李 青，柯 衛(wèi)

（1.中國(guó)電信股份有限公司上海研究院 上海 200122；2.中國(guó)電信股份有限公司上海分公司 上海 200021）

1 引言

“媒體服務(wù)器”在電信網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)領(lǐng)域中有著極為廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景?！霸朴?jì)算”技術(shù)以其超大規(guī)模、高可擴(kuò)展性、高可靠性、按需計(jì)費(fèi)、虛擬化、極其廉價(jià)及通用性等特性已在IT信息領(lǐng)域中獲得業(yè)界的廣泛支持。

“云媒體服務(wù)器”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“云媒體”）是以媒體服務(wù)器軟件化為基礎(chǔ)，結(jié)合“云計(jì)算”關(guān)鍵技術(shù)，向互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供的一種可彈性擴(kuò)展性能、可靠性高和按需計(jì)費(fèi)的多租戶(hù)多媒體資源能力池，供用戶(hù)集成提供話(huà)音、傳真及視頻等多媒體業(yè)務(wù)的一種以網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算為特征的媒體資源云服務(wù)。

“云媒體”的部署可聚合電信網(wǎng)絡(luò)中的媒體資源能力，為話(huà)音、視頻等特定的媒體資源類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供更為強(qiáng)大的媒體處理服務(wù)，提高媒體資源利用率，實(shí)時(shí)按需響應(yīng)運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)CP/SP客戶(hù)對(duì)突發(fā)流量的媒體資源需求。

“云媒體服務(wù)器”與“傳統(tǒng)媒體服務(wù)器”相比，具備超強(qiáng)的并行計(jì)算能力、高度靈活的可擴(kuò)展性、精確的計(jì)費(fèi)度量能力以及相對(duì)低廉的硬件基礎(chǔ)設(shè)施成本要求等特點(diǎn)，因此在電信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中勢(shì)必有著較好的應(yīng)用前景?！霸泼襟w服務(wù)器”能最大限度地發(fā)揮平臺(tái)資源業(yè)務(wù)能力，降低業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本。本文提出了一種基于云計(jì)算的媒體服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)，并提供了一種云媒體服務(wù)器處理單元的調(diào)度方法。

2 云媒體服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

“云媒體”系統(tǒng)架構(gòu)主要分兩大組成部分：云媒體管理平臺(tái)和云媒體資源池。

2.1 云媒體管理平臺(tái)

云媒體管理平臺(tái)包括服務(wù)管理、資源管理、運(yùn)營(yíng)管理和云媒體資源適配層4個(gè)功能模塊。其中：

·服務(wù)管理模塊包括服務(wù)目錄管理、服務(wù)實(shí)例管理、用戶(hù)管理、門(mén)戶(hù)管理等功能；

·資源管理模塊包括資產(chǎn)管理、資源封裝、資源監(jiān)測(cè)、資源調(diào)度、模板管理、應(yīng)用管理等功能；

·運(yùn)營(yíng)管理模塊包括報(bào)表管理、計(jì)費(fèi)管理、維護(hù)管理、系統(tǒng)管理和外部接口等功能。

2.1.1 服務(wù)管理模塊各功能設(shè)計(jì)

（1）服務(wù)目錄管理

云媒體中包括DTMF信號(hào)的采集與解碼、信號(hào)音的產(chǎn)生與發(fā)送、錄音通知發(fā)送、自動(dòng)話(huà)音合成及識(shí)別、傳真編解碼、電話(huà)會(huì)議、視頻會(huì)議、流媒體播放能力等所有資源，都需要以服務(wù)的形式向用戶(hù)或外部業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供訂購(gòu)。服務(wù)目錄管理是對(duì)云媒體能提供的各種服務(wù)的整個(gè)生命周期及服務(wù)配置進(jìn)行管理。

（2）服務(wù)實(shí)例管理

服務(wù)實(shí)例由用戶(hù)或外部業(yè)務(wù)系統(tǒng)根據(jù)需求在服務(wù)模板的基礎(chǔ)上創(chuàng)建，是一個(gè)具體服務(wù)的案例。服務(wù)實(shí)例管理通過(guò)執(zhí)行服務(wù)模板定義的服務(wù)實(shí)例申請(qǐng)、變更、終止等服務(wù)請(qǐng)求處理流程，對(duì)服務(wù)實(shí)例的生命周期進(jìn)行管理。

（3）用戶(hù)管理

對(duì)云媒體服務(wù)器系統(tǒng)中的用戶(hù)或外部業(yè)務(wù)系統(tǒng)的資源進(jìn)行統(tǒng)一訪(fǎng)問(wèn)控制。其中，用戶(hù)分為內(nèi)部人員（服務(wù)設(shè)計(jì)人員、服務(wù)審批人員及維護(hù)人員）和面向能力集開(kāi)發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)客戶(hù)。其功能包含用戶(hù)管理、用戶(hù)組管理、角色管理、權(quán)限管理等。

（4）門(mén)戶(hù)管理

提供客戶(hù)、外部應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員、服務(wù)審批人員及維護(hù)人員的入口?？蛻?hù)通過(guò)門(mén)戶(hù)查詢(xún)服務(wù)目錄，進(jìn)行服務(wù)實(shí)例的申請(qǐng)、變更、查詢(xún)及刪除等；服務(wù)審批人員對(duì)客戶(hù)的服務(wù)實(shí)例、用戶(hù)管理等進(jìn)行管理；服務(wù)設(shè)計(jì)人員則對(duì)服務(wù)目錄、模板管理等進(jìn)行操作和管理；維護(hù)人員可登錄門(mén)戶(hù)，對(duì)資源監(jiān)測(cè)、資源部署調(diào)度、報(bào)表管理、應(yīng)用管理等進(jìn)行管理。

2.1.2 資源管理模塊各功能設(shè)計(jì)

（1）資產(chǎn)管理

對(duì)云媒體平臺(tái)中的物理設(shè)備及軟硬件統(tǒng)一管理，提供物理/軟件資源信息查詢(xún)。

（2）資源封裝

實(shí)現(xiàn)對(duì)云媒體物理資源、虛擬層及專(zhuān)業(yè)管理層的統(tǒng)一管理，屏蔽底層硬件及虛擬化異構(gòu)，整合系統(tǒng)中所有可用資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的生命周期管理和資源信息的綜合管理，提供資源定位、資源分配等基本服務(wù)，并提供資源可靠性保障。

（3）資源監(jiān)測(cè)

對(duì)各類(lèi)物理資源和虛擬資源實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的、具有多層次多顆粒度的集中監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和優(yōu)化，提供對(duì)各類(lèi)媒體資源的故障管理、性能管理、自動(dòng)巡檢管理等功能，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)云媒體資源處理單元的健康狀態(tài)、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)故障、及時(shí)修復(fù)的目的。同時(shí)向下通過(guò)資源管理模塊獲得資源的訪(fǎng)問(wèn)管理信息，向上為云媒體資源調(diào)度模塊和報(bào)表管理模塊等提供監(jiān)測(cè)信息服務(wù)。

（4）資源調(diào)度

對(duì)云媒體物理網(wǎng)元和虛擬資源的生命周期和資源信息實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、彈性、按需的流程化、自動(dòng)化調(diào)度，按照策略自動(dòng)進(jìn)行資源部署以及操作流程，并提供和其他服務(wù)的接口；可根據(jù)應(yīng)用、服務(wù)的負(fù)載情況，動(dòng)態(tài)分配物理和邏輯資源，并對(duì)可提供服務(wù)的資源提供可靠性保障策略。

（5）模板管理

提供從創(chuàng)建、發(fā)布、激活、掛起、撤銷(xiāo)到刪除的模板生命周期管理以及快速部署，提供模板格式及存儲(chǔ)等。

（6）應(yīng)用管理

對(duì)部署在云媒體處理單元上的第三方應(yīng)用軟件 （如TTS、ASR）等進(jìn)行管理。

2.1.3 運(yùn)營(yíng)管理模塊各功能設(shè)計(jì)

（1）報(bào)表管理

生成云媒體系統(tǒng)中資源監(jiān)測(cè)、服務(wù)模板、服務(wù)實(shí)例、用戶(hù)信息等的統(tǒng)計(jì)報(bào)告并可供查詢(xún)。

（2）計(jì)費(fèi)管理

計(jì)費(fèi)原始信息收集，生成滿(mǎn)足業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)格式要求的賬單并同步給業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)。

（3）維護(hù)管理

包括用戶(hù)認(rèn)證、授權(quán)、審計(jì)、內(nèi)部安全流程化等要求；對(duì)云媒體服務(wù)的故障處理提供流程化管理。

（4）對(duì)外接口

包括和BSS/OSS之間的接口、外部云管理平臺(tái)之間的接口，通過(guò)這些接口實(shí)現(xiàn)外部各系統(tǒng)之間的信息交互。

（5）系統(tǒng)管理

包括人機(jī)命令、操作權(quán)限設(shè)置、系統(tǒng)日志、人機(jī)接口及界面管理等。

2.1.4 云媒體資源適配層功能設(shè)計(jì)

云媒體資源適配層可對(duì)基于各種虛擬平臺(tái)（如主流的虛擬化技術(shù)ESX、Xen、KVM、Hyper-V等）、云媒體資源池本身具有的云管理軟件 （如主流的VMware的vCenter/vCloud、微軟的system center等）以及軟件媒體資源服務(wù)器等進(jìn)行接口適配，完成數(shù)據(jù)交互和虛擬化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)底層軟件媒體服務(wù)器進(jìn)行虛擬化、抽象化，為上層云媒體服務(wù)管理模塊、資源管理模塊和運(yùn)營(yíng)管理模塊等提供一致性的訪(fǎng)問(wèn)接口，完成對(duì)軟件媒體資源池的統(tǒng)一管理。

2.2 云媒體處理單元

云媒體資源池由若干個(gè)“云媒體資源處理單元”構(gòu)成。云媒體資源處理單元在云媒體管理平臺(tái)的統(tǒng)一調(diào)度下執(zhí)行具體的媒體資源處理服務(wù)，并根據(jù)云媒體管理平臺(tái)的服務(wù)管理、資源管理和運(yùn)營(yíng)管理需求，完成相應(yīng)業(yè)務(wù)功能開(kāi)通、資源動(dòng)態(tài)調(diào)度及運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)輸出等。

云媒體資源處理單元系統(tǒng)架構(gòu)分為3個(gè)層面。

·底層為提供云媒體應(yīng)用軟件的物理承載層，包括實(shí)體物理機(jī)和虛擬化軟件。

·中間層為云媒體系統(tǒng)層，提供虛擬機(jī)服務(wù)。

·最上層為云媒體應(yīng)用層，包括虛擬化管理軟件、云媒體資源處理軟件及第三方管理與應(yīng)用系統(tǒng) （如TTS、ASR等）。其中，媒體資源處理軟件為云媒體資源處理單元的核心模塊，執(zhí)行外部應(yīng)用對(duì)于媒體資源的各類(lèi)控制請(qǐng)求。

2.3 云媒體資源調(diào)度方法

云媒體中每個(gè) VMS（virtual media server，虛擬媒體服務(wù)器）都是一種具備媒體處理能力的服務(wù)器，這種媒體處理能力在云媒體中被定義為服務(wù)，從而提供給用戶(hù)申請(qǐng)和使用。通過(guò)“云”把該媒體處理能力池化，用戶(hù)可以向云媒體資源池申請(qǐng)這種媒體處理能力。云媒體管理平臺(tái)通過(guò)啟動(dòng)足夠的、具備這種媒體處理能力的VM滿(mǎn)足用戶(hù)需要。當(dāng)用戶(hù)沒(méi)有使用時(shí)，云媒體管理平臺(tái)可以關(guān)閉部分虛擬媒體服務(wù)器從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在云媒體資源管理中，服務(wù)所對(duì)應(yīng)的是虛擬設(shè)備，系統(tǒng)通過(guò)發(fā)布/撤銷(xiāo)虛擬設(shè)備VM實(shí)現(xiàn)服務(wù)的發(fā)布/下線(xiàn)。

2.3.1 云媒體資源調(diào)度參數(shù)

虛擬媒體服務(wù)器發(fā)布與下線(xiàn)的調(diào)度涉及的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)如表1所示。

2.3.2 云媒體資源調(diào)度流程

圖3所示為云媒體資源調(diào)度流程。

2.3.3 云媒體資源調(diào)度邏輯

（1）云媒體資源服務(wù)器過(guò)載時(shí)是否啟動(dòng)VM

表1 云媒體服務(wù)器資源調(diào)度參數(shù)示例

if(averClient>cirticalClient)

if(currentVM

啟動(dòng)VM;

else

continue;

（2）云媒體資源服務(wù)器空閑時(shí)是否關(guān)閉VM

if(averClient

if(currentVM>minVM)

{

for VM list

currentClient

關(guān)閉VM;

break;

}

else

continue;

3 云媒體服務(wù)器技術(shù)特點(diǎn)

基于本文所述的云媒體服務(wù)器具有以下獨(dú)特功能，是傳統(tǒng)媒體服務(wù)器所不具備的能力。

·超大規(guī)模：基于本文設(shè)計(jì)的云媒體資源服務(wù)器可方便地組建一個(gè)超大規(guī)模的軟件媒體資源能力池，滿(mǎn)足高突發(fā)型話(huà)務(wù)量的業(yè)務(wù)需求 （如高考電話(huà)查分、春節(jié)火車(chē)票電話(huà)訂購(gòu)）。

·高可擴(kuò)展性：本文設(shè)計(jì)的虛擬媒體服務(wù)器可根據(jù)當(dāng)前業(yè)務(wù)需求，動(dòng)態(tài)增加或減少媒體處理單元數(shù)量，最大限度提高資源利用率。

·高可靠性：本文設(shè)計(jì)的虛擬媒體服務(wù)器能自動(dòng)屏蔽物理機(jī)、虛擬機(jī)故障，對(duì)外提供高可靠性服務(wù)。

·按需計(jì)費(fèi)：用戶(hù)可登錄云媒體資源池門(mén)戶(hù)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求訂購(gòu)相應(yīng)的媒體編解碼能力及并發(fā)量（用戶(hù)級(jí)license），系統(tǒng)提供按需計(jì)費(fèi)服務(wù)。

·通用性、虛擬化、極其廉價(jià)：云媒體服務(wù)器通常部署于通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而降低了使用昂貴專(zhuān)用硬件設(shè)備的投資成本。

4 用戶(hù)流程

圖4描述了一個(gè)用戶(hù)從云媒體資源池門(mén)戶(hù)上申請(qǐng)?zhí)摂M媒體服務(wù)器的訂單產(chǎn)生、審核及資源審批的工單流程。

5 云媒體的應(yīng)用前景分析

本文所設(shè)計(jì)的云媒體服務(wù)器能夠構(gòu)建一個(gè)強(qiáng)大的媒體資源能力池，可向IMS業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)絡(luò)、呼叫中心以及電信網(wǎng)絡(luò)能力開(kāi)放網(wǎng)關(guān)等提供可彈性擴(kuò)展性能的高可靠性的多媒體資源服務(wù)能力，未來(lái)在電信領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。

（1）“云媒體服務(wù)器”在IMS網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

云媒體服務(wù)器在IMS的核心網(wǎng)及業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中均有著極其廣泛的應(yīng)用前景。

·IMS核心網(wǎng)：“云媒體服務(wù)器”可替代IMS網(wǎng)絡(luò)中的MRCF、MRCP設(shè)備，用于提供回鈴音、忙音、用戶(hù)狀態(tài)異常提示音等以及三方通話(huà)、呼叫等待、呼叫保持等補(bǔ)充業(yè)務(wù)的登記、取消、實(shí)現(xiàn)等操作提示音播放與媒體流控制能力。

·IMS業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)：“云媒體”服務(wù)器可作為共享資源池，基于IMS網(wǎng)絡(luò)提供多種增值業(yè)務(wù)應(yīng)用，例如“一號(hào)通”業(yè)務(wù)、“一號(hào)雙機(jī)”、“改號(hào)通知”、“17900、179098等卡類(lèi)業(yè)務(wù)”、“隨意遷”業(yè)務(wù)等現(xiàn)有話(huà)音類(lèi)增值業(yè)務(wù)。

（2）“云媒體服務(wù)器”在多呼叫中心平臺(tái)的IVR共享資源池中的應(yīng)用

鑒于中國(guó)電信集團(tuán)公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)電信）“號(hào)碼百事通”、“座席外包”、“10000人工客服”等基于呼叫中心平臺(tái)的各類(lèi)業(yè)務(wù)重要性，集團(tuán)公司、各省公司均對(duì)呼叫中心平臺(tái)建設(shè)投入了大量建設(shè)成本。其中，提供歡迎語(yǔ)、自動(dòng)報(bào)號(hào)及自助話(huà)音菜單服務(wù)的IVR（interactive voice response，交互式話(huà)音應(yīng)答）系統(tǒng)在平臺(tái)投資中占據(jù)較高比例，為保證IVR設(shè)備正常運(yùn)行的高可靠性，平臺(tái)建設(shè)多采用雙機(jī)主備方式，其中50%資源通常用于日常備份，處于閑置狀態(tài)，特別對(duì)省內(nèi)建設(shè)多套呼叫中心平臺(tái)提供 “異地容災(zāi)”能力的省公司而言，省呼叫中心IVR整體資源利用率更低。

基于“云媒體服務(wù)器”的IVR資源池使得省內(nèi)呼叫中心的音視頻媒體播放能力成為共享資源，高效整合多個(gè)呼叫中心IVR資源池的媒體流編解碼及播放能力，最大限度提升IVR資源利用率，避免當(dāng)業(yè)務(wù)量分配不均時(shí)由于各平臺(tái)獨(dú)占IVR資源造成極大浪費(fèi)，并能有效應(yīng)對(duì)諸如“高考查分”、“春運(yùn)訂票”等話(huà)務(wù)量突發(fā)型業(yè)務(wù)的極端情況。

（3）“云媒體服務(wù)器”在面向互聯(lián)網(wǎng)的“媒體資源能力開(kāi)放”上的應(yīng)用

根據(jù)中國(guó)電信PaaS云部署建議，ISAG可作為中國(guó)電信“通信網(wǎng)絡(luò)能力”開(kāi)放的接口網(wǎng)關(guān)，面向PaaS平臺(tái)、SP/AP、電信自營(yíng)業(yè)務(wù)等提供短信、彩信、IM、WAP等電信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)能力。

“云媒體資源服務(wù)能力”可作為ISAG能力集開(kāi)放網(wǎng)關(guān)的底層“能力構(gòu)件”，為基于互聯(lián)網(wǎng)的SP/AP等提供Web方式的“點(diǎn)擊撥號(hào)”、“點(diǎn)擊電話(huà)會(huì)議”、“節(jié)日話(huà)音祝?！?、“電話(huà)隨意遷”等提供可伸縮強(qiáng)、按量收費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)能力集中間件，從而豐富中國(guó)電信在通信網(wǎng)絡(luò)能力集的開(kāi)放范圍。

（4）“云媒體服務(wù)器”在 “多媒體彩鈴”、“電話(huà)會(huì)議”、“全球眼”等全網(wǎng)級(jí)重點(diǎn)產(chǎn)品中應(yīng)用

“云媒體服務(wù)器”具備并行音/視頻媒體流的處理能力，能提高音/視頻媒體編解碼效率，提高音頻、視頻媒體播放的流暢性，提升用戶(hù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

另外，高度靈活的“自伸縮性”和“負(fù)載均衡”能力，能自如應(yīng)對(duì)各種業(yè)務(wù)的突發(fā)峰值流量情況。高效的“自維護(hù)性”能輕松處理單機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障的局面，迅速恢復(fù)系統(tǒng)整體對(duì)外服務(wù)能力，最大限度降低單機(jī)設(shè)備故障對(duì)業(yè)務(wù)服務(wù)的影響程度。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文將云計(jì)算技術(shù)與軟件媒體服務(wù)器開(kāi)發(fā)相結(jié)合，創(chuàng)造性提出了一種具有云計(jì)算特征的媒體資源服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)，并進(jìn)行了完善的原型開(kāi)發(fā)與應(yīng)用試驗(yàn)，基于該架構(gòu)下的云媒體服務(wù)器系統(tǒng)顯示了其超大規(guī)模性、自伸縮性、自維護(hù)性及按需計(jì)費(fèi)等能力。本文為媒體服務(wù)器的未來(lái)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與部署提供了新思路。

1 劉鵬.云計(jì)算.北京：電子工業(yè)出版社，2010

2 YD/T 1386-2005.基于軟交換的媒體服務(wù)器技術(shù)要求.中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)，2005

3 RFC3261.SIP會(huì)話(huà)初始協(xié)議,2002

4 ITU-T H.248.網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議,2000

5 RFC3015.Megaco協(xié)議,2008

6 YDN 098-1999.中國(guó)智能網(wǎng)設(shè)備智能外設(shè)（IP）技術(shù)規(guī)范.中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部，1999