（计算机应用技术专业论文）宽带网络多媒体业务服务平台的研究.pdf

浙江火学硕士学位论文 摘要 | f 宽带网络的发展需要内容，这个内容就是宽带网络上的多媒体业务，多媒体 业务推出得越多，服务的用户发展得越多，那么宽带网络的发展就越好。 而要发展多媒体业务，宽带业务提供商又在发展过程中遇到的一个重要问 题：在现在的网络架构和商业模式下，很难丌展一个新的服务业务，新业务即使 能够得到用户的青睬，但是新业务的建立、以及对提供商所拥有的多利- 业务的管 理、运营，乃至到用户的收费都存在很大的不便和问题。为了提供个性化的多媒 体业务和内容，宽带业务提供商需要一个统一的基础的服务平台。 针对这个问题，我们提出了对宽带网络多媒体业务服务平台的概念，并对其 n 进行了研究。y f 宽带网络多媒体业务服务平台致力于建立一个统一的服务平台，将业务提供 商的各项业务都集成进来，并为多媒体业务提供有力的支持，统一各项业务的用 户管理和认证系统、计费系统，对各项业务进行统一调度、控制和优化支撑。服 务平台将使得宽带业务提供商能够很方便的组建业务，有助于其业务的运营和发 展，进而对宽带网络的发展产生积极的作用。 本文阐述了服务平台的模型，深入分析了服务平台的体系结构，并且重点研 究了服务平台涉及到的关键技术：基于l d a p 目录服务的用户管理和认证技术、 基于n e t f i l t e r 框架的服务控制技术、基于虚拟服务器的负载均衡技术。还对服 务平台的系统实现做了介绍。 关键词：， 宽带厣潞，服务革吾，思宝至墨与认证，服务连钿，负袁曷磊 宽带网络，服务平台，用户管理与认证，服务控制，负载均衡 ! 订如 一塑婆查兰堡三! 三堂堡堡苎 a b s t r a c t t h ed e v e l o p m e n to fb r o a d b a n dn e t w o r kn e e d s c o n t e n t ，w h i c hi sm u l t i m e d i a s e r v i c e t h eb r o a d b a n dn e t w o r kw i l l d e v e l o pb e a e rw i t hm o r em u l t i m e d i as e r v i c e s a n dm o r eu s e r s d u r i n gt h ep r o v i s i o no fm u l t i m e d i as e r v i c e s ，t h eb r o a d b a n ds c r v i c cp r o v i d c r s f a c eab i gc h a l l e n g et h a ti ti sd i f f i c u l tt od e v e l o pan e w s e r v i c ee v e nw h e ni ti sl i k e l y t ob ea p o p u l a ro n e t h ec u r r e n tn e t w o r ks o f t w a r ee n v i r o n m e n ta n db u s i n e s s i n f r a s t r u c t u r ec a n n o t e f f i c i e n t l ys u p p o r t n e w , r e v e n u e g e n e r a t i n g ，v a l u e a d d e d s e r v i c e s s e r v i c ep r o v i d e r sn e e dt oh a v eau n i v e r s a lp l a t f o r mt o s u p p o r tas p e c i f i c s e r v i c ei na l lo p t i m a lm a n n e r i no r d e rt om e e tt h en e e do fm u l t i m e d i a s e r v i c e s d e v e l o p m e n t ，w ea d v a n c et h e c o n c e p t o fs e r v i c ep l a t f o r mf o rb r o a d b a n dm u l t i m e d i a s e r v i c e sa n dd os o m e r e s e a r c ho ni t t h es o l u t i o no fs e r v i c ep l a t f o r mf o rb r o a d b a n dm u l t i m e d i as e r v i c e s s u p p o r t s e a s i l y c r e a t i o no fan e ws e r v i c e ，m a n a g e m e n ta n dc o n t r o lo fs e r v i c e s ，p r o v i d e s p o w e r f u l u s e ra u t h e n t i c a t i o n ，i n t e g r a t e d ，f l e x i b l eb i l l i n g i ti st h eo n et h a t p r o v i d e st h e f u n c t i o n a l i t y , s c a l a b i l i t ya n dr e l i a b i l i t yy o un e e dt ou n l o c kt h ep o t e n t i a lo fy o u r b r o a d b a n dn e t w o r ka n dm a x i m i z e r e t u r no ni n v e s t m e n t t h r o u g hv a l u e a d d e d ， r e v e n u e g e n e r a t i n gs e r v i c e s t h i sa r t i c l e p r e s e n t st h em o d e la n da r c h i t e c t u r eo ft h es e r v i c ep l a t f o r m ，a n d d e s c r i b e st h ek e yt e c h n i q u e si n v o l v e di nt h e p l a t f o r m ，s u c h a sl d a p b a s e du s e r m a n a g e m e n ta n da u t h e n t i c a t i o n ，n e t f i l t e r b a s e ds e r v i c ec o n t r o l ，a n dl o a db a l a n c e t h e nt h ea r t i c l ed e s c r i b e st h ei m p l e m e n t a t i o no f t h ep l a t f o r m k e y w o r d s ：b r o a d b a n d n e t w o r k ，s e r v i c e p l a t f o r m ，u s e rm a n a g e m e n t a n d a u t h e n t i c a t i o n ， s e r v i c ec o n t r o l ，l o a db a l a n c e 【2 】 浙江大学硕士学位论文 第一章绪论 近些年来，宽带网络发展迅猛，宽带网络代表了网络未来发展的方向，必将 给我们的工作和生活带来巨大的变化，我们将进入一个全新的宽带网络时代。最 能体现宽带网络优势的是宽带网络所能支撑的多媒体业务。多媒体业务研究与发 展已有多年，在宽带兴起之后才得到了其充分发挥的天地。给我们带来惊喜的宽 带网络正是体现在宽带网络上的多媒体业务。 而现在各种多媒体业务的发展由于宽带网络处在起步阶段而有诸多的问题， 宽带业务提供商( b r o a d b a n ds e r v i c ep r o v i d e r ) 发展新业务麻烦，缺乏针对业务 提供商的多种业务管理、用户管理等等，不利于宽带网络的更好发展。针对宽带 业务提供商的需求和宽带网络发展的趋势，本文提出了宽带网络多媒体业务服务 平台的概念，并介绍我们对服务平台的研究。 本章接下来将介绍什么宽带网络以及宽带网络特点及发展情况，并且将介绍 多媒体业务的发展情况，然后将引出为什么提出研究宽带网络多媒体业务服务平 台，以及服务平台的意义，最后将简单介绍本文的总体安排。 1 1宽带网络的发展 1 1 1 什么是宽带网络 让我们先来看几个可以预见的宽带网络生活的片断： 坐在家里的电脑前面，端着一杯咖啡，欣赏最新的好莱坞大片，而且画 面的质量比电影院映幕更美、更真。在宽带网络时代，我们不再需要跑到电影院 看美国大片，我们可以直接到好莱坞的电影网站上欣赏电影，网络电影将配合“高 画质电视”的需求，为观众提供数字电视质量的画面。唯一的缺点可能是家里的 音响效果没有电影院的好，因为你的电脑音响设备不够高级。 网上教育盛行于世，在职人员可以随时通过网络选修课程，接受再教育。 通过i n t e r n e t 上的自助语言学习系统，我们可以和世界各地的人结对互助学习语 言，当然，借助在线同声翻译系统，我们也可以顺畅地与任何国家的朋友交流。 浙江大学硕士学位论文 在线理财和投资更有保障了。我们再也看不到拥挤的证券交易大厅，职 业炒家也可以通过网络处理交易，这时的证券服务和宽带网络基础设施提供商为 用户提供的是更好的服务质量保证，如果因为网络和服务问题导致用户在交易中 受损失，他们也会提供赔偿。 以上仅仅是宽带网络时代的几个典型生活场景。其实，宽带网络时代也意味 着真正数字化生活的到来。只有进入宽带网络时代才有可能真正实现家电信息 化、联网设备多样化等，我们的生活才实现不折不扣的数字化。 宽带网络将使往日互联网的梦想变为现实。社区宽带网可提供方便快捷的网 上视频点播、可视电话和视频会议、电子商务、网上物业办公、远程医疗、远程 教育等等。小区住户可以在家中随意点播数据库中的影视节目，即使几百人甚至 上千人同时点播，也不会相互影响播放速度。 那么，什么样的网络才称得上宽带网络呢? 通常人们把骨干网传输速率在 2 5 g 以上，接入网能够达到1 m 以上的网络定义为宽带网络。而所谓的“宽带”， 是指在网络上的同一传输介质上，以不同的频率进行多重的并行传输，使用户保 持在一个高速接入i n t e r n e t 的状态。目前的常见宽带技术主要有x d s l 、h f c 等 等。 宽带网络建设分为三层：骨干网、城域网和社区接入网。骨干网相当于城市 与城市之间的高速公路，城域网相当于城市市区内的道路，社区接入网解决的则 是将道路从市区一直修n d , 区，抵达每户的家门口。从目前情况看，经过多年发 展，我国骨干网建设已经基本成型，传输容量大幅提高，基本能满足宽带信息化 发展的要求；在城域网方面，目前多数的大中型城市都已经建成了独立可行的城 域网系统；而社区接入基础设施建设方面，还处于起步阶段，也是突破宽带瓶颈 的“最后一公里”。社区宽带网有3 种接入方式：a d s l 、c a b l em o d e m 和以太 网技术。第一种方式是对传统电话线进行改造，实现宽带接入；第二种是利用现 有的有线电视网，用户需要增加一个有线调制解调器；第三种则是重新铺设线路， 光纤到楼、双绞线入户，为用户提供独享带宽。由于前两种改造需要昂贵的费用， 一般多采用以太网技术实现社区宽带网接入。 4 1 浙江大学钡- 1 ：学位论文 1 1 2 宽带网络的特点 宽带网络的兴起正在给传统的网络带来了巨大的变革，可以说，宽带在通信、 商务、娱乐等领域催生了一个庞大的新的发展空间和美好的前景，宽带接入的基础设施建设、 宽带网络接入设备的制造和提供、后台信息支持与内容服务等，演变为一场新的网络技术应 用革命。在拥挤的“道路”上饱受“塞车”之苦的人们，现在就要享受“高速公 路”上飞车的惬意。 宽带网络具有如下几个特点： 1 ) 传输速率高 每个用户的最大速率都远远大于5 6 km o d e m ，一般提供1 0 0 兆到大楼、1 0 兆到桌面的高速接入。这样，解决了全网及用户端的网络带宽瓶颈，有效地保证 了图像、声音、数据传送的清晰度和连贯性，无论是通过电子邮件收发大型文件 还是下载图像或软件均可在瞬间完成。 2 ) 相对费用低 一方面高速的连接节约了大量网上等待时间，使上网费用大大降低。另一 方面，宽带接入技术都不通过传统的电话网络交换机，不存在占用电话线的问题， 无需交纳电话费，进一步减少了用户的上网费用。 3 ) 有能力支撑各种多媒体业务 宽带网络的高速连接使得视频点播，远程教育，视频电话，网上娱乐等深层 次应用成为可能，极大地丰富了互联网的应用。而这些业务在传统的网络上是无 法想象的，有了宽带网络之后，就梦想成真了。 其实，宽带网络不同于传统网络的地方，更多的体现在宽带所支撑的宽带内 容服务所具有的独特之处。高速公路的优点并不是体现在它的路有多宽，多漂亮， 而是跑在高速公路上的车所体验到的好处，我们可以开的更轻松、更快，这是在 一般的公路上做不到的。同样，宽带网络的优点更多的体现在跑在上面的应用业 务具有原来传统网络上所不具有的特点。 成熟的宽带内容业务才能充分地发挥宽带网络的优点，这些业务一般具备如 下三个特点： l 、多媒体 直到现在，网上的内容基本上还是双媒体，即文字加图形。虽然网站经营者 【5 】 浙江大学硕士学位论文 努力加了些图片和动画以增加内容的丰富性，但实际上却成了对用户毅力与耐心 的考验。带宽限制了内容的表现形式，进而制约了网络向社会和经济各个领域渗 透和扩张的深度、力度和速度。随着带宽的增加，未来的网络媒体和各种服务将 运用文字，图形，图片，动画，声音和图象等各种传媒手段向用户提供丰富多彩 的内容。现在网站上那些铺天盖地的文字将逐渐减少，而通过音频和视频工具提 供的服务将占主导地位，进而加强了依靠互联网的企业向各种传统行业挑战的能 力。 2 ) 互动性 互联网的本质是互动，没有互动或者没有充分发挥互动功能的服务不是或者 基本不是互联网的服务。过去由于带宽的限制和技术开发的滞后，大多数服务的 互动性很差。经营者与用户之间，用户与用户之间的沟通不良，没有真正形成一 个网络社会。国内网络服务发展了几年，互动性体现的比较充分的知名网站不过 是o i c q 、联众游戏等屈指可数的几个而已。但仅从这几个例子也不难看出，无 论是从注册人数和在线人数还是从人均在线时间看，以互动为核心的服务比缺少 互动性的东西发展得更好。随着带宽的增加，制约互动性发挥的瓶颈将基本消除， 以互动为核心的各种服务也将成为互联网服务的主流。 3 ) 人性化 互联网还并不完美，无论是技术和通讯环境还是服务方式，都还显得有些笨 拙、并不友好。网络服务的非人性化阻碍着自身的发展和赢币i 。力，而网络技术 的成熟和网络服务经验的积累再加上带宽的增加则为网络人性化服务提供了条 件。以多媒体虚拟城市和社区为基本服务空蒯，以拟人化的互动为基本服务形式 的宽带网络服务正在逐步成形。在不久的将来，人们可以用日常生活中所熟知的 行为常识享受通过网络所提供的各种真实服务。 1 1 3 宽带网络的发展状况 大约在1 0 年前，在美国的佛罗里达州奥兰多市首次出现了交互式电视( i t v ) 社区。当时采用的是光纤同轴电缆混合( h f c ) 接入到户，发展于有线电视网的 基础之上。由于h f c 是一种以模拟频分复用技术为基础，综合了模拟数字传输 技术、光纤同轴电缆技术以及射频技术的分布式宽带用户接入网络，工程难度较 【6 】 浙江大学硕一i ：学位论文 大，造价较高，故未形成广泛的市场，应用受限。这大约是最早入户的宽带网络 了。 目前，在宽带网的建设和使用普及率上居世界首位的是韩国，其宽带网普及 率为5 7 3 ，美国的宽带网普及率为1 1 1 ，欧盟各国也正在发展各自的宽带网 络。韩国的宽带网络正在以惊人的速度发展。据韩国信息通讯部公布的数字显示， 到2 0 0 0 年底，韩国已经拥有2 5 0 万a d s l 用户，1 3 0 万c a b l e m o d e m 用户。这 个数字意味着，韩国使用宽带网的人数已经达到整个欧洲的两倍。韩国宽带网之 所以发展迅速，政府的大力推动是一个重要原因。加拿大同美国类似，在宽带网 上也有长足的发展。一些大型的美国宽带网企业为加拿大人提供了质优价廉的宽 带网络服务。加拿大政府最近颁布了一个计划，准备在不远的将来为所有加拿大 人提供廉价宽带网服务。同韩国一样，加拿大宽带网的发展也得益于积极的政府、 竞争激烈的电信市场、很高的p c 普及率以及热衷网络的公民。在欧洲，德国、 荷兰、英国等国家的宽带网络发展都比较迅速。 据调查表明，2 0 1 0 年全球宽带上网家庭总计将达9 亿个。届时，美国宽带市 场将由约l 亿个家庭和1 4 0 0 万个中小型企业构成，亚洲将有约2 5 亿个家庭和 3 7 6 0 万个中小型企业使用宽带连线，而欧洲约有1 6 亿个家庭和3 0 8 0 万个中小 型企业使用宽带网。i d c 的调查报告表明，在2 0 0 0 年亚洲宽带用户总数为4 5 0 万。到了2 0 0 4 年，这一数字将达到6 0 0 0 万，其主要增长将来自中国和日本。 尽管我国宽带网建设起步较迟，但发展非常迅速。1 9 9 9 年，中国宽带网络接 入建设悄悄地开始了。2 0 0 0 年初，上海、广州两地率先推出了a d s l 和h f c 的 宽带网接入。之后中国迎来了一场宽带网络接入建设的大潮。据统计，截至2 0 0 0 年年底，中国各地的宽带网接口达到3 7 万个。 宽带网络的发展为中国的电信业发展提供了最为广阔的舞台。中国电信、中 国联通和中国网通等各大电信运营商，以及广电已在这个广阔的舞台上展开了一 场战略角逐。目前，中国电信、中国联通、网通、广电已经建成全国性宽带骨干 网。在信息化大潮的带动下，各地的宽带网建设也进行得如火如荼。北京、上海、 天津、重庆、广卅i 、深圳、南京、成都、济南等大中型城市也竞相推出当地宽带 城域网的建设计划，其中北京、上海、广州等地的宽带城域网已经开始并已取得 初步成果。 浙江大学硕士学位论文 2 0 0 1 年，这场宽带网络的建设更加如火如茶地在发展，人们更把2 0 0 1 年称 为“中国宽带年”。随着各种力量和资本的全力介入，各地骨干网、城域网和社 区网项目的纷纷开工，一时间形成了千军万马奔向宽带网的壮观场面。刚刚经历 过互联网大潮洗礼的i t 业不禁怀疑：宽带网会不会步c o m 的后尘，成为互联网 的另一个巨大泡沫? 然而宽带网络的兴起并非偶然现象，也并非全来自于厂商的炒作，它是用户 需求拉动以及技术和厂商推动双重作用的结果，而吸引各利1 力量奋勇投身的则是 宽带市场所展现的美好前景。在传统窄带网络时代，速度、内容和价格是制约互 联网发展的3 个主要因素，宽带网将从根本上改变这种状况。宽带使数据在计算 机网络中的传送速度大大加快，也使传送的内容更加丰富，从而为各种网络应用 的开展提供了广阔的空间。宽带还将大幅降低网络通信费用。 可以肯定地说，宽带网络是互联网的发展方向，互联网的未来属于宽带网络。 如果说现在宽带网络发展的前进道路中出现磕磕碰碰，那不是我们走错了，而是 我们走得太快了。 1 2 多媒体业务的发展 1 2 1 什么是多媒体业务 多媒体业务的概念由来已久，但是目前概念比较混乱，在绝大多数人的心目 中，多媒体业务是能够提供图像、声音和文字的业务，有人甚至把仅具有静止图 像显示能力的业务也称为多媒体业务。我们需要对多媒体业务的确切概念做一个 界定。 i t u t ( 国际电联电信委员会) 对多媒体业务的定义，是特指能处理多种表 示媒体( r e p r e s e n t a t i o n m e d i a ) 的业务。多媒体系统和多种媒体系统是不同的， 多媒体系统中的媒体相互之间是有关联的，是以时空同步的方式存在的；而多种 媒体系统中，媒体与媒体之间可以是毫无关系的。两者间的重要区别在于媒体间 的同步性。 多媒体业务具有3 个特征：集成性、交互性和同步性。 浙江大学硕。l 二学位论文 1 ) 集成性 集成性指的是能对内容数据信息、多媒体和超媒体信息、脚本信息和特定的 应用信息进行存储、传输、处理、显现的能力。 2 ) 交互性 交互性指的是在业务系统中人与业务系统之间的相互控制能力。很显然，交 互性是多媒体业务系统必备的一个特性，但并非其独有的特性，日1 ：i i 讷：多业赘系 统也有着程度不等的交互性。如信息检索业务，它般都提供菜单和征询单两利， 用户与业务系统的交互界面，用户可以通过点菜单或填写征询单，将用户的要求 告诉系统，系统根据用户的要求，将满足条件的信息送给用户。用户与系统通过 这一简单的交互过程完成了通信过程。在多媒体业务系统中，交互过程将不再是 这么简单。诚然，菜单和征询单这一类简单的交互过程在多媒体业务系统中仍将 使用，以提供简洁而明了的交互操作，但是光有简单的菜单和征询单的交互过程 是不能满足多媒体业务系统的全部需要的，它将需要更为复杂的交互操作过程。 3 ) 同步性 同步性指的是在多媒体业务终端上显现的图像、声音和文字是以同步方式工 作的。例如：用户要检索一个重要的历史事件的片断，该事件的运动图像( 或静 止图像) 存放在图像数据库中，其文字叙述和语言说明放在其它数据库中。多媒 体业务终端通过不同传输途径将所需要的信息从不同的数据库中提取出来，井将 这些声音、图像、文字同步起来，构成一个整体的信息呈现在用户面前。使声音、 图像、文字实现同步，并将同步的信息送给用户。 1 2 2 多媒体业务的发展状况 8 0 年代初，美国、日本和欧洲著名的计算机公司开始致力于多媒体技术的研 究，把该技术应用于p c 机。首先建立了基于局域网( l a n ) 的多媒体通信系统。 进入9 0 年代，企业的国际环境变得日益复杂，竞争日趋激烈，现代企业必须依 靠高质量的信息及很高的信息获取能力才能立于不败之地。对企业特别是大公司 而言，在经营活动中，希望借助更先进的通信系统达到缩短产品投放市场的时间， 改善对用户的服务，减少差旅支出等；对个人而言，由于生活环境日趋复杂，生 活节奏越来越快，也希望能随时获取信息，并采用计算机支持协同工作( c s c w ) t g l 浙江大学硕 学位论文 方式来提高工作效率。未来的家庭需要远程购物、远程医疗、远程教育、游戏等 来提高它的生活质量。上述的需求和希望，传统的通信系统无法满足，唯有多媒 体系统才是解决的办法。 多媒体业务系统出现已有十余年历史，其间有了一定程度的发展，但与预期 的发展相比差距很大。多媒体业务系统需要二大支持：其一为数字信号处理技术， 其二为通信网的传送能力。近年来数字信号处理技术进展很大，综合起来可以认 为，数字信息处理技术十年来进展巨大，它完全适应多媒体业务系统发展的需要。 而多媒体业务系统发展所需要的第二个支持，情况就完全不同了。通信网的传送 能力，特别用于传送多媒体业务的通信网传输能力发展并不理想。除了双绞线的 话带数据的能力上有了突飞猛进，m o d e m 的传送能力已十分接近理论极限，传 输速率已达4 0 k b s ( 双向) ，它成为目前能解决用户接入的主要手段，从而产 生一些以低速图像和语音编码为基础的多媒体业务外；其余的进展并不理想。 a t m 曾经认为是最理想的多媒体业务承载网，的确在a t m 发展全盛时期也是多 媒体业务发展的全盛时期。由于多媒体业务系统对网络承载能力的q o s 要求很 高，不能保证q o s 的网络，是无法向消费者提供令其满意消费质量的服务，a t m 的面向连接的工作方式和非常复杂的流程控制机制，保证了每一个连接服务质 量。另外，a t m 是基于分组交换的，与时分复用相比它的带宽分配十分灵活， 它可以提供从窄带到宽带的承载业务的能力。这一些都是开展多媒体业务所必须 要具有的特性。但是，a t m 设计定位过高，信令过于复杂并迟迟不统一，由于 其复杂的流控和信令使得设备非常复杂；另外，a t m 的业务定位也过为基本业 务所需要的速率，为此研发了质量很高的远程医疗等多媒体业务系统，这样的系 统即使在美国要推广也非易事，没有业务很难使网络壮大，没有足够大的网络业 务也很难高速发展，这使得多媒体业务和a t m 网络都没能获得高速发展。 因而，在传统的互联网上，要发展多媒体业务简直是天方夜谭，但是随着宽 带网络的兴起，多媒体业务的发展的到了一个崭新的舞台。宽带网络上的多媒体 业务的应用领域非常广，主要包括视频服务、信息检索、远程教育、远程医疗、 娱乐、办公室自动化等。 1 ) v o d 服务 v o d 即视频点播，意思是“各取所需节目”。即观众想看什么节目，就可 浙江大学颂二i 二学位论文 以通过网络点播什么节目，并可以控制节目的播放。 2 1 电视电话 电视电话使人们在通话的同时可以看到对方。实际上目前包括我国在内的许 多国家已经有了部分电视电话业务，随着信息高速公路的兴建，高速、宽带的多 媒体信息网络将使电视电话的普及成为可能。 3 1 电视会议 这项技术使人们虽然相距千里也可模拟在同一地点丌会、讨论问题，既节省 了大量差旅费，又节约了时间。如果电视会议技术达到实用化，其市场规模将相 当巨大。 4 ) 有线电视 按照美国信息高速公路的设想，可提供5 0 0 多个有线电视节目频道，这样将 有足够的空间容纳多媒体信息服务、咨询以及商业性的娱乐节目，为这一市场提 供广阔的发展空间。 5 1 家庭购物 人们可以在家中坐在舒适的沙发上，通过计算机购买全国各地甚至国外的商 品，在选择商品的同时还可与货主“面对面”侃价。 6 ) 远程教学 学生可不必到学校上课，老师通过计算机授课，学生在家中通过计算机学习 并完成作业，还可与老师“面对面”讨论问题。这种方式相当于创建了一个虚拟教 室，它能提供实时的交互功能，还能提供电子白板之类的多媒体教学工具，更利于 老师和学生的双向交流。 7 1 远程医疗 医生通过计算机可为千里之外的病人治病。它首先要能对病历进行多媒体的 文档管理，其次还要能够通过多媒体网络共享医学专家和先进的医疗设备。远程 医疗对网络的性能要求很高，例如一个儿童的c t 脑切片的信息容量是5 0 m b ，用 通常的网络来传输需要5 2 0 分钟的时间，如果使用高速多媒体网络，也许只要 几秒钟。 8 1 家庭办公 职员可在家中上班，既节省上班路上的时问，又可避免城市交通拥挤。 浙江大学硕：l 学位论文 9 1 数据库 电视台、报社、图书馆、银行等公共服务行业都可建立大型的计算机数据库， 成为信息服务中心，个人在家中可以随时查阅各种新闻报道、各种图书资料和商 业信息。 1 3 服务平台的提出 1 3 1 服务平台的提出 宽带网络的发展与宽带网络上的多媒体业务的发展是息息相关的，可以说它 们是一个整体，不可偏废，应该齐头并进。 多媒体业务的发展离不开宽带网络，宽带网络是多媒体业务的载体，离开了 宽带网络，多媒体业务就无法开展。同样的，发展宽带网络不能忽视基于宽带网 络的多媒体业务的建设和发展。用户真正需要的是服务，就像是电视，如果没有 精彩的节目，你的电视机再清晰再漂亮又有什么用呢。如果多媒体业务没有得到 长足的发展，宽带网络上的内容寥寥无几，许多用户就认为用宽带网络不过是上 网的速度提高了，其它同上窄带网没有什么太大的分别，为此再付使用费实在不 划算，自然对宽带网不会有什么兴趣，导致了用户使用的积极性不高，宽带接入 的开通率不足。宽带网络的用户发展出现问题，运营商先期投入的巨额资金得不 到回收，自然又会影响宽带网络的进一步建设和发展。其实目前我们国内宽带网 络的发展就碰到这个问题。用户接入率不高是国内宽带网络发展受阻的主要因素 之一，其原因就是宽带内容发展落后于宽带建设，难以吸引用户形成规模效应， 这成为阻碍宽带发展的一个“瓶颈”。因此，发展宽带“两手都要硬”，一手发展 宽带内容，一手发展宽带用户。而发展宽带用户，关键在于为用户提供适合大众 口味的宽带内容。所以，宽带内容( 多媒体业务) 建设是宽带能否兴起的决定性 因素。 宽带业务提供商( s e r v i c ep r o v i d e r ) 在提供多媒体业务时，需要大量的节目 内容、不同的业务种类来满足不同消费者的需要。希望以种类繁多的业务类型、 丰富多彩的内容、灵活多样的计费方式和方便安全的付费手段，吸引广大的用户， 打开成功的宽带商业模式，达成宽带发展的良性循环。 【1 2 l 浙江大学硕士学位论文 而现在宽带业务提供商要发展业务时有诸多的不便，比如提供商原来已经有 远程教育的业务在经营，当发展一个新业务，比如v o d ( 视频点播) 时，他就 有了两套完全不关联的系统，它们有各自不同的用户管理系统，不同的认证系统， 不同的计费系统。这给宽带业务提供商的运营和管理、以及发展用户带来了极大 的不便。这就会阻碍宽带业务的发展，甚至对宽带网络的发展不利。 针对宽带业务提供商的需求和宽带网络的发展趋势，我们提出了宽带网络多 媒体业务服务平台的概念。 我们希望为业务提供商建立一个统一的服务平台，来对宽带网络上的多媒体 业务提供有力的支持，一个业务提供商的业务都集成在这个平台之上，各项业务 拥有统一用户管理和认证系统，统一计费系统，而且提供了对各项业务的统一调 度、控制和优化。宽带业务提供商能够很方便的发展业务，在平台上组建一个新 的业务并无缝地集成在平台中，而且是的宽带业务提供商的日常管理变得统一和 简单，同时也给用户提供了一个统一的、个性化的服务界面，方便了用户的使用。 1 3 2 服务平台的意义 服务平台为宽带业务提供商提供一个统一的平台，网络服务商可以在这个平 台上轻松地组建自己的各种宽带多媒体业务。宽带网络多媒体业务服务平台的提 出，将给宽带业务提供商带来很大的方便，有助于其业务的运营和发展，进而对 宽带网络的发展产生积极的作用。 服务平台给宽带业务提供商带来了商机，同时也为用户带来了便利。有了这 个服务平台，能够帮助各种多媒体业务的顺利开展和发展用户，宽带上的很多多 媒体业务就可以顺利地进入商业运营阶段，宽带业务提供商就可以得到回报。宽 带内容应用上去了，自然宽带网络的发展就能进入盈利状态。 浙江大学预一i j 学位论文 第二章服务平台的体系结构 2 1 服务平台的概念 2 1 1 服务平台的基本思想 宽带业务提供商为宽带网络的用户提供各种各样的服务，宽带业务提供商的 经营状况将影响到宽带网络的生存与发展，宽带业务提供商所面临的最大的挑战 就是当前的网络和商业基础不能有效的支撑新的增值服务。从硬件和软件的角度 来看，大多数宽带业务提供商都需要一个更有效的、不同于传统的方式来支持特 定的业务。目前，硬件方面应该说已经解决或者正在解决，宽带网络的建设从硬 件上为其提供了保障，而软件上，做得远远不够。软件方面成了制约宽带业务提 供商发展的一个重要问题。宽带业务提供商们在现在的网络架构和商业模式下， 很难开展一个新的服务业务，新业务即使能够得到用户的青睐，但是新业务的建 立、以及对业务的管理、运营，乃至到用户的收费都存在很大的不便和问题。其 实，我们可以看到，为了提供个性化的多媒体业务和内容，业务提供商需要一个 基础的服务平台，使他们可以做到： 有效管理各种业务的用户。 能够方便、快速地推出新的业务。 支持以消费者为中心的商业模式。 有效、可靠地管理业务。 我们的服务平台满足了这些需要，有了这个服务平台，业务提供商可以在宽 带网上很方便地推出新业务，管理整个服务业务，有效地进行服务支撑，并配以 灵活的计费模型。整个平台包括： 强大的用户管理。 可以做到有效的管理各种业务的注册用户。 有效的内容管理和调度。 能够有效的管理各种业务的内容和对不同的业务进行综合的调度，以优 化其整个业务提供网络的性能，提高业务提供的可靠性。 浙江大学颀f 。学位论文 灵活的计费管理。 灵活的计费方式使得宽带业务提供商有更多的计费选择方案，建立以消 费者为中心的商业模式，按个人使用情况付费。 可靠性和可扩展性。 整个平台是可靠的，将业务组建在我们的服务平台上，并不会对原来的 业务造成任何伤害，是可靠的，有保障的。而且，服务平台是可扩展的，其 整个体系结构相当开放，具有很好的可扩展性，能够适应新的发展，如果需 要，可以很方便地增加新的功能。 2 1 3 服务平台的功能 我们希望为业务提供商建立一个统一的服务平台，来对宽带网络上的多媒体 业务提供有力的支持，一个业务提供商的业务都集成在这个平台之上，各项业务 拥有统一用户管理和认证系统，统一计费系统，而且提供了对各项业务的统一调 度、控制和优化。宽带业务提供商能够很方便的发展业务，在平台上组建一个新 的业务并无缝地集成在平台中，而且是的宽带业务提供商的日常管理变得统一和 简单，同时也给用户提供了一个统一的、个性化的服务界面，方便了用户的使用。 平台系统涵盖使用者身份验证、服务的控制、服务的调配与优化、服务计费 等，协助宽带服务商统计服务使用率、进行计费，以及建立、增加和传输新的增 值服务，例如视频点播( v o d ) 、虚拟漫游、远程教育服务等。再者，平台可适用 多种不同的付费方法，例如预付、定额月费和流量计费等，让网络服务商可以针 对客户需求提供定价模型，并且拥有充分的灵活性。 系统的具体功能如下： 1 对各种服务使用者的身份进行统一的验证和管理。 2 对各种服务的用户使用情况进行监视和记录。 3 对各个服务器的运行状况进行监控、对服务器的负载进行均衡。 4 对各种服务的服务日志进行统计分析和数据挖掘。 5 平台系统提供多种计费方法和灵活的资费策略。 6 简洁、方便、集成的日常服务统一管理。 浙江大学硕0 。学位论文 2 2 服务平台模型 2 2 1 服务平台的模型总体介绍 服务平台的总体模型如图2 1 所示。 甩户甩户甩户 圃- 糊 认证服务管理日志 s e r v e rs e r v e rs e r v e r 业务业务 图2 1 服务平台总体模型 在模型中，我们可以看到，整个结构分为三层，上面是宽带网络用户，中间 是服务网络，下面是各种多媒体业务。 上面一层是宽带网络用户。宽带网络是一个载体，各个用户连接到网络上来， 用户在宽带网络上访问业务提供商所提供的业务，就是通过宽带网络和宽带业务 提供商联系起来。用户的接入速率都是足够大的。 中间一层是服务网络。其包括各种s e r v e r ，这些s e r v e r 只是我们逻辑上来进 行区分的不同的功能服务部分，不一定是物理上一对一地对应独立的服务器。为 什么称为服务网络( s e r v e r n e t w o r k s ) 呢? 因为从结构上说，这些s e r v e r 组成的 浙江大学硕士学位论文 集合是一个网络架构，是为实现服务平台各种功能而搭建的一个服务网络，各个 s e r v e r 组合起来达到我们的服务目的。这一服务网络包括认证s e r v e r 、服务管理 s e r v e r 、目志s e r v e r ，这些s e r v e r 之间相互独立，是不同的各个部分，同时又彼 此协作，是一个有机结合的整体。服务管理s e r v e r 的功能是对用户的服务请求 进行分发、管理，同时对各种业务进行调度。认证s e r v e r 的功能是实现对用户 的认证，验证用户的合法性，以及检查用户与服务相关的权限，确认用户是否为 某个业务的注册用户，是否有权享受该项业务的服务。日志s e r v e r 的功能是在 用户访问业务以及各项消费的情况记录下来，同时将网络和应用中的一些必要的 相关信息记录下来，作为以后系统管理和用户计费的原始依据。 服务网络具有良好的封装性和可扩展性的特点。服务网络中的各个s e r v e r 相 互独立又相互协作、有机结合。作为处于中间的一层，其和上、下两层发生联系 的接口简单且统一，只有服务管理s e r v e r 和外界发生联系，其他的s e r v e r 都通 过服务管理s e r v e r 与外界间接地发生关系，这样，整个服务网络就具有很好的 封装性。同时这样的结构也具有较强的可扩展性。我们在服务网络中增加功能时， 只要添加一个具有相应功能的s e r v e r 到服务网络中，然后其与上、下两层的联 系如果有，只要在对服务管理s e r v e r 进行改造就好了。 下面一层是各种多媒体业务。这些业务组建在服务网络之上，提供服务的是 这些多媒体业务，而服务网络为这些业务提供了一个良好的环境，主要是服务和 管理。多媒体业务主要包括v o d ( 视频点播) 业务、广播业务、虚拟漫游、交 互游戏等等。 2 2 2 服务平台模型中的数据流的流向 在服务平台的运行时，用户请求一个业务的服务时的整个过程，其在网络中 的数据流大致流经了以下这样的路径( 如图2 2 所示) 。通过对这个数据流轨迹 的跟踪，我们可以对整个服务平台有一个更为深入的认识。 1 ) 用户连接到服务管理s e r v e r 。 首先，用户先建立一个到宽带业务提供商所提供的业务的连接，就像打电话 一样，要先建一个连接线路才能通话。通过宽带网络，用户连接到业务提供商的 服务管理s e r v e r ( 如图中所示) 。 浙江大学硕士学位论文 2 ) 服务管理s e r v e r 进行认证用户。 服务管理s e r v e r 将用户信息提交给认证s e r v e r 来认证( 如图中所示) ，认 证s e r v e r 进行认证处理之后，将结果回送给服务管理s e r v e r ( 如图中所示) ， 然后再将认证的结果返回给用户( 如图中所示) 。如果用户通过了认证，就进 行用户的相关服务配置。如果用户没有通过认证，则不提供任何服务。 民产甩户蹋p 广播业务v o d 业务虚拟漫游 在线游戏 业务业务 图2 2 模型中的数据流向 3 ) 用户请求服务。 如果是通过了认证的合法用户，用户对一个业务提出请求，这个请求就提交 给服务管理s e r v e r ( 如图中所示) ，服务管理s e r v e r 就将请求进行相应的检 查，检查用户是否拥有与其请求相应的权限。这个检查也是要到认证s e r v e r 上 来进行的( 如图中、所示) 。 4 ) 拒绝服务。 如果检查不合法，就返回提示给用户拒绝用户的服务，建议用户先定制相关 的服务( 如图中所示) 。 浙江大学硕。l 学位论文 5 ) 提供服务。 如果检查合法，就将请求转发给相应的业务服务器( 如图中所示) ，业务服 务器自然会对用户的请求做出回应( 如图中所示) 。 6 ) 日志、计费处理。 记录用户的使用情况以及系统相关的操作，并且进行计费，这些工作由日志 s e r v e r 来实现( 如图中1 1 、1 2 所示) 。 2 3 服务平台的体系结构 2 3 i 服务平台的体系结构 服务平台采用c l i e n t s e r v e r ( 客户机朋务器) 的结构，整个体系结构如图2 3 所示。 多媒体业务 图2 3 服务平台体系结构 浙江大学硕：l 学位论文 平台包括服务端和客户端两个部分。平台客户端是提供给平台用户的接口部 分。是平台系统与用户打交道的部分，是与用户直接相关的部分。用户的所有请 求和交互，都是通过平台的客户端传递进来的。平台服务端是与客户端相对应的 部分，服务端包括了以下几个模块：客户响应模块、认证模块、访问控制模块、 负载均衡模块、状态监视模块、曰志生成模块。这几个模块各自独立，又相互协 作，共同构筑服务平台，实现对各种业务的管理和调度。 平台还包括两个独立的部分：用户管理部分和计费及日志分析部分。用户管 理部分负责对平台用户的管理，是一个独立的用户管理系统。计费及日志分析部 分实现对用户的基于服务的计费，和平台日志的数据分析。这些都是基于平台的 日志来工作的。 平台包括了多个库：平台曰志库、平台信息库、认证中心库。这些库用来存 放平台涉及到的各种数据和信息。 认证中心库是存放用来实现对用户进行认证的相关数据，在用户登录到平台 时需要通过平台的认证，合法的用户才能享受平台的服务，用户对服务平台的限 制资源进行访问时，也需要通过平台的认证，只有拥有相关权限的用户才能够进 行相关的操作。服务平台的认证中心库就存放了用户的一些基本账号信息以及用 户的各种服务权限。 平台日志库中存放的是平台中的各种同志，这些记录着用户访问的情况，完 备的日志为平台的管理和监控变得方便，同时这些日志也是对用户计费的基础原 始数据。而且，这些原始目志为数据分析提供了机会，通过对这些日志的分析， 可以挖掘出用户的一些特性。为经营者提供良好的参考资料。 平台信息库中存放平台控制与运行的一些信息，比如各个服务器的状态信息 等，这些信息是实时采集的，不断更新的，平台的一些策略信息也存放在信息库 中，这些信息将影响平台的运行。 下面来介绍服务平台体系结构中的各个模块。 2 3 2 各个模块的功能 1 ) 客户响应模块 客户响应模块是服务器端和客户端通讯的接口，也是唯一的接口，所有服务 2 0 1 浙江大学硕i 学位论文 器端和客户端之间的交互都要通过客户响应模块进行。 客户响应模块在下行过程中接收来自客户端的各种请求和命令，传递给服务 端的其他模块来处理，在上行过程中接收来自服务端其他模块的处理结果，传送 给客户端。 将这个模块独立出来，使得平台的客户端和服务器端的联系变得简单、统一， 而且系统的扩展也变得方便和有条理。 2 ) 用户认证模块 用户认证模块的目标是建立一个平台认证中心，将各种服务的用户认证统一 起来，由这个中心对各种服务使用者的身份进行验证。实现宽带多媒体服务管理 平台的用户认证和用户授权机制。 用户访问服务前，必须先登录服务平台并通过认证中心的身份认证。通过认 证后，用户便可访问得到授权的服务。由服务平台将授权用户的服务请求转发给 多媒体业务服务器，然后由多媒体业务服务器来响应用户的请求。 用户认证模块实现对用户和服务的管理，由系统管理员进行用户和服务的管 理，包括用户添加、修改和删除，服务添加、修改和删除，