基于云計算技術的廣電游戲服務平臺

何樹村昆山市廣播電視臺，江蘇蘇州　215300

基于云計算技術的廣電游戲服務平臺

何樹村
昆山市廣播電視臺，江蘇蘇州215300

摘要本文介紹了廣電游戲服務平臺系統原理、系統架構以及平臺建設的技術要求。

關鍵詞云計算；廣電游戲；技術要求

1　云服務平臺系統原理

系統定義：

云服務平臺使用戶利用低成本終端，在任何時間、任何地點從網絡中按需訪問應用；讓用戶不再需要為了新的應用升級終端，運營商也不再困擾于終端的升級、更新和維護。云服務平臺適用于數字電視、IPTV、移動多媒體等領域，為運營商提供了支持更加豐富的創新應用的運營平臺。云服務平臺的核心是將所有的應用都在“云端”（前端系統側）運行，終端不需要加載任何應用程序，并且采用視音頻流作為云端向終端呈現處理結果的手段。終端精簡為僅提供網絡能力、視音頻解碼能力和人機交互能力。

在云服務平臺系統中，應用程序的處理、顯示圖像的渲染等運算都是在云端完成處理，云端將運算后的結果經過視音頻的編碼處理后，通過網絡傳送到終端，終端進行視音頻的解碼并顯示結果，不需要進行額外的計算；用戶的交互指令通過終端的上傳通道上傳后，由云端運行處理后再一次以視音頻的形式下發。

直觀地理解，就是將我們常見的主機與顯示、鼠標、鍵盤分離，把主機放到云端，將顯示、鼠標、鍵盤等留在用戶家里，因為用戶不需要獨占一臺主機，且一臺主機的處理能力為多個用戶進行共享，從而實現了“按需訪問”的需求。

2　云服務平臺系統架構

云服務平臺采用分布式的系統架構。通過分布式的系統架構減輕視音頻流給骨干網帶來的壓力，同時降低了視音頻傳輸的網絡時延，提供給用戶更為優質的體驗。

系統主要分為中心系統、分前端系統、業務系統3個部分。中心系統采用B/S架構，通過網頁實現對系統整體的控制管理，包括平臺監控、數據存儲、全局調度和系統管理。

分前端管理系統部署在骨干網節點或靠近用戶的地方，包括分前端管理和應用運行平臺，分前端管理提供對分前端資源的調配和用戶接入會話的管理，具體的應用運行處理是通過應用運行平臺來執行，應用運行平臺根據支撐業務的不同分為2D和3D兩種，分前端管理通過識別用戶點播的業務類型來選擇適當的服務器。

業務系統分為前端和后端兩個部分，前端主要呈現給用戶進行操作，用克可以在前段頁面上進行業務訂購、業務查詢、業務點播、賬單查詢等功能，后端提供后臺管理功能，包括用戶管理、應用管理、產品管理、SP管理和資費管理等。

3　昆山云游戲平臺項目簡介

昆山市信息港網絡科技有限責任公司云游戲平臺項目的建設目標為：要求采用視頻云計算技術在現網高清互動機頂盒上承載各類游戲業務，如：大型、酷炫的3D類游戲、休閑益智的2D類游戲以及互動體感游戲等。實現為每一個終端用戶簡單、便捷地提供最需要的個性化娛樂“一站式”服務。

用戶在機頂盒端的操作指令通過廣電雙向網絡傳送給前端運行的業務應用，云游戲平臺將游戲程序的處理、圖像的處理和渲染等在云端服務器上運行，之后將運行結果進行低時延實時編碼，并以音視頻流的方式推送給機頂盒，機頂盒完成低時延的音視頻流解碼，實現運行結果在機頂盒本地的呈現。機頂盒終端為僅提供網絡能力、音視頻解碼能力和人機交互設備的接入能力的瘦客戶端，云游戲業務對機頂盒終端不應有其他任何配置和性能上的要求，應能解決今后不斷發展的游戲業務與機頂盒配置能力無法支撐的矛盾。

4　建設要求

4.1 云端平臺軟件技術要求

1）云游戲平臺系統軟件須支持集中式和分布式部署方式。

2）云游戲平臺系統整體構架須具備中心管理、分前端（服務節點）分級部署及綜合管理的能力。

3）云游戲平臺須具備在不中斷業務的前提下，根據需要進行系統的升級和擴展，實現集中式與分布式部署之間的平滑轉換和切換。

4）云游戲平臺系統軟件須支持對全局物理硬件及虛擬化資源池的自動分配管理，實現根據業務應用類型資源消耗情況，對云計算資源進行有策略控制的實時智能分配，提高云計算平臺資源的利用率。

5）云游戲平臺系統軟件需能夠運行在Windows或Linux等主流通用平臺架構的服務器設備上。

6）云游戲平臺須采用應用虛擬化技術將云計算資源虛擬成多個可獨立運行游戲應用的資源，多個應用在運行時互相隔離。

7）針對3D類游戲業務，平臺須能夠采用顯卡GPU虛擬化或其他更為高效的技術為每個需要3D及視頻渲染的游戲應用提供GPU處理能力。

8）云游戲平臺須支持每個用戶業務數據的個性化存儲和自動導入、導出，使得用戶的游戲體驗具備可延續性。

9）云游戲平臺終端系統軟件須能夠支持標準的HID規范的USB外設，如：有線、2.4G無線鍵盤鼠標，有線、2.4G無線游戲手柄，2.4G遙控器、人機交互攝像頭、體感手柄等。

10）云游戲平臺業務流須能夠支持IP和Cable兩種下行方式，采用Cable方式下行時需采用標準的DVB-C封裝，用戶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絡環境的要求。

11）云游戲平臺前端編碼要求：

（1）視頻編碼須符合H.264/AVC國際編碼標準，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）單幀編碼時延不超過10ms。

（4）單臺云端滿載運行時，編碼碼流抖動時延、丟包率須符合IETF RFC4445規范之內，編碼造成的抖動不能影響業務的現網設備容忍度，且DF的最大值與其均值偏離不超過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，且碼率浮動小于2%。

（6）編碼后碼流須具備錯誤恢復機制，保證在丟包的情況下，圖像可以快速恢復正常。

12）云游戲平臺須具備較低的端到端時延：

（1）系統的端到端整體時延不大于140ms（不含網絡、電視機時延）。

（2）須保證系統內部時延（從云端收到用戶的控制信令到發送數據流給IPQAM之間的時延）不大于70ms。

（3）須完成與現網機頂盒芯片ST 7162、BCM 7019， Hi 3716C三款芯片的時延調優，保證現網機頂盒解碼時不大于60ms；后續甲方可能選用的主流芯片。

13）云游戲平臺單臺服務器設備須具備較高的業務并發處理能力，且在高并發的情況下，同臺服務器上的業務運行性能和穩定性，不得構成彼此之間的影響。

（1）云游戲平臺須能支持每秒處理不少于100個用戶的并發登錄操作，當前配置支持2萬用戶管理能力；

（2）單臺3D服務器硬件平臺（配置不高于CPU XEON E5 2660*2，32G內存、顯卡660TI*2），須能夠支持不少于18路（Windows單機游戲：街霸4等級）3D應用的并發，在滿負荷運行時相互之間不受影響；

（3）單臺2D服務器硬件平臺（配置不高于XEON E5 2660*2，32G內存），須能夠支持不少于30路（平面棋牌、圖文教育類應用業務）2D應用的并發，在滿負荷運行時相互之間不受影響；

4.2 終端系統軟件技術要求

1）云游戲平臺終端系統軟件須支持對現網銀河HDC6910、九州7098、摩托羅拉HMC220B、摩托羅拉210E-M以及后續甲方可能選用的主流芯片的機頂盒的對接集成，支持相關外設驅動集成。

2）終端系統軟件須針對Linux、中間件、Android等多種終端平臺提供不同的解決方案，以滿足廣電終端技術不斷發展的需求。

3）終端系統軟件須以開放的方式提供給機頂盒廠家，并且集成過云游戲終端系統的機頂盒不能對原有業務產生影響。

4）終端系統軟件需為移植庫形式提供，移植庫占用flash存儲空間不能超過512k；

5）終端系統軟件需具備本地鼠標繪制能力，提高用戶游戲體驗。

6）終端系統軟件需具備組件功能， 能夠通過云端進行組件的管理和更新。

的情況進行梳理，同時與各分公司網管室進行溝通，共刪除報告300多個。大大縮短報告分解的時間，提高了交換網管的性能。

中圖分類號G2

文獻標識碼A

文章編號1674-6708（2015）139-0145-02