基于SOA的廣電綜合接入網(wǎng)關(guān)(IAG)的設(shè)計

引言

在三網(wǎng)融合的背景下，電信和廣電運營商誰能快捷地提供業(yè)務(wù)，誰能實現(xiàn)差異化運營和精確化管理，誰就能在競爭中取得優(yōu)勢地位。在傳統(tǒng)的廣電增值業(yè)務(wù)模式中，業(yè)務(wù)開發(fā)是一種“垂直型”模式，業(yè)務(wù)與下層網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合。當(dāng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)越來越多時，投資和管理費用也越來越多；同時業(yè)務(wù)能力的開放性和重用性較差，數(shù)據(jù)中存在很多冗余，多種業(yè)務(wù)的組合困難，容易造成重復(fù)建設(shè)并影響業(yè)務(wù)推出的周期，難以實現(xiàn)業(yè)務(wù)的差異化，不適應(yīng)融合業(yè)務(wù)的運營需求。

江蘇有線云媒體電視在廣電行業(yè)創(chuàng)新地引入面向服務(wù)架構(gòu)(ServiceOrientedArchitecture，SOA)理念，通過包裝業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)能力開放,通過調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)能力組裝新的應(yīng)用，同時通過標(biāo)準(zhǔn)接口的交互大大簡化業(yè)務(wù)的運營。云媒體電視統(tǒng)一業(yè)務(wù)管理平臺以基于SOA建設(shè)的綜合接入網(wǎng)關(guān)(IAG)為核心，能夠屏蔽底層不同網(wǎng)絡(luò)和不同協(xié)議的差異性，提供可重構(gòu)的開放能力，快速生成應(yīng)用；更重要的是，能夠協(xié)調(diào)各類能力的關(guān)系，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的互操作協(xié)議有效地提供和管理各類應(yīng)用。

1SOA理念

SOA中的服務(wù)定義為已注冊的、可以被重用的基本功能單元。服務(wù)之間相互獨立，服務(wù)對外提供標(biāo)準(zhǔn)的接口供調(diào)用和管理。SOA的主要特性是可重用、松耦合和標(biāo)準(zhǔn)化接口，換言之，SOA的理念是共享可重用的服務(wù)構(gòu)件，整合和集成共同的支撐單元和流程要求，通過松耦合的方式組裝和提供服務(wù)。也就是說，可以把已有的應(yīng)用作為服務(wù)構(gòu)件，按照模塊化的方式來添加新服務(wù)或更新現(xiàn)有服務(wù)。SOA要求能力構(gòu)件或數(shù)據(jù)之間是相互獨立的，基本沒有冗余：服務(wù)流程和能力構(gòu)件是分離的，從而體現(xiàn)松耦合的特點。

一個符合SOA思想的應(yīng)用系統(tǒng)的組成元素包括SOA基礎(chǔ)技術(shù)平臺、實現(xiàn)業(yè)務(wù)功能的業(yè)務(wù)服務(wù)、各種已經(jīng)存在的應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源、使用各種業(yè)務(wù)服務(wù)的服務(wù)消費者(應(yīng)用程序)，以及建立SOA應(yīng)用系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)運行的輔助工具集,當(dāng)然，還需要有建設(shè)、使用和維護這些系統(tǒng)的各類人員。圖1給出了SOA應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

圖1  SOA應(yīng)用系統(tǒng)

SOA參考架構(gòu)是整個SOA應(yīng)用系統(tǒng)的核心，由基礎(chǔ)技術(shù)平臺和輔助工具組成。在SOA應(yīng)用系統(tǒng)中還包括已存在的應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)資源，統(tǒng)稱為資源。這些資源通過基礎(chǔ)技術(shù)平臺接入，展現(xiàn)為業(yè)務(wù)服務(wù)供其它應(yīng)用或服務(wù)使用，也可以使用其它應(yīng)用服務(wù)。在SOA應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用服務(wù)在基礎(chǔ)技術(shù)平臺的支撐下運行，應(yīng)用服務(wù)可以是業(yè)務(wù)服務(wù)的提供者，也可以是業(yè)務(wù)服務(wù)消費者，應(yīng)用服務(wù)可以是新編寫的程序，也可以是若干服務(wù)的組合。幾個SOA應(yīng)用系統(tǒng)也可以互相協(xié)作進行數(shù)據(jù)交換或?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)服務(wù)的互相調(diào)用。

2云媒體電視綜合接入網(wǎng)關(guān)(IAG)的系統(tǒng)設(shè)計

傳統(tǒng)廣電的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)是一種相對封閉的縱向架構(gòu)，各種資源無法有效地協(xié)調(diào)，并且無法提供開放能力。針對全業(yè)務(wù)的運營需求，江蘇有線新建的云媒體電視統(tǒng)一業(yè)務(wù)管理平臺是一個水平型的綜合業(yè)務(wù)管理平臺，其中的IAG貫穿了SOA架構(gòu)理念，是廣電全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)業(yè)務(wù)統(tǒng)一接入和服務(wù)器質(zhì)量監(jiān)控的功能實體。IAG使廣電運營商能夠開放廣電網(wǎng)絡(luò)資源，并控制對網(wǎng)絡(luò)資源的使用；為CP/SP屏蔽底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)復(fù)雜性，提供統(tǒng)一業(yè)務(wù)開發(fā)環(huán)境。這樣的業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)允許獨立的軟件廠商利用開放的網(wǎng)絡(luò)能力和資源靈活地開發(fā)業(yè)務(wù)控制邏輯，為應(yīng)用提供更為豐富的業(yè)務(wù)能力。而且一個應(yīng)用可以使用來自多種網(wǎng)絡(luò)(廣電、電信和互聯(lián)網(wǎng))的能力，形成融合的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

2.1IAG總體架構(gòu)

在廣電業(yè)務(wù)開放網(wǎng)絡(luò)中，IAG作為云媒體電視統(tǒng)一業(yè)務(wù)管理平臺的一部分，其開放的業(yè)務(wù)能力可以隨著承載網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能力的增加而增加，而IAG的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將保持不變。圖2所示是一個綜合接入網(wǎng)關(guān)(IAG)的內(nèi)部設(shè)計圖。

圖2  云媒體電視綜合接入網(wǎng)關(guān)(IAG)內(nèi)部設(shè)計圖

IAG模塊從邏輯上可以劃分為業(yè)務(wù)暴露層(SEL)、IAG管理功能層、業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行環(huán)境(SOL)、統(tǒng)一會話管理(USM)、統(tǒng)一資源管理(URM)、協(xié)議適配層(NAL)等幾大功能模塊。

2.2IAG內(nèi)部模塊設(shè)計

（1）業(yè)務(wù)暴露層(SEL)。業(yè)務(wù)暴露層是外部應(yīng)用(包含第三方/自營應(yīng)用和統(tǒng)一門戶)訪問能力平臺，是調(diào)用其開放能力的唯一入口。在系統(tǒng)架構(gòu)上，位于接入層。業(yè)務(wù)暴露層的主要功能包含開放的HTTP/HTTPS端口、外部訪問的安全控制、向CP/SP開放WEBSERVICE和WEB2.0接口等。

（2）管理功能層。管理功能層主要是管理業(yè)務(wù)能力的生命周期，完成CP/SP接入認(rèn)證以及業(yè)務(wù)能力授權(quán)檢查、黑名單、可信任接入，此外還包括SLA管理等。

（3）業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行環(huán)境(SOL)。業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行環(huán)境用于為綜合接入網(wǎng)關(guān)的能力和應(yīng)用提供統(tǒng)一的執(zhí)行環(huán)境，能夠支持業(yè)務(wù)的快速開發(fā)和部署。其特點就是真正地融合廣電能力、互聯(lián)網(wǎng)能力和電信能力。

（4）統(tǒng)一會話管理(USM)。統(tǒng)一會話管理用于完成終端與服務(wù)端之間的會話建立、維持和釋放，其目的是為了請求使用服務(wù)端資源，保持服務(wù)端資源的使用和釋放對服務(wù)端資源的使用。

（5）統(tǒng)一資源管理(URM)。統(tǒng)一資源管理可實現(xiàn)各類業(yè)務(wù)能力資源使用的管理。其功能包括對推流系統(tǒng)存儲能力、推流能力、IPQAM帶寬資源、IP地址資源、網(wǎng)絡(luò)帶寬資源等進行管理，同時可處理其他系統(tǒng)對這些資源的申請和分配。

（6）協(xié)議適配層(NAL)。網(wǎng)絡(luò)接入層的主要功能是將能力設(shè)備開放的協(xié)議對接到相應(yīng)的能力設(shè)備，從而實現(xiàn)對能力部件的管理和利用。協(xié)議適配層同時可實現(xiàn)RTSP、SSP、LSCP、DVB、SIP、HTTP、XMPP、PAP2、SMPP、MM7等協(xié)議的轉(zhuǎn)換。

2.3IAG工作流程

IAG工作流程如圖3所示。

圖3IAG工作流程說明

圖3所示是IAG工作流程說明。其中，業(yè)務(wù)管理模塊(SME)可完成用戶訂購關(guān)系認(rèn)證、鑒權(quán)和計費；綜合接入網(wǎng)關(guān)(IAG)完成業(yè)務(wù)接入，接入鑒權(quán)，SLA控制，業(yè)務(wù)路由，觸發(fā)到SME鑒權(quán)，協(xié)議轉(zhuǎn)換及發(fā)送;業(yè)務(wù)引擎(SE)主要完成業(yè)務(wù)處理。

2.4IAG已封裝能力

江蘇有線綜合接入網(wǎng)關(guān)(IAG)已封裝的能力分為能力和支撐兩大類。

能力類包括12項能力服務(wù)，具體為短信能力服務(wù)、視頻流推送能力服務(wù)、信息與應(yīng)用業(yè)務(wù)能力(IMS)、圖文發(fā)布能力服務(wù)、語音朗讀能力服務(wù)、地圖能力服務(wù)、EPG發(fā)布能力服務(wù)、IP流推送能力服務(wù)、編轉(zhuǎn)碼能力服務(wù)、綠色數(shù)據(jù)能力服務(wù)、直播能力服務(wù)、廣告發(fā)布能力。

支撐類包括18項支撐服務(wù)，具體為業(yè)務(wù)注冊服務(wù)、業(yè)務(wù)分發(fā)服務(wù)、業(yè)務(wù)在線訂購服務(wù)、業(yè)務(wù)退訂服務(wù)、業(yè)務(wù)支付服務(wù)、業(yè)務(wù)認(rèn)證服務(wù)、業(yè)務(wù)鑒權(quán)服務(wù)、用戶信息管理服務(wù)、SP/CP注冊服務(wù)、SP/CP結(jié)算服務(wù)、能力簽約服務(wù)、內(nèi)容上載服務(wù)、內(nèi)容發(fā)布服務(wù)、內(nèi)容下架服務(wù)、門戶跳轉(zhuǎn)服務(wù)、積分充值服務(wù)、SP/CP詳單查詢服務(wù)、數(shù)據(jù)開放服務(wù)等。

3SOA在IAG中的應(yīng)用

為了實現(xiàn)精確化運營，對不同的QoS或SLA，需要實現(xiàn)不同的資源配置流程，IAG利用SOA來實現(xiàn)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)的靈活和快速性。

SOA的思路在全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用，從技術(shù)角度上看，其重點是要關(guān)注服務(wù)構(gòu)造和流程組織兩方面；不管是服務(wù)，還是流程組織，在實現(xiàn)上都是邏輯的概念，可以有不同的層次,裝備在不同的設(shè)備或模塊。

3.1 服務(wù)的構(gòu)造

在全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，基于SOA的所有業(yè)務(wù)功能都被封裝在一些功能模塊中。利用這些封裝好的功能模塊，可以組裝、構(gòu)建所需要的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這些功能模塊就是SOA中的不同服務(wù)，但服務(wù)不限于這些業(yè)務(wù)功能模塊，還包括數(shù)據(jù)、統(tǒng)一的業(yè)務(wù)控制和觸發(fā)機制以及基本管理功能和基本運營支撐功能等?？梢?，其服務(wù)涵蓋了業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)能力層、業(yè)務(wù)控制層的基本能力和業(yè)務(wù)開放層、業(yè)務(wù)管理層的部分功能。

服務(wù)要實現(xiàn)其可重構(gòu)性，需要減少它們之間的關(guān)聯(lián)度,盡可能減少重復(fù)的部分，實現(xiàn)統(tǒng)一操作；同時要實現(xiàn)與具體承載方式、接入方式的無關(guān)性，并脫離具體的應(yīng)用系統(tǒng)。

服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化是可重構(gòu)的基本要求。標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)的提供要實現(xiàn)業(yè)務(wù)能力的映射和標(biāo)準(zhǔn)化封裝，以屏蔽底層的復(fù)雜性和差異性。對網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的能力進行抽象和封裝的功能，主要由IAG來實現(xiàn)。

松散耦合的實現(xiàn)大都依靠基于消息的標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)接口。WebService是一個最主要的標(biāo)準(zhǔn)?；谙⒌慕涌谀軌蚣嫒荻喾N傳輸方式，并且可以采用同步或異步協(xié)議來實現(xiàn)。

3.2流程組織

流程組織體現(xiàn)在業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的各個層次。首先，它不同于軟件開發(fā)的細粒度構(gòu)件?？紤]到能力調(diào)用的統(tǒng)計性能，業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中可重構(gòu)的業(yè)務(wù)功能模塊往往是粗粒度的，可以直接提供一項特定的業(yè)務(wù)功能，以提高業(yè)務(wù)的性能。從SOA的角度看，業(yè)務(wù)服務(wù)器其實已經(jīng)是一個服務(wù)流程組織的實體，只是需要通過標(biāo)準(zhǔn)的接口實現(xiàn)交互，同時通過策略流程來調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)安全性和QoS,以便提供運營意義上的應(yīng)用服務(wù)。其次，IAG除了可以提供標(biāo)準(zhǔn)化的能力接口來供新業(yè)務(wù)生成時調(diào)用外，同樣也可以部署流程組織功能，并提供代理服務(wù),以提供組合能力開放。

4結(jié)語

基于SOA架構(gòu)的IAG采用統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的API編程接口，第三方應(yīng)用通過調(diào)用此接口可以方便地訪問廣電及其他網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)，也可以迅速開發(fā)各種融合業(yè)務(wù)。

通過IAG能力域的支持，能夠很方便地兼容新增加的能力部件，并支持多種網(wǎng)絡(luò)，包括各種日新月異的接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以使得運營商的業(yè)務(wù)層架構(gòu)符合未來的發(fā)展趨勢。通過IAG以標(biāo)準(zhǔn)接口向第三方進行能力開放，可以充分利用現(xiàn)有廣電網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)等多種應(yīng)用開發(fā)群體，大大豐富增值業(yè)務(wù)的種類，改善用戶體驗。

20210916_614357dd8da3f__基于SOA的廣電綜合接入網(wǎng)關(guān)