IPTV机顶盒的智能化配置和维护方案介绍【详解】

IPTV机顶盒智能配置和维护方案设计

IPTV接收终端，即IPTV机顶盒，是IPTV系统的关键设备之一。其主要功能包括:支持局域网或xDSL网络传输、接收和处理IP数据和视频流；支持H.264、MPEG-2、MPEG-4、WMV、Real等视频解码；支持相应的CA技术；支持HTML网页浏览和在线游戏等。

由于机顶盒硬件资源有限，其 *** 作系统一般采用WINCE、嵌入式Linux、RTOS等嵌入式 *** 作系统。

由于IPTV是基于网络传输的，机顶盒作为网络接入设备，在使用前要设置好IP地址、网关等网络参数。如果在实际项目中采用手动设置， *** 作人员的人力成本会大大增加，未来的维护成本也会相应增加。因此，在IPTV机顶盒的设计中，要考虑即插即用功能，即自动配置。

基于以上情况，本文设计了一种可以通过网络管理和配置机顶盒的网络解决方案。该方案基于TCP/IP协议族中的引导协议(BOOTP)。网络服务器用于自动配置机顶盒的网络参数。整个过程无需用户干预，真正实现了即插即用的功能。配合通用机顶盒设计，还能实现机顶盒视频解码等程序的自动升级；用户机顶盒的监控和维护只需要在远程服务器上进行。

总体方案设计

管理模式的选择与设计

客户端&mdash客户机-服务器模式的优点之一是它的巨大灵活性。采用客户&mdash服务器模式后网络节点的设置可以通过设置服务器端来实现，因此可以满足不同类型节点和不同环境的需求。为了完成机顶盒的网络自动配置，在IPTV底层网络上设置启动配置服务器。机顶盒上电自检后，通过固化在ROM中的登录程序登录启动配置服务器，完成相关参数的配置，从服务器获取相关设置后开始工作。

服务器类型和协议选择

该方案采用BOOTP服务器及其协议进行管理和配置。BOOTP和RARP(反向地址解析协议)是TCP/IP协议族中的两个协议，都采用了客户端&mdash可以实现服务器模式，可以实现现场设备IP地址的网络管理和配置。但与RARP相比，BOOTP具有以下优势:(1)可以获取节点启动所需的全部信息，功能比RARP强大得多。(2)基于UDP，易于实现，可移植性好，无需直接与硬件打交道。(3)BOOTP服务器是作为应用程序存在的，与RARP服务器在内核中的存在方式不同。它的优点是容易修改和移植，而RARP内核服务器很难修改和移植。(4)协议传输效率高，交换的信息量大，可以充分利用硬件能力。(5)RARP每次只交换一个IP地址，而BOOTP报文除了交换IP地址外，还可以提供网关IP、服务器主机名和128字节引导文件名。

基于以上分析，选择BOOTP来实现机顶盒的网络配置管理。

BOOTP消息格式、传输和配置过程

BOOTP消息格式

BOOTP最早出现在Unix系统中，负责Unix终端的远程启动。直到现在，它仍然是Unix和Linux系统中最常用的方法。BOOTP协议中有两种消息:BOOTP请求和BOOTP响应。为了尽可能简化BOOTP的实现，BOOTP消息的每个域都是定长域，两种消息格式完全相同。

BOOTP配置流程

(1)当ROM芯片中的BOOTP引导代码启动客户端时(此时客户端没有ip地址)，以IP地址为0.0.0的广播形式向网络发送查询请求，请求中包含客户端网卡的MAC地址。(2)2)BOOTP服务器接收请求帧，根据帧中MAC地址在BOOTPTAB中查找MAC记录，并发送信息(客户端IP、服务器地址、网关IP和启动文件名等。)以发现的形式回到客户端。(3)客户端读取FOUND中的信息，然后通过TFTP(平凡文件传输协议)服务器下载所需的启动配置文件，并将该文件模拟成工作站内存中的一个磁盘，并从该模拟磁盘启动。

基于BOOTP的机顶盒管理方案的实现

服务器的配置

(1)在IPTV底层网络(蜂窝网络)中设置BOOTP服务器。BOOTP支持多台服务器同时工作，客户可以指定服务器为其服务(通过在BOOTP请求中填写服务器的IP地址)。如果一个社区网络中有很多机顶盒，可以设置多台服务器来增加网络的可靠性。

(2)配置2)BOOTPTAB表。在BOOTPTAB表中建立终端设备的MAC地址、IP地址和对应的启动配置文件表。机顶盒IP地址的未来维护可以在BOOTP表中完成。

(3)启动配置文件由TFTP下载。TFTP是一种简化的文件传输协议，简短实用，可以存储在ROM中，对终端设备要求低，易于实现。FTP虽然功能强大，但由于协议复杂，硬件要求高，对于机顶盒来说并不实用。

机顶盒自动登录的实现

只有在机顶盒的ROM中加入BOOTP启动代码，机顶盒才能自动登录服务器。

该方案将服务器引入机顶盒的网管配置后，虽然会增加IPTV网络初期建设中服务器的成本，但是机顶盒是通过联网无盘启动的，不需要安装启动配置文件，可以节省机顶盒的硬件资源，降低机顶盒的成本。总体来说，初期建设成本增加不多。