ITV项目技术方案.doc

ITV项目技术方案

1. IPTV系统概述 1
2. IPTV系统简单部署方案 2
2.1. 系统基本服务器单元及部署 2
2.2. 标准Web服务器软件结构 3
2.3. 标准直播服务器软件结构 4
2.4. 标准编码服务器软件结构 4
2.5. 标准点播服务器结构 4
3. 直播系统架构 5
3.1. 直播子系统架构 5
4. 点播系统架构 5
4.1. 点播子系统架构 5
5. BOSS架构 6
5.1. BOSS整体结构 6
5.2. 认证与登陆 7
5.2.1. 基本用户数据分布 8

IPTV系统概要设计说明书
索引： IPTV，LIVING，VOD，BOSS,DVB_C,STB,EPG
摘要：本文描述IPTV系统整体概要设计，包括STB,LIVING,VOD,BOSS四个子系统，以及它们之间的接口。
术语：
IPTV
LIVING
VOD
BOSS
DVB_C
STB
1. IPTV系统概述
IPTV是互联网电视的简称，用户可以通过STB(机顶盒)访问互联网上的流媒体内容，并在电视机上观看丰富多彩的视频节目。对于用户来讲，STB可以看成是接入互联网的另外一种IP设备，而用户与互联网的交互接口是STB的遥控器。
当STB启动时，首先从BOSS系统获取EPG，然后STB加载EPG并呈现给用户，当用户用遥控器选择播放一个节目时，实际的流媒体数据是由直播服务器或者点播服务器通过互联网分发到STB中，然后STB内置播放器播放下载的流媒体内容并显示给用户。
整体上，系统包括STB前端子系统，直播子系统(Living)，点播子系统(VOD)以及运营支撑系统(BOSS)。其中STB与BOSS之间通过HTTP协议通信，完成获取EPG， 升级，认证，上报STB状态等操作。直播子系统与BOSS之间通过HTTP协议通信，完成对直播服务器的相关控制。 点播子系统与BOSS之间通过HTTP协议通信，完成对点播系统的相关控制。STB获取直播流的协议是RTSP, 获取点播流的协议是HTTP。
对于每个子系统，又由多个模块协同，完成各自的功能。其中直播子系统包括直播接入服务器，DVB_C，以及H.264 Coder。点播子系统包括点播接入服务器，MMCoder，以及Spliter。 BOSS子系统包括EPG，Auth，CMS，Update，Monitor。
整个系统的设计要考虑到以下要求：
1） 子系统之间松散耦合；
2） 子系统内部各个模块能够分布部署，保证系统的扩展性；
3） 前置直播服务器的负载均衡由STB前端控制；
4） 前置点播服务的负载均衡由STB前端控制。
2. IPTV系统简单部署方案
2.1. 系统基本服务器单元及部署
IPTV系统逻辑上分为STB、Living、VOD、BOSS四个子系统，物理上这些子系统的各个部件在实际的部署中需要考虑以下几点：
1) 系统的承载用户量；
2) 系统的用户分布；
3) 访问速度要求；
4) 数据传输的带宽需求；
5) 机房的联通性。
图2-1，给出了一个基本IPTV系统的部署结构，包括以下几类物理服务器：
1） Web服务器：用于运行BOSS系统；
2） VOD Server：用于运行点播基本服务器；
3） Living Server：用于运行直播基本服务器；
4） Coder Server：用于运行基本的编码服务器；
5） DB Server：用于存储系统中产生的数据以及系统运行的必要数据；
2.2. 标准Web服务器软件结构
系统中Web服务器用于运行BOSS系统，需要配置的基本软件如下：
1）操作系统：Linux Red Hat AS 5；
2）数据库：mysql 5.0；
3）软件运行环境：PHP 5.2 ，BOSS相关的数据及程序；
4）程序目录结构：
/usr/local/IPTV/BOSS
/usr/local/IPTV/BOSS/img
/usr/local/IPTV/BOSS/Data
/usr/local/IPTV/BOSS/PHP
/usr/local/IPTV/BOSS/
5）安全策略：
a)要求所有数据库绑定本地IP;
b)所有程序运行在非root权限，特殊程序除外；
关于BOSS系统的分布式部署，在后续章节中详细描述。
2.3. 标准直播服务器软件结构
系统中直播服务器用于运行直播系统，需要配置的基本软件如下：
1）操作系统：Windows Server 2003；
2）数据库：mysql 5.0；
3）软件运行环境：PHP 5.2 ，Web Agent；
4）直播服务服务器本身由Web Agent控制，及直播服务器接受由Web Agent发出的指令，而Web Agent是BOSS系统的一部分，负责与BOSS系统之间通信，协议采用Http。
2.4. 标准编码服务器软件结构
系统中编码器用于视频文件的压缩，需要配置的基本软件如下：
1）操作系统：Windows Server 2003；
2）数据库：mysql 5.0；
3）软件运行环境：PHP 5.2 ，FTP服务器，Web Agent；
4）压码服务器本身由Web Agent控制，及压制服务器接受由Web Agent发出的指令，而Web Agent是BOSS系统的一部分，负责与BOSS系统之间通信，协议采用Http。
2.5. 标准点播服务器结构
系统中点播服务器用于运行基本点播系统，需要配置的基本软件如下：
1）操作系统：Linux Red Hat AS 5；
2）数据库：mysql 5.0；
3）软件运行环境：PHP 5.2 ，Web Agent；
4）点播服务服务器本身由Web Agent控制，及点播服务器接受由Web Agent发出的指令，而Web Agent是BOSS系统的一部分，负责与BOSS系统之间通信，协议采用Http。
3. 直播系统架构
3.1. 直播子系统架构
直播子系统的基本组成单元包括：DVB_C 500设备，H.264 Coder设备，Living Server，以及Living Server Super Node。
电视信号通过DVB_C转换为MPEG2格式的流，然后经过H.264Coder转码，输出H.264 over TS流，直接作为Living Server的输入，然后流由Living Server负责分发。
当管理员在BOSS系统上对流操作时，是将控制指令通过Web Agent下发到Living Server以及Super Node。 下发的指令包括获取直播服务器
在部署上，DVB_C,H.264 Coder以及Living Server是作为一个基本的单元不可分割。Living Server Super Node 作为直播流的加速节点，在直播流异地分发以及扩展直播承载容量时，考虑部署这类服务器。
4. 点播系统架构
4.1. 点播子系统架构
点播系统的基本组成单元包括：基本文件服务器，MMCoder，Spliter 以及VOD Server。其基本系统结构如图2-3。
Spliter和VOD Server只能部署在同一物理服务器上。 为了对点播系统的基本组成单元管理并实现调度，每个基本物理单元上必须部署我们的基本Web Agent,以期与管理系统（BOSS）之间完成控制/管理指令的分发。 同时，我们点播系统中Web Agent之间也要实现远程调用，具体的接口在下面的章节中详细描述。
管理员将视频源文件通过ftp方式上传到一台海量存储的服务器后，Web Agent将文件的基本信息写入BOSS系统，这时管理员就可以通过BOSS系统下发对原始文件进行压制的指令。当MMCoder物理机器上的Web Agent接收到压制文件的命令，首先启动http的get请求，从文件服务器下载原始文件到压制服务器(MMCoder)本地，然后启动压制过程，在压制过程中，BOSS系统可以随时通过Web Agent查看压制过程的状态。当压制结束以后，管理员可以在BOSS系统中下发转移压制结束的文件到文件服务器的指令，这时由文件服务上部署的Web Agent调用MMCoder上的Web Agent提供的接口，将文件拉取到本地存储。文件切片和发布过程是依然由BOSS系统发出指令到点播服务器上部署的Web Agent, 由Web Agent从文件服务器上拉取压制完好的文件到本地系统，进入切片和发布环节。为此，整个影片从原始文件到发布的过程结束。
5. BOSS架构
5.1. BOSS整体结构
BOSS系统整体上包括以下模块：EPG，Auth，CMS，Update，监控系统以及统计系统。BOSS系统逻辑上分为三大块，它们是：BOSS基础引擎，它负责与数据层的交互；BOSS前端程序，是提供给STB和Web Agent这类用户访问BOSS系统的接口；BOSS后端程序，是提供给管理员用于操作整个系统的平台。

BOSS系统中包括STB，Web Agent，Administrator 三类用户，每一类用户使用BOSS系统的方法不同。
STB作为BOSS系统的用户，使用BOSS系统的如下功能：
1） 使用BOSS系统提供的EPG接口获取EPG；
2） 使用BOSS系统提供的注册，登陆，获取项目列表，设定服务期，保活接口等实现STB认证及登陆；
3） 使用BOSS系统提供的获取升级策略，获取升级包接口，实现STB内核程序自动升级；
4） 使用BOSS系统提供的数据统计接口，实现对STB用户行为的统计；
5） 使用BOSS系统提供的频道/节目接口获取频道/节目的详细信息。
Web Agent作为BOSS系统的用户，使用BOSS系统的如下功能：
1） 使用BOSS系统提供的注册，登陆，保活接口实现Web Agent登陆BOSS总控系统；
2） 使用BOSS系统提供的数据统计接口，实现对Web Agent管理服务（直播，点播，文件服务，媒体文件压制）的数据统计；
Administrator 作为BOSS系统的后台用户，使用BOSS系统所有的管理功能。
5.2. 认证与登陆
提供给STB以及Web Agent的认证和登陆接口如下：

5.2.1. 基本用户数据分布
STB用户分布在全国各地，其用户数据量比较大，系统设计的容量为10万。 Web Agent是承载系统的全部服务器上每个都需要部署的一个服务，设计容量在1万的量级，而Web Agent理论上也需要分布在全国各地的IDC中。管理员用户是整体BOSS系统的操作人员，目前我们设计的容量应该在1000人量级，基于BOSS系统的B/S结构，管理人员也可以在各地操作BOSS系统。
6 STB终端的基本配置
6.1硬件基本配置：
CPU 瑞芯微rk2918
RAM 512 M
TF卡 2G
1、 外部接口：
USB 2.0 接口 两个
HDMI1.2输出接口 (一个)
直流电源接口（3A，5V） 一个
USB 无线网卡 一个
6.2软件功能支持
1、 支持图像格式：
.BMP、.GIF、.PNG、.JPG
2、 支持音乐格式：
.MP3、.WMA、.M4A、.AAC
3、 支持媒体格式：
.MKV (h264标清)
.WMV9 (VC-1 高清720P)
.FLV
.RMVB/.RM (标清)
.AVI
.ASF
.M2V
.VOB
.MP4
.MPG
.TS
.DAT
4、 支持网络传输协议：
RTSP
MMS
HTTP
FTP
5、 支持网络接入协议
DHCP
固定IP地址
PPPOE
802.11b/g Wireless
4.重点解决的问题
对于原来的机顶盒产品，一般只能提供视频服务，其技术重点主要集中在视频方面。然而随着IPTV业务的发展，其最终目标是实现视频、语音和数据的融合，通过IPTV机顶盒必须提供三网融合的方面业务需求。而我们项目生产的IPTV机顶盒可以同时提供视频、语音和数据融合业务的纽带。
（四）主要技术经济指标
1.技术指标
IPTV系统整体设计，包括STB,LIVING,VOD,BOSS四个子系统。
整体上，系统包括STB前端子系统（机顶盒终端），直播子系统(Living)，点播子系统(VOD)以及运营支撑系统(BOSS)。
整个系统的设计要考虑到以下要求：
1） 子系统之间松散耦合；
2）子系统内部各个模块能够分布部署，保证系统的扩展性；
3）前置直播服务器的负载均衡由STB前端控制；
4）前置点播服务的负载均衡由STB前端控制。
5）系统安全性及跨IDC分布优势。
6）后台发送采用P2P技术。
7）STB终端可进行音视频交互功能。
对于每个子系统，又由多个模块协同，完成各自的功能。其中直播子系统包括直播接入服务器，DVB_C，以及H.264 Coder。点播子系统包括点播接入服务器，MMCoder，以及Spliter。 BOSS子系统包括EPG，Auth，CMS，Update，Monitor。
其中STB终端设备具有以下功能：
1.支持图像格式：
.BMP、.GIF、.PNG、.JPG
2.支持音乐格式：
.MP3、.WMA、.M4A、.AAC
3.支持媒体格式：
.MKV (h264标清)、WMV9 (VC-1 高清720P)、FLV 、RMVB/.RM (标清)
、AVI.ASF.M2V.VOB.MP4、 MPG 、TS、 DAT
4.支持网络传输协议：
RTSP 、 MMS、 HTTP 、FTP
5.支持网络接入协议
DHCP、固定IP地址、PPPOE802.11b/g 、Wireless
2、投入及部署模式
服务器部署有两种模式：
模式一：采用第三方内容，自己只负责内容链接的维护
这种模式低投入，可控性有一定风险，当第三方数据失效时可能造成节目不能播放，但这种情况可以通过及时检测第三方资源并进行调整来规避，最小化风险。另外，对于第三方内容的质量、网络速度不可控，所以在选择内容供应方时需要斟酌，宁愿内容不够丰富，也不能造成用户体验低的情况。
投入：
BOSS:一台服务器，直播子系统(Living)，点播子系统(VOD)都通过链接第三方资源替代；
带宽：每台服务器1G带宽
开发工作量：
Ø 机顶盒2人/月
Ø 服务器2人/月

模式二：自营内容（投入高，可控性强）

这种模式初期投入高，但可控性较强，内容控制在自己手里。
投入：
以十万级用户为例，并发量30%（也就是平均同时在线人数为3万，如遇节假日、重大活动可能需要增加临时服务器）：
BOSS：一台服务器
Living：五台服务器
VOD：五台服务器
带宽：每台服务器1G带宽
存储：Nas,100T
开发工作量：
Ø 机顶盒2人/月
Ø 服务器10人/月

初步价格（以人民币计算）：
机顶盒：350元/台
服务器：1W/台
服务器托管：4000￥/年（中国，欧美价格见附录一）
存储：Nas存储，10T/10W
人力成本：1W/人/月
附录一：
列表价格是服务器租用价格，即不需要自己购买服务器。自己购买服务器并托管在机房价格另算。

美国机房
型 号
CPU
内 存
硬 盘
带宽/流量
IP
价 格
100TB03
Dual Xeon 5520 2.26Ghz
12GB
2x500GB
1G带宽/不限
5个
550$/月

欧洲机房
型 号
CPU
内 存
硬 盘
带宽/流量
IP
价 格
VS05
Dual Xeon 2.8GHz
12GB
1000GB
1G共享不限流量
1个
450$/月

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