CORBA在數(shù)字電視城域VOD城間件技術(shù)的系統(tǒng)中的應(yīng)用

CORBA在數(shù)字電視城域VOD城間件技術(shù)的系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要文章介紹了公用對象請求代理(CORBA)的體系結(jié)構(gòu)及其工作原理，提出了數(shù)字電視城域VOD系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)，討論了CORBA在數(shù)字電視城域VOD系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞VOD;CORBA;idl

1引言數(shù)字電視城域VOD系統(tǒng)，利用現(xiàn)有HFC單向網(wǎng)絡(luò)，把數(shù)字電視傳輸技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合起來，用數(shù)字電視信道作為下傳通道，用互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、電話、短信等手段作為上傳通道，改變了用戶只能被迫接受的現(xiàn)狀，用戶可以通過自己的終端(如裝有機(jī)頂盒的電視機(jī),聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)等)隨時點播自己想看的節(jié)目,訪問自己需要的信息。因為要處理大量的用戶點播請求、視頻節(jié)目分發(fā)推送等事務(wù)，用一臺計算機(jī)來架設(shè)整套VOD系統(tǒng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此，本系統(tǒng)采用分布式系統(tǒng)架構(gòu)，由通過VPN(VirtualPrivateNetwork虛擬專用網(wǎng)絡(luò))連接的接入系統(tǒng)、管理站、呼叫中心以及小區(qū)點播服務(wù)中心的多臺計算機(jī)協(xié)同工作，從而全面滿足用戶的點播要求。這樣一個大規(guī)模系統(tǒng)中，實現(xiàn)各個模塊之間的通信和異構(gòu)數(shù)據(jù)資源的共享，是VOD系統(tǒng)需要解決的主要問題。公用對象請求代理體系結(jié)構(gòu)(CORBA,CommonObjectRequestBrokerArchitecture)是由對象管理組織(OMG,ObjectManagementGroup)定義的面向?qū)ο蟮耐ㄓ皿w系結(jié)構(gòu),它作為一種新興的面向?qū)ο蠓植际接嬎慵夹g(shù),為解決分布式處理環(huán)境中系統(tǒng)互連提供了新的解決方案。由于CORBA支持不同程序設(shè)計語言，不同操作系統(tǒng)之間互操作性,使得借助于CORBA技術(shù)能夠有效地實現(xiàn)各個模塊之間的通信。CORBA可以在多個服務(wù)器之間實現(xiàn)負(fù)載均衡，保證了系統(tǒng)的高效性。此外，CORBA提供了較好的容錯機(jī)制，使得系統(tǒng)擁有很高的穩(wěn)定性。在數(shù)字電視城域點播系統(tǒng)中我們選擇CORBA分布式對象技術(shù)作為建立服務(wù)應(yīng)用框架和軟件構(gòu)件的核心技術(shù)。本文將結(jié)合CORBA的體系結(jié)構(gòu)及其工作原理對其在數(shù)字電視城域VOD城間件技術(shù)的系統(tǒng)中的應(yīng)用加以探討。

2CORBAR的體系結(jié)構(gòu)及其工作原理

CORBAR的體系結(jié)構(gòu)CORBA是由OMG為了適應(yīng)當(dāng)今快速增長的軟硬件的協(xié)同工作能力的要求而制定的一種標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο髴?yīng)用程序體系規(guī)范。CORBA體系結(jié)構(gòu)與規(guī)范是建立在OMG對象模型基礎(chǔ)之上，主要由三個關(guān)鍵的部分組成：作為分布式對象通信基礎(chǔ)設(shè)施的對象請求代理的體系結(jié)構(gòu)、接口定義語言IDL、保證可互操作性的標(biāo)準(zhǔn)ORB的通信協(xié)議GIOP/IIOP。CORBA體系結(jié)構(gòu)如圖1所示：圖1CORBAR的體系結(jié)構(gòu)其中：GIOP：GIOP是描述不同的ORB之間如何進(jìn)行互操作的協(xié)議。IIOP是TCP/IP之上的ORB互操作協(xié)議。IIOP是GIOP到TCP/IP協(xié)議的映射,它定義了用于Internet的一種標(biāo)準(zhǔn)互操作協(xié)議，它利用的傳輸層協(xié)議就是Internet所采用的TCP協(xié)議。ORB：對象請求代理程序是組成CORBA的基礎(chǔ),即通常我們所說的“軟件總線”。通過它，對象可以向本地或遠(yuǎn)端的其它對象發(fā)出請求或接收響應(yīng)，實現(xiàn)了對象在分布式環(huán)境和獨立于對象實現(xiàn)的平臺之間的交互。ORB接口：提供一組標(biāo)準(zhǔn)的API來完成客戶端和服務(wù)器端共同需要的功能。動態(tài)調(diào)用接口：支持客戶端的調(diào)用請求。利用DII,客戶方應(yīng)用可以在運行時動態(tài)地向任何對象發(fā)出請求，而不像靜態(tài)調(diào)用那樣，必須在編譯時就知道特定的目標(biāo)對象的接口信息。存根：為客戶提供了一種機(jī)制，使客戶能夠不關(guān)心ORB的存在，而把請求交給存根，存根負(fù)責(zé)對請求參數(shù)的封裝和發(fā)送，以及返回結(jié)果的接收和解封裝。靜態(tài)框架：把對象實現(xiàn)與ORB連接起來，將請求參數(shù)解封裝，識別客戶所請求的服務(wù)，向上調(diào)用對象實現(xiàn)，并把執(zhí)行結(jié)果封裝，然后返回給服務(wù)方。動態(tài)框架接口：接受遠(yuǎn)端對象的調(diào)用請求。在服務(wù)器端，既可以使用靜態(tài)框架，又可以使用DSI來接受遠(yuǎn)端對象的調(diào)用請求，還可以兩者都使用。對象適配器：提供執(zhí)行對象可以訪問ORB服務(wù)的基本接口，其作用是產(chǎn)生解析對象的引用、安全交互、登記和執(zhí)行等。接口庫和實現(xiàn)庫：其中接口庫用來存儲、發(fā)布、管理相關(guān)對象接口定義的集合。實現(xiàn)庫包含了允許ORB查找和調(diào)用對象實現(xiàn)的相關(guān)信息，它是ORB進(jìn)行對象匹配的場所。接口庫和實現(xiàn)庫是ORB的輔助部件。

CORBA工作原理IDL編譯器將對象的IDL文件編譯成客戶端的存根文件和服務(wù)器端(對象實現(xiàn))的框架文件(Skeleton)。由圖1可見，底層使用的傳送層機(jī)制使用的TCP/IP通信協(xié)議。CORBA封包的傳送和溝通是使用得所謂的GIOP或者IIOP協(xié)議。在CORBA客戶端，Stub要通過安裝在客戶端的ORB軟件來處理接口調(diào)用，ORB又通過SmartAgent所提供的目錄服務(wù)來動態(tài)地定位一個可用的服務(wù)器，該服務(wù)器才真正實現(xiàn)了接口。ORB提供一個發(fā)送操作調(diào)用的接口，把客戶發(fā)出的請求傳遞給目標(biāo)對象；Stub為客戶端提供了靜態(tài)調(diào)用方式，它負(fù)責(zé)把客戶端的請求進(jìn)行編碼，通過ORB發(fā)送到對象實現(xiàn)端,并把返回的應(yīng)答解碼后傳給客戶端。在CORBA服務(wù)器端，ORB通過對象適配器把客戶的接口調(diào)用傳給框架文件。框架文件為對象實現(xiàn)提供了靜態(tài)實現(xiàn)方式，它負(fù)責(zé)把客戶端經(jīng)ORB發(fā)送來的請求解碼,定位對象方法并執(zhí)行,然后把結(jié)果編碼后作為應(yīng)答經(jīng)ORB返送給客戶端。

3CORBA在數(shù)字電視城域點播系統(tǒng)中的應(yīng)用

基于CORBA的數(shù)字電視城域VOD系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)數(shù)字電視VOD系統(tǒng)是一套覆蓋全城的可擴(kuò)展分布式系統(tǒng)，它兼容支持各種數(shù)字電視機(jī)頂盒產(chǎn)品，能與通用數(shù)字電視平臺互連，全面支持各種節(jié)目來源，全面支持城域VOD點播的各種相關(guān)業(yè)務(wù)。通過建立方便快捷的接入通道，系統(tǒng)支持各種方式的用戶點播業(yè)務(wù)，能為用戶提供方便快捷、穩(wěn)定流暢的高品質(zhì)VOD服務(wù)。此外，系統(tǒng)還具有完善的用戶管理和節(jié)目管理功能，全面支持用戶相關(guān)的各種業(yè)務(wù)、節(jié)目相關(guān)的各種業(yè)務(wù)，全面支持系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控和管理?；谝陨蠑?shù)字電視城域點播系統(tǒng)的基本功能和CORBA技術(shù)在本系統(tǒng)的應(yīng)用，系統(tǒng)目前的軟件設(shè)計架構(gòu)是以C/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，其體系模型如圖2所示：圖2數(shù)字電視城域VOD系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)圖

CORBA服務(wù)器端：即呼叫控制中心，它是系統(tǒng)呼叫處理的中樞。呼叫控制中心向上連接系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和點播小區(qū)服務(wù)器，向下連接用戶接入服務(wù)器和各種管理站。其處理內(nèi)容包括用戶呼叫和節(jié)目、用戶、運營、系統(tǒng)等業(yè)務(wù)。并提供了所有與數(shù)據(jù)庫交互的處理接口。控制中心的軟件實現(xiàn)均是以呼叫中心為基礎(chǔ)向外拓展。呼叫控制中心具備可伸縮性，通過集群技術(shù)架設(shè)多臺呼叫中心服務(wù)器便可滿足其性能要求。CORBA客戶端：客戶端可分為以下模塊：視頻服務(wù)器系統(tǒng)：主要功能是接收播控子系統(tǒng)的節(jié)目點播安排,復(fù)用并通過硬件發(fā)送節(jié)目流,提供接口給節(jié)目分發(fā)服務(wù)器負(fù)責(zé)本地節(jié)目庫的更新和維護(hù)。用戶接入服務(wù)器：負(fù)責(zé)用戶與點播系統(tǒng)的交互。它接收用戶呼叫，并將呼叫轉(zhuǎn)給點播呼叫中心，點播操作結(jié)束后，再將相應(yīng)的操作結(jié)果反饋給用戶。目前用戶接入服務(wù)器提供電話接入與短信接入兩種工作模式。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端：Sqlserver2000，主要存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)、節(jié)目數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)等。管理工作站：包括節(jié)目管理、用戶管理、運營管理、系統(tǒng)管理。其中系統(tǒng)管理主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的備份、制定點播節(jié)目單生成規(guī)則、視頻服務(wù)器的擴(kuò)容等。

CORBA在數(shù)字電視VOD系統(tǒng)中的應(yīng)用在數(shù)字電視VOD系統(tǒng)中，服務(wù)器和各個客戶端的應(yīng)用之間需要協(xié)同工作，這就需要選擇的軟件體系結(jié)構(gòu)具有較高的異構(gòu)性。作為一種開放式的、獨立于廠商、用于網(wǎng)絡(luò)上計算機(jī)應(yīng)用的底層結(jié)構(gòu)，CORBA能讓系統(tǒng)實現(xiàn)較好的異構(gòu)性。任何廠家、計算機(jī)、操作系統(tǒng)、編程語言及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的CORBA應(yīng)用均使用IIOP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，能給系統(tǒng)提供可靠的、標(biāo)準(zhǔn)的底層結(jié)構(gòu)體系。系統(tǒng)客戶端及服務(wù)器端的應(yīng)用程序可以構(gòu)建、運行在不同平臺上的、用不同編程語言實現(xiàn)。CORBA還能解決系統(tǒng)的負(fù)載問題，可以在多個服務(wù)器之間實現(xiàn)負(fù)載均衡，大大增強(qiáng)了分布式系統(tǒng)的高效性。此外，CORBA還為系統(tǒng)提供了較好的容錯機(jī)制，能使每一個對象同時在兩個或多個服務(wù)器上運行，當(dāng)其中的一個出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能自動切換到另一個服務(wù)器。下面介紹CORBA的自身特點在數(shù)字電視VOD系統(tǒng)的應(yīng)用。利用CORBA實現(xiàn)數(shù)字電視VOD系統(tǒng)內(nèi)部通信根據(jù)系統(tǒng)功能的要求數(shù)字電視城域VOD系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示，由于呼叫控制中心是整個VOD系統(tǒng)的呼叫處理中樞，因此，我們將呼叫控制中心作為CORBA系統(tǒng)的服務(wù)器，其他模塊作為CORBA系統(tǒng)的客戶端。客戶端模塊通過CORBA接口實現(xiàn)與呼叫中心的數(shù)據(jù)交互,即實現(xiàn)VOD系統(tǒng)中其它模塊之間的通信。下面給出一個運用CORBA實現(xiàn)客戶端和服務(wù)器通信的實例。圖3是管理工作站中的系統(tǒng)管理中點播節(jié)目單生成方法的接口。圖3接口VodListCreateMenthodManager示意圖VodListCreateMenthodManager所對應(yīng)的IDL接口如下所示：moduleCallCenter{structTVodListCreateMethodStruct{/*生成方法ID號*/longCreateMethodID;/*生成方法名稱*/stringCreateMethodName;/*生成方法規(guī)則*/stringCreateMethodRule;};interfaceVodListCreateMenthodManager{CallCenter::HResultVodListCreateMethod_AddNew(inCallCenter::TVodListCreateMethodStructValCreateMethod,//規(guī)則的信息outlongRetCreateMethodID//返回的點播生//成規(guī)則ID號）；};}；在設(shè)計服務(wù)器端和各個客戶端共享的IDL接口時，采用了建模工具RationalROSE2003規(guī)劃IDL接口并實現(xiàn)了從UML到IDL的映射工作。如圖3，在接口VodListCreateMenthodManager中，定義了增加一條點播節(jié)目單生成方法VodListCreateMethod_AddNew，點播節(jié)目單生成方法的結(jié)構(gòu)包括了生成方法ID號、生成方法名稱、節(jié)目單的生成方法規(guī)則，這些信息被按值封裝在TVodListCreateMethodStruct結(jié)構(gòu)中。系統(tǒng)管理模塊把VodListCreateMethod_AddNew方法傳Stub，Stub又把調(diào)用信息打包，經(jīng)過編碼后由ORB傳遞給呼叫中心。呼叫中心端的框架文件把包打開并解碼，在程序代碼中實現(xiàn)該接口，把結(jié)果編碼后，以long的形式作為應(yīng)答經(jīng)ORB返送給系統(tǒng)管理模塊。利用CORBA實現(xiàn)系統(tǒng)的高可靠性通常系統(tǒng)的高可靠性,可通過設(shè)備的冗余來實現(xiàn)。在CORBA環(huán)境中,通過高可靠性服務(wù)實現(xiàn)服務(wù)方冗余,使客戶與服務(wù)方的關(guān)系變?yōu)?:N的關(guān)系。因此可以運行多個呼叫中心，當(dāng)呼叫中心的某一個出現(xiàn)故障,系統(tǒng)可快速定位,并將整個服務(wù)方進(jìn)行遷移到備用的呼叫中心,繼續(xù)完成客戶端的請求。如果多個服務(wù)器的硬件配置相同，服務(wù)器會擁有很高的穩(wěn)定性。利用CORBA實現(xiàn)系統(tǒng)的負(fù)載均衡SmartAgent提供了動態(tài)的分布式目錄服務(wù)，用來定位一個實現(xiàn)特定對象的可用的服務(wù)器。對于客戶和服務(wù)器來說，SmartAgent是完全透明的，客戶和服務(wù)器都不需要知道SmartAgent的具體位置。如果所選擇的呼叫中心無效，SmartAgent會自動選擇另一個呼叫中心。如果有多個呼叫中心可供選擇，SmartAgent會基于負(fù)載平衡選擇其中一個。

4結(jié)束語綜上所述，基于CORBA的數(shù)字電視城域點播系統(tǒng)有如下特點：支持跨平臺和語言無關(guān)的特性，能夠滿足多平臺、多語言的復(fù)雜分布式計算環(huán)境的要求；具有良好的可擴(kuò)展性和靈活性，不僅有利于滿足用戶的新需求，而且有利于運營商自身推廣新業(yè)務(wù)和改