基于云计算技术的广电游戏服务平台

何树村昆山市广播电视台，江苏苏州　215300

基于云计算技术的广电游戏服务平台

何树村
昆山市广播电视台，江苏苏州215300

摘要本文介绍了广电游戏服务平台系统原理、系统架构以及平台建设的技术要求。

关键词云计算；广电游戏；技术要求

1　云服务平台系统原理

系统定义：

云服务平台使用户利用低成本终端，在任何时间、任何地点从网络中按需访问应用；让用户不再需要为了新的应用升级终端，运营商也不再困扰于终端的升级、更新和维护。云服务平台适用于数字电视、IPTV、移动多媒体等领域，为运营商提供了支持更加丰富的创新应用的运营平台。云服务平台的核心是将所有的应用都在“云端”（前端系统侧）运行，终端不需要加载任何应用程序，并且采用视音频流作为云端向终端呈现处理结果的手段。终端精简为仅提供网络能力、视音频解码能力和人机交互能力。

在云服务平台系统中，应用程序的处理、显示图像的渲染等运算都是在云端完成处理，云端将运算后的结果经过视音频的编码处理后，通过网络传送到终端，终端进行视音频的解码并显示结果，不需要进行额外的计算；用户的交互指令通过终端的上传通道上传后，由云端运行处理后再一次以视音频的形式下发。

直观地理解，就是将我们常见的主机与显示、鼠标、键盘分离，把主机放到云端，将显示、鼠标、键盘等留在用户家里，因为用户不需要独占一台主机，且一台主机的处理能力为多个用户进行共享，从而实现了“按需访问”的需求。

2　云服务平台系统架构

云服务平台采用分布式的系统架构。通过分布式的系统架构减轻视音频流给骨干网带来的压力，同时降低了视音频传输的网络时延，提供给用户更为优质的体验。

系统主要分为中心系统、分前端系统、业务系统3个部分。中心系统采用B/S架构，通过网页实现对系统整体的控制管理，包括平台监控、数据存储、全局调度和系统管理。

分前端管理系统部署在骨干网节点或靠近用户的地方，包括分前端管理和应用运行平台，分前端管理提供对分前端资源的调配和用户接入会话的管理，具体的应用运行处理是通过应用运行平台来执行，应用运行平台根据支撑业务的不同分为2D和3D两种，分前端管理通过识别用户点播的业务类型来选择适当的服务器。

业务系统分为前端和后端两个部分，前端主要呈现给用户进行操作，用克可以在前段页面上进行业务订购、业务查询、业务点播、账单查询等功能，后端提供后台管理功能，包括用户管理、应用管理、产品管理、SP管理和资费管理等。

3　昆山云游戏平台项目简介

昆山市信息港网络科技有限责任公司云游戏平台项目的建设目标为：要求采用视频云计算技术在现网高清互动机顶盒上承载各类游戏业务，如：大型、酷炫的3D类游戏、休闲益智的2D类游戏以及互动体感游戏等。实现为每一个终端用户简单、便捷地提供最需要的个性化娱乐“一站式”服务。

用户在机顶盒端的操作指令通过广电双向网络传送给前端运行的业务应用，云游戏平台将游戏程序的处理、图像的处理和渲染等在云端服务器上运行，之后将运行结果进行低时延实时编码，并以音视频流的方式推送给机顶盒，机顶盒完成低时延的音视频流解码，实现运行结果在机顶盒本地的呈现。机顶盒终端为仅提供网络能力、音视频解码能力和人机交互设备的接入能力的瘦客户端，云游戏业务对机顶盒终端不应有其他任何配置和性能上的要求，应能解决今后不断发展的游戏业务与机顶盒配置能力无法支撑的矛盾。

4　建设要求

4.1 云端平台软件技术要求

1）云游戏平台系统软件须支持集中式和分布式部署方式。

2）云游戏平台系统整体构架须具备中心管理、分前端（服务节点）分级部署及综合管理的能力。

3）云游戏平台须具备在不中断业务的前提下，根据需要进行系统的升级和扩展，实现集中式与分布式部署之间的平滑转换和切换。

4）云游戏平台系统软件须支持对全局物理硬件及虚拟化资源池的自动分配管理，实现根据业务应用类型资源消耗情况，对云计算资源进行有策略控制的实时智能分配，提高云计算平台资源的利用率。

5）云游戏平台系统软件需能够运行在Windows或Linux等主流通用平台架构的服务器设备上。

6）云游戏平台须采用应用虚拟化技术将云计算资源虚拟成多个可独立运行游戏应用的资源，多个应用在运行时互相隔离。

7）针对3D类游戏业务，平台须能够采用显卡GPU虚拟化或其他更为高效的技术为每个需要3D及视频渲染的游戏应用提供GPU处理能力。

8）云游戏平台须支持每个用户业务数据的个性化存储和自动导入、导出，使得用户的游戏体验具备可延续性。

9）云游戏平台终端系统软件须能够支持标准的HID规范的USB外设，如：有线、2.4G无线键盘鼠标，有线、2.4G无线游戏手柄，2.4G遥控器、人机交互摄像头、体感手柄等。

10）云游戏平台业务流须能够支持IP和Cable两种下行方式，采用Cable方式下行时需采用标准的DVB-C封装，用户的回传指令须能够支持CM、EOC或LAN三种不同的回传通道，满足广电多种双向网络环境的要求。

11）云游戏平台前端编码要求：

（1）视频编码须符合H.264/AVC国际编码标准，须能够支持多种分辨率编码，必须支持的分辨率包括：800*600、1280*720，帧率不小于25fps。

（2）音频编码须支持MPEG2-Layer2、MP3、MPEG2-AAC编码。

（3）单帧编码时延不超过10ms。

（4）单台云端满载运行时，编码码流抖动时延、丢包率须符合IETF RFC4445规范之内，编码造成的抖动不能影响业务的现网设备容忍度，且DF的最大值与其均值偏离不超过50%。

（5）云端编码须具备VBR和CBR的方式，其中CBR模式码率支持2-8Mbps，且码率浮动小于2%。

（6）编码后码流须具备错误恢复机制，保证在丢包的情况下，图像可以快速恢复正常。

12）云游戏平台须具备较低的端到端时延：

（1）系统的端到端整体时延不大于140ms（不含网络、电视机时延）。

（2）须保证系统内部时延（从云端收到用户的控制信令到发送数据流给IPQAM之间的时延）不大于70ms。

（3）须完成与现网机顶盒芯片ST 7162、BCM 7019， Hi 3716C三款芯片的时延调优，保证现网机顶盒解码时不大于60ms；后续甲方可能选用的主流芯片。

13）云游戏平台单台服务器设备须具备较高的业务并发处理能力，且在高并发的情况下，同台服务器上的业务运行性能和稳定性，不得构成彼此之间的影响。

（1）云游戏平台须能支持每秒处理不少于100个用户的并发登录操作，当前配置支持2万用户管理能力；

（2）单台3D服务器硬件平台（配置不高于CPU XEON E5 2660*2，32G内存、显卡660TI*2），须能够支持不少于18路（Windows单机游戏：街霸4等级）3D应用的并发，在满负荷运行时相互之间不受影响；

（3）单台2D服务器硬件平台（配置不高于XEON E5 2660*2，32G内存），须能够支持不少于30路（平面棋牌、图文教育类应用业务）2D应用的并发，在满负荷运行时相互之间不受影响；

4.2 终端系统软件技术要求

1）云游戏平台终端系统软件须支持对现网银河HDC6910、九州7098、摩托罗拉HMC220B、摩托罗拉210E-M以及后续甲方可能选用的主流芯片的机顶盒的对接集成，支持相关外设驱动集成。

2）终端系统软件须针对Linux、中间件、Android等多种终端平台提供不同的解决方案，以满足广电终端技术不断发展的需求。

3）终端系统软件须以开放的方式提供给机顶盒厂家，并且集成过云游戏终端系统的机顶盒不能对原有业务产生影响。

4）终端系统软件需为移植库形式提供，移植库占用flash存储空间不能超过512k；

5）终端系统软件需具备本地鼠标绘制能力，提高用户游戏体验。

6）终端系统软件需具备组件功能， 能够通过云端进行组件的管理和更新。

的情况进行梳理，同时与各分公司网管室进行沟通，共删除报告300多个。大大缩短报告分解的时间，提高了交换网管的性能。

中图分类号G2

文献标识码A

文章编号1674-6708（2015）139-0145-02