何樹(shù)村昆山市廣播電視臺(tái)，江蘇蘇州　215300

基于云計(jì)算技術(shù)的廣電游戲服務(wù)平臺(tái)

何樹(shù)村
昆山市廣播電視臺(tái)，江蘇蘇州215300

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

關(guān)鍵詞云計(jì)算；廣電游戲；技術(shù)要求

1　云服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)原理

系統(tǒng)定義：

云服務(wù)平臺(tái)使用戶(hù)利用低成本終端，在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)從網(wǎng)絡(luò)中按需訪問(wèn)應(yīng)用；讓用戶(hù)不再需要為了新的應(yīng)用升級(jí)終端，運(yùn)營(yíng)商也不再困擾于終端的升級(jí)、更新和維護(hù)。云服務(wù)平臺(tái)適用于數(shù)字電視、IPTV、移動(dòng)多媒體等領(lǐng)域，為運(yùn)營(yíng)商提供了支持更加豐富的創(chuàng)新應(yīng)用的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)。云服務(wù)平臺(tái)的核心是將所有的應(yīng)用都在“云端”（前端系統(tǒng)側(cè)）運(yùn)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(jiǎn)為僅提供網(wǎng)絡(luò)能力、視音頻解碼能力和人機(jī)交互能力。

在云服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)中，應(yīng)用程序的處理、顯示圖像的渲染等運(yùn)算都是在云端完成處理，云端將運(yùn)算后的結(jié)果經(jīng)過(guò)視音頻的編碼處理后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到終端，終端進(jìn)行視音頻的解碼并顯示結(jié)果，不需要進(jìn)行額外的計(jì)算；用戶(hù)的交互指令通過(guò)終端的上傳通道上傳后，由云端運(yùn)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(jiàn)的主機(jī)與顯示、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)分離，把主機(jī)放到云端，將顯示、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等留在用戶(hù)家里，因?yàn)橛脩?hù)不需要獨(dú)占一臺(tái)主機(jī)，且一臺(tái)主機(jī)的處理能力為多個(gè)用戶(hù)進(jìn)行共享，從而實(shí)現(xiàn)了“按需訪問(wèn)”的需求。

2　云服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

云服務(wù)平臺(tái)采用分布式的系統(tǒng)架構(gòu)。通過(guò)分布式的系統(tǒng)架構(gòu)減輕視音頻流給骨干網(wǎng)帶來(lái)的壓力，同時(shí)降低了視音頻傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)時(shí)延，提供給用戶(hù)更為優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。

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(gè)部分。中心系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)整體的控制管理，包括平臺(tái)監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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(diǎn)或靠近用戶(hù)的地方，包括分前端管理和應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)，分前端管理提供對(duì)分前端資源的調(diào)配和用戶(hù)接入會(huì)話的管理，具體的應(yīng)用運(yùn)行處理是通過(guò)應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)來(lái)執(zhí)行，應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)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(guò)識(shí)別用戶(hù)點(diǎn)播的業(yè)務(wù)類(lèi)型來(lái)選擇適當(dāng)?shù)姆?wù)器。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)分為前端和后端兩個(gè)部分，前端主要呈現(xiàn)給用戶(hù)進(jìn)行操作，用克可以在前段頁(yè)面上進(jìn)行業(yè)務(wù)訂購(gòu)、業(yè)務(wù)查詢(xún)、業(yè)務(wù)點(diǎn)播、賬單查詢(xún)等功能，后端提供后臺(tái)管理功能，包括用戶(hù)管理、應(yīng)用管理、產(chǎn)品管理、SP管理和資費(fèi)管理等。

3　昆山云游戲平臺(tái)項(xiàng)目簡(jiǎn)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(tái)項(xiàng)目的建設(shè)目標(biāo)為：要求采用視頻云計(jì)算技術(shù)在現(xiàn)網(wǎng)高清互動(dòng)機(jī)頂盒上承載各類(lèi)游戲業(yè)務(wù)，如：大型、酷炫的3D類(lèi)游戲、休閑益智的2D類(lèi)游戲以及互動(dòng)體感游戲等。實(shí)現(xiàn)為每一個(gè)終端用戶(hù)簡(jiǎn)單、便捷地提供最需要的個(gè)性化娛樂(lè)“一站式”服務(wù)。

用戶(hù)在機(jī)頂盒端的操作指令通過(guò)廣電雙向網(wǎng)絡(luò)傳送給前端運(yùn)行的業(yè)務(wù)應(yīng)用，云游戲平臺(tái)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(yùn)行，之后將運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行低時(shí)延實(shí)時(shí)編碼，并以音視頻流的方式推送給機(jī)頂盒，機(jī)頂盒完成低時(shí)延的音視頻流解碼，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行結(jié)果在機(jī)頂盒本地的呈現(xiàn)。機(jī)頂盒終端為僅提供網(wǎng)絡(luò)能力、音視頻解碼能力和人機(jī)交互設(shè)備的接入能力的瘦客戶(hù)端，云游戲業(yè)務(wù)對(duì)機(jī)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(jī)頂盒配置能力無(wú)法支撐的矛盾。

4　建設(shè)要求

4.1 云端平臺(tái)軟件技術(shù)要求

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

3）云游戲平臺(tái)須具備在不中斷業(yè)務(wù)的前提下，根據(jù)需要進(jìn)行系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展，實(shí)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(tái)系統(tǒng)軟件須支持對(duì)全局物理硬件及虛擬化資源池的自動(dòng)分配管理，實(shí)現(xiàn)根據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用類(lèi)型資源消耗情況，對(duì)云計(jì)算資源進(jìn)行有策略控制的實(shí)時(shí)智能分配，提高云計(jì)算平臺(tái)資源的利用率。

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

6）云游戲平臺(tái)須采用應(yīng)用虛擬化技術(shù)將云計(jì)算資源虛擬成多個(gè)可獨(dú)立運(yùn)行游戲應(yīng)用的資源，多個(gè)應(yīng)用在運(yùn)行時(shí)互相隔離。

7）針對(duì)3D類(lèi)游戲業(yè)務(wù)，平臺(tái)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(gè)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(tái)須支持每個(gè)用戶(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的個(gè)性化存儲(chǔ)和自動(dòng)導(dǎo)入、導(dǎo)出，使得用戶(hù)的游戲體驗(yàn)具備可延續(xù)性。

9）云游戲平臺(tái)終端系統(tǒng)軟件須能夠支持標(biāo)準(zhǔn)的HID規(guī)范的USB外設(shè)，如：有線、2.4G無(wú)線鍵盤(pán)鼠標(biāo)，有線、2.4G無(wú)線游戲手柄，2.4G遙控器、人機(jī)交互攝像頭、體感手柄等。

10）云游戲平臺(tái)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(shí)需采用標(biāo)準(zhǔn)的DVB-C封裝，用戶(hù)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(tái)前端編碼要求：

（1）視頻編碼須符合H.264/AVC國(guó)際編碼標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)延不超過(guò)10ms。

（4）單臺(tái)云端滿載運(yùn)行時(shí)，編碼碼流抖動(dòng)時(shí)延、丟包率須符合IETF RFC4445規(guī)范之內(nèi)，編碼造成的抖動(dòng)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(guò)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(dòng)小于2%。

（6）編碼后碼流須具備錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)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(tái)須具備較低的端到端時(shí)延：

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

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

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

13）云游戲平臺(tái)單臺(tái)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(tái)服務(wù)器上的業(yè)務(wù)運(yùn)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(tái)須能支持每秒處理不少于100個(gè)用戶(hù)的并發(fā)登錄操作，當(dāng)前配置支持2萬(wàn)用戶(hù)管理能力；

（2）單臺(tái)3D服務(wù)器硬件平臺(tái)（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(jī)游戲：街霸4等級(jí)）3D應(yīng)用的并發(fā)，在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)相互之間不受影響；

（3）單臺(tái)2D服務(wù)器硬件平臺(tái)（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(lèi)應(yīng)用業(yè)務(wù)）2D應(yīng)用的并發(fā)，在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)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(tái)終端系統(tǒng)軟件須支持對(duì)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(jī)頂盒的對(duì)接集成，支持相關(guān)外設(shè)驅(qū)動(dòng)集成。

2）終端系統(tǒng)軟件須針對(duì)Linux、中間件、Android等多種終端平臺(tái)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(kāi)放的方式提供給機(jī)頂盒廠家，并且集成過(guò)云游戲終端系統(tǒng)的機(jī)頂盒不能對(duì)原有業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響。

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

5）終端系統(tǒng)軟件需具備本地鼠標(biāo)繪制能力，提高用戶(hù)游戲體驗(yàn)。

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

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

中圖分類(lèi)號(hào)G2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2015）139-0145-02