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        基于標(biāo)識的數(shù)據(jù)流處理機制

        2012-06-07 04:14:56牛妍華
        電視技術(shù) 2012年13期
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)流管控傳輸

        牛妍華

        (廣播科學(xué)研究院,北京 100866)

        下一代廣播電視網(wǎng)(Next Generation Broadcasting,NGB)具有可管可控的特征,業(yè)務(wù)可管理、行為可追蹤、運行可控制[1]。傳統(tǒng)的廣播電視網(wǎng)主要以廣播業(yè)務(wù)為主,在有線電視前端設(shè)置專門人員24小時嚴(yán)密監(jiān)視播出信號,對可能遭受攻擊的衛(wèi)星節(jié)目源進(jìn)行安全監(jiān)播,可保證節(jié)目源信號基本可控,內(nèi)容安全在很大程度上依賴于電臺、電視臺等節(jié)目提供單位的安全播出和節(jié)目源的安全傳輸。隨著三網(wǎng)融合的演進(jìn),廣電不斷引入新的業(yè)務(wù)形態(tài),網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和傳輸體制也發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變,終端類型也隨之增加[2]。這就對業(yè)務(wù)的可管、可控、可信提出了更高的要求。這就要求對業(yè)務(wù)和終端用戶進(jìn)行精細(xì)化識別,及時發(fā)現(xiàn)和處理非法內(nèi)容和非法業(yè)務(wù),及時控制非法用戶行為,通過技術(shù)手段保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的順利傳輸和高效準(zhǔn)確的事故源追溯。

        本文提出了一種基于標(biāo)識的數(shù)據(jù)流處理機制,實現(xiàn)對業(yè)務(wù)和用戶的精細(xì)化識別。采用標(biāo)識和策略相結(jié)合的方式,應(yīng)用于NGB管控系統(tǒng)中,實現(xiàn)對業(yè)務(wù)和用戶的可管可控,以及事故的事后追溯。

        1 標(biāo)識

        標(biāo)識是對業(yè)務(wù)和用戶進(jìn)行精細(xì)化識別的基礎(chǔ),由用戶和業(yè)務(wù)的屬性值合成。標(biāo)識包括業(yè)務(wù)標(biāo)識和用戶標(biāo)識。

        表1 業(yè)務(wù)標(biāo)識屬性表

        用戶標(biāo)識可以實現(xiàn)對全網(wǎng)用戶的唯一識別,由機頂盒自動生成。用戶標(biāo)識的屬性包括注冊區(qū)域代碼、用戶類型、用戶代碼、成員代碼、用戶級別、終端類型,如表2所示。用戶類型可以用于區(qū)分個人用戶和集體用戶,集體用戶包括家庭用戶和集團用戶。具體的,對于集體用戶,同一用戶標(biāo)識可開通多個用戶(限制數(shù))賬號;對于個人用戶,同一用戶只有一個賬號。用戶代碼用于唯一標(biāo)識某一類型的用戶,屬性值大小根據(jù)用戶量確定。

        2 基于標(biāo)識的策略

        策略由標(biāo)識屬性映射而成,分為3類:業(yè)務(wù)屬性相關(guān)策略;用戶屬性相關(guān)策略;業(yè)務(wù)屬性和用戶屬性相關(guān)策略。業(yè)務(wù)屬性相關(guān)策略僅由業(yè)務(wù)屬性值確定,根據(jù)一個或多個業(yè)務(wù)屬性值確認(rèn)處理策略;用戶屬性相關(guān)策略僅由用戶屬性值確定,根據(jù)一個或多個用戶屬性值確認(rèn)處理策略;業(yè)務(wù)屬性和用戶屬性相關(guān)策略由業(yè)務(wù)屬性和用戶屬性共同決定,根據(jù)一個或多個業(yè)務(wù)屬性值及用戶屬性值制定策略規(guī)則。

        表2 用戶標(biāo)識屬性表

        1)業(yè)務(wù)標(biāo)識

        設(shè)S為全網(wǎng)運營業(yè)務(wù)的集合,S={S1,S2,…,Si,…},其中,Si表示第個業(yè)務(wù),i∈{1,2,…}。

        每個業(yè)務(wù)有唯一的業(yè)務(wù)標(biāo)識,業(yè)務(wù)標(biāo)識由該業(yè)務(wù)的所有屬性通過函數(shù)計算得到。設(shè)第i個業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)標(biāo)識為Ms(i),am(i)是第i個業(yè)務(wù)的第m個屬性函數(shù),m∈{1,2,…},φ(·)是業(yè)務(wù)標(biāo)識計算函數(shù),自變量為業(yè)務(wù)的所有屬性值,因變量是業(yè)務(wù)標(biāo)識,則

        2)用戶標(biāo)識

        設(shè) U 為所有用戶的集合,U={U1,U2,…,Uj,…},其中 Uj表示第 j個用戶,j∈{1,2,…}。

        每個用戶有唯一的用戶標(biāo)識,用戶標(biāo)識由該用戶的所有屬性通過函數(shù)計算得到。設(shè)第j個用戶的用戶標(biāo)識為MU(j),bn(j)是第j個用戶的第n個屬性函數(shù),n∈{1,2,…},Ω(·)是用戶標(biāo)識計算函數(shù),自變量為業(yè)務(wù)的所有屬性值,因變量是用戶標(biāo)識,則

        (2)調(diào)查區(qū)橄欖玄武巖與蒙陰地區(qū)金伯利巖化學(xué)成分、伴生礦物、稀土元素相似,它們在成因上應(yīng)該具有內(nèi)在聯(lián)系,應(yīng)屬于同一構(gòu)造環(huán)境下巖漿活動的產(chǎn)物。

        3)基于標(biāo)識的策略

        設(shè)基于標(biāo)識的策略集合為R,RS是業(yè)務(wù)屬性相關(guān)策略集合,RU是用戶屬性相關(guān)策略集合,RSU是業(yè)務(wù)屬性和用戶屬性相關(guān)策略集合,則

        R={RS,RU,RSU}策略由一個或多個業(yè)務(wù)屬性值集合、用戶屬性值集合或兩者的集合映射而來。如圖1所示。

        圖1 基于標(biāo)識屬性的策略組成

        設(shè)業(yè)務(wù)屬性值的集合為AS,AS設(shè)的冪集為P(AS),P(AS)是業(yè)務(wù)屬性值的所有關(guān)聯(lián)屬性集合。設(shè)業(yè)務(wù)屬性相關(guān)策略對應(yīng)的業(yè)務(wù)屬性值集合為NS,NS∈P(AS),設(shè)f是業(yè)務(wù)屬性值集合與策略的映射,則

        同理,設(shè)用戶屬性值的集合為AU,設(shè)AU的冪集為P(AU),P(AU)是用戶屬性值的所有關(guān)聯(lián)屬性集合。設(shè)用戶屬性相關(guān)策略對應(yīng)的用戶屬性值集合為NU,NU∈P(AU),設(shè)g是業(yè)務(wù)屬性值集合與策略的映射,則

        綜上,可推導(dǎo)出

        3 基于標(biāo)識的數(shù)據(jù)流處理機制

        基于標(biāo)識的數(shù)據(jù)流處理機制結(jié)合標(biāo)識和策略共同實現(xiàn),同時依托于傳輸網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點部署數(shù)據(jù)流處理設(shè)備,數(shù)據(jù)流處理設(shè)備維護基于標(biāo)識的策略庫。圖2所示為數(shù)據(jù)流處理機制,具體流程說明如下:

        1)獲取數(shù)據(jù)流,對數(shù)據(jù)流進(jìn)行解析處理,獲取標(biāo)識屬性信息;

        2)根據(jù)標(biāo)識屬性信息定義規(guī)則,對標(biāo)識屬性信息進(jìn)行合法判斷,若標(biāo)識屬性信息合法,則查詢對應(yīng)的策略庫,獲取標(biāo)識屬性信息對應(yīng)的策略;

        3)根據(jù)策略,判斷數(shù)據(jù)流是否與策略匹配,若匹配,則根據(jù)標(biāo)識屬性信息對應(yīng)的策略,對數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理;若不匹配,則直接轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流。

        圖2 基于標(biāo)識的數(shù)據(jù)流處理機制

        4 NGB管控系統(tǒng)中的應(yīng)用

        基于標(biāo)識的數(shù)據(jù)流處理流程可以應(yīng)用于NGB管控系統(tǒng)中。

        本課題所研究的管控機制由部署在網(wǎng)絡(luò)中的管控網(wǎng)主導(dǎo),管控網(wǎng)由管控中心和管控節(jié)點單元按照一定的部署規(guī)則形成。管控中心可以查看所有管控節(jié)點單元的狀態(tài)信息,可以控制各節(jié)點單元的操作。節(jié)點單元可以根據(jù)管控策略進(jìn)行自動控制,也可以上報管控中心,由管理人員進(jìn)行處理。管控中心是管控網(wǎng)的中樞,負(fù)責(zé)策略的同步和下發(fā)、管控節(jié)點單元的狀態(tài)管理、管控命令的下發(fā)。管控節(jié)點單元負(fù)責(zé)在不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點執(zhí)行管控策略。管控中心維護一個策略庫,每個節(jié)點單元也維護一個分策略庫,分策略庫主要策略規(guī)則由管控中心策略庫同步而得,可以根據(jù)地域要求補充不同的策略。

        圖3所示是基于標(biāo)識的管控機制。業(yè)務(wù)標(biāo)識在業(yè)務(wù)前端生成,由業(yè)務(wù)標(biāo)識生成模塊對業(yè)務(wù)屬性進(jìn)行處理后生成,在業(yè)務(wù)發(fā)起時,業(yè)務(wù)流中攜帶業(yè)務(wù)標(biāo)識;用戶標(biāo)識在終端生成,由用戶標(biāo)識生成模塊對用戶屬性進(jìn)行處理后生成,用戶標(biāo)識將隨著用戶信令或用戶上傳的數(shù)據(jù)一同傳輸。這種標(biāo)識機制使得網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流中始終攜帶業(yè)務(wù)標(biāo)識和用戶標(biāo)識。

        管控節(jié)點單元對網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流進(jìn)行定時或?qū)崟r處理,由處理引擎?zhèn)鬏斀o標(biāo)識解析模塊進(jìn)行解析,還原標(biāo)識的屬性,然后將屬性和策略庫進(jìn)行策略規(guī)則匹配,如果匹配,則通知策略執(zhí)行模塊進(jìn)行處理,然后將處理完成的數(shù)據(jù)流繼續(xù)向網(wǎng)絡(luò)中傳輸;如果不匹配,則不處理。例如:帶有非法信息的數(shù)據(jù)流經(jīng)過管控節(jié)點單元時,管控節(jié)點單元通過解析發(fā)現(xiàn)非法內(nèi)容后,將該數(shù)據(jù)流阻截或丟棄后,再將合法數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)中??梢?,這種管控機制對用戶透明,對網(wǎng)絡(luò)透明。

        圖3 基于標(biāo)識的管控機制

        管控節(jié)點單元可以采用串接和旁接兩種方式。如果采用串接的方式,需要和深度流量解析系統(tǒng)相結(jié)合,提高流量的處理和解析性能,最大程度地減少網(wǎng)絡(luò)傳輸時延,實現(xiàn)數(shù)據(jù)流的實時處理;如果采用旁接的方式,則沒有實時轉(zhuǎn)發(fā)的要求和壓力,可以對數(shù)據(jù)流進(jìn)行更深入的分析、跟蹤和處理,更加完善管控策略庫。兩種方式的功能側(cè)重點不同,前者側(cè)重于實時管控,后者側(cè)重于后臺分析。

        5 總結(jié)

        基于標(biāo)識的數(shù)據(jù)流處理機制可以對廣播電視網(wǎng)中的業(yè)務(wù)和用戶進(jìn)行精細(xì)化的標(biāo)識和定位[3],可以應(yīng)用于安全管控及服務(wù)質(zhì)量精細(xì)化管理方面,及時發(fā)現(xiàn)和處理非法內(nèi)容和非法業(yè)務(wù),及時控制非法用戶行為,通過技術(shù)手段保證高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的順利傳輸和高效準(zhǔn)確的事故源追溯。目前本方法已提交專利申請。

        [1]牛妍華,胡毓明,崔競飛,等.面向下一代廣播電視網(wǎng)的業(yè)務(wù)管控機制研究[J].廣播與電視技術(shù),2011(9):83-85.

        [2]劉曉雪,章文輝.淺談下一代廣播電視網(wǎng)(NGB)[J].電視技術(shù),2009,33(S2):150 -152.

        [3]杜習(xí)剛.應(yīng)用于下一代業(yè)務(wù)支撐環(huán)境的業(yè)務(wù)安全容器的設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京:北京郵電大學(xué),2007.

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