IPTV机顶盒的智能化配置和维护方案介绍【详解】 _iptv

IPTV机顶盒的智能化配置和维护方案设计
IPTV接收终端，即IPTV机顶盒，是IPTV系统关键设备之一，其主要功能包括：支持LAN或xDSL网路传输、接收及处理IP数据和视频流;支持H.264、MPEG-2、MPEG-4、WMV和Real等视频解码;支持相应CA技术;支持HTML网页浏览及网路游戏等。
【IPTV机顶盒的智能化配置和维护方案介绍【详解】】由于机顶盒硬件资源有限，其操作系统一般采用WINCE、嵌入式Linux、RTOS等嵌入式操作系统。
由于IPTV基于网络传输，因此作为网络接入设备的机顶盒在使用前应进行IP地址、网关等网络参数的设置。如果在实际工程中采用人工逐台进行设置，会大大增加运营商的人工成本，而且日后的维护费用也会相应增加。因此在IPTV机顶盒的设计中应考虑实现即插即用功能，即实现自动配置。
基于以上情况，本文设计了一种可网络化管理和配置机顶盒的网络解决方案。该方案基于TCP/IP协议簇中的BOOTP(BOOT strapping Protocol)协议实现，利用网络服务器实现机顶盒网络参数的自动配置，整个过程无需用户干预，真正实现即插即用功能;配合通用的机顶盒设计，还可实现机顶盒视频解码等程序的自动升级;对用户机顶盒的监控和维护只需在远程服务器上进行。
总体方案设计
管理模式选择与设计
客户服务器模式(client-server model)的优点之一是具有很大的灵活性。采用客户服务器模式后对网络节点的设置均可通过对服务器端的设置来实现，因而能适应不同种类和不同环境下节点的需要。为了完成对机顶盒的网络化自动配置，在IPTV底层网络上设置启动配置服务器，机顶盒加电自检后，通过固化在ROM中的登录程序登录启动配置服务器完成相关参数配置，从服务器获得相关设置后开始工作。
服务器类型及协议选择
本方案采用BOOTP服务器及其协议进行管理和配置。BOOTP和RARP(Reverse Address Resolution Protocol)为TCP/IP协议簇中的两个协议，均采用客户服务器模式实现，并且都能实现现场设备IP地址的网络化管理和配置，但相对于RARP来说，BOOTP主要具有以下优点：(1)能为节点获取其启动所需的所有信息，功能比RARP强大得多。(2)基于传输协议UDP实现，不跟硬件直接打交道，易于实现且移植性好。(3)BOOTP服务器是作为一个应用程序而存在的，这与RARP服务器存在于内核中的方式不同，优点是易于修改和移植，而RARP内核服务器的修改和移植都很困难。(4)协议传输效率高，交换信息量大，可以充分利用硬件能力。(5)RARP一次只交换一个IP地址，而BOOTP报文除了可交换IP地址外，还可提供网关IP、服务器主机名及128字节的启动文件名。
基于上述分析，选BOOTP实现机顶盒的网络化配置管理。
BOOTP报文格式、传输及配置过程
BOOTP报文格式
BOOTP最早出现在Unix系统中，负责Unix终端的远程启动，直到目前仍是Unix及之后Linux系统中最常用的方式。BOOTP协议有两种报文：BOOTP请求及BOOTP响应。为尽可能简化BOOTP实现，BOOTP报文各域均为定长域，而且两种报文格式完全相同。
BOOTP配置过程
(1)由ROM芯片中的BOOTP启动代码启动客户机(此时客户机还没有IP地址)，它就用广播形式以IP地址0.0.0.0向网络发查询请求，请求包含客户机网卡MAC地址。(2)BOOTP服务器接收到请求帧，并根据帧中MAC地址在BOOTPTAB中查找这个MAC记录，并将信息(客户机IP、服务器地址、网关IP及启动文件名等)以FOUND的形式发回客户机。(3)客户机通过读取FOUND中的信息，再通过TFTP(Trivial File Transfer Protocol)服务器下载所需启动配置文件，并将此文件在工作站内存模拟成磁盘，从这个模拟磁盘启动。
基于BOOTP机顶盒管理方案的实现
服务器的配置
(1)在IPTV底层网络(小区网络)设置BOOTP服务器。BOOTP支持多服务器同时工作，并且可由客户指定为其服务的服务器(通过在BOOTP请求中填入服务器IP地址) 。如果某小区网络中机顶盒较多，可设置多台服务器，以增加网络的可靠性。
(2)BOOTPTAB表的配置。在BOOTPTAB表建立终端设备MAC地址、IP地址及对应的启动配置文件表。对机顶盒IP地址的日后维护可在BOOTP表中进行。
(3)启动配置文件由TFTP下载。TFTP是一种简化的文件传输协议，具有短小实用的特点，可存放在ROM中，对终端设备要求不高，易于实现。FTP虽然功能强大，但协议复杂，对硬件要求高，机顶盒难以满足，因而对机顶盒并不实用。
机顶盒自动登录实现
只需在机顶盒ROM中加入BOOTP启动代码，即可实现机顶盒到服务器的自动登录。
本方案在解决机顶盒的网络化管理配置中引入服务器后，虽然会增加IPTV网络初始建设中服务器的成本，但由于机顶盒采用网络化无盘启动，不用安装启动配置文件，因而可节约机顶盒硬件资源，降低机顶盒成本。综合考虑，初始建设成本增加不多。

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