guò)接收到的升級(jí)文件MD5值與日志文件中歷史升級(jí)記錄的MD5進(jìn)行比對(duì)，若重復(fù)且升級(jí)標(biāo)志位為“0”，則刪除已接收的升級(jí)文件；否則，調(diào)用log_operater（）函數(shù)，將MD5值寫入日志文件，并將升級(jí)標(biāo)志位置為“1”，則解壓升級(jí)包文件到 “/satelite/update/”目錄下，由zip_operater（）函數(shù)完成此操作。開(kāi)機(jī)過(guò)程中，在 rc.local中通過(guò)調(diào)用升級(jí)程序進(jìn)行升級(jí)操作。

2.5 升級(jí)包制作規(guī)范

制定升級(jí)包的制作規(guī)范，一方面由于接收端遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)與播發(fā)端不能進(jìn)行雙向通信，使播發(fā)端下發(fā)的升級(jí)包無(wú)法通過(guò)交互完成升級(jí)包在傳輸過(guò)程中是否完整的在接收端完整接收，沒(méi)有出現(xiàn)丟包現(xiàn)象；另一方面，避免因?yàn)槿藛T代碼編寫不規(guī)范造成的不該出現(xiàn)的錯(cuò)誤所造成的升級(jí)包無(wú)法正確安裝的問(wèn)題，所以制定此制作標(biāo)準(zhǔn)。

制作規(guī)范：

1） 升級(jí)包格式：升級(jí)包采用ZIP壓縮格式，采用UTF-8編碼；

2） 升級(jí)包組成：“文件夾+Shell腳本”，文件夾名稱固定為“ufiles”，Shell腳本名稱固定為“update.sh”；

3） 升級(jí)包路徑：路徑固定為“/satelite/update/（‘update.sh+‘ufiles/）”；

4） 安裝校驗(yàn)：通過(guò)執(zhí)行“sh -vx /satelite/update.sh”對(duì)update.sh進(jìn)行校驗(yàn)，確保腳本執(zhí)行無(wú)錯(cuò)誤；

5） 升級(jí)包MD5值入：將升級(jí)包的MD5值植入到升級(jí)包的COMMENT屬性中；

3 結(jié)束語(yǔ)

基于IP over DVB-S單向傳輸模式的遠(yuǎn)程終端系統(tǒng)與數(shù)據(jù)維護(hù)技術(shù)的研發(fā)，完成了單向傳輸條件下的遠(yuǎn)程無(wú)交互方式維護(hù)方法，為終端站點(diǎn)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的快速、簡(jiǎn)單、無(wú)需人工干預(yù)的維護(hù)與恢復(fù)提出可行策略與方法，解決長(zhǎng)期以來(lái)困擾衛(wèi)星單向傳輸模式下進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸時(shí)實(shí)現(xiàn)軟件大面積升級(jí)的難題，保證了通過(guò)衛(wèi)星通道傳輸方式建立的系統(tǒng)既能夠發(fā)揮衛(wèi)星傳輸模式的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育衛(wèi)星單向站點(diǎn)存在的不足之處。從而更好的保障基于衛(wèi)星傳輸模式的遠(yuǎn)程教育工程的順利實(shí)施，又能確保終端站點(diǎn)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

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