基于HTTP的IPTV机顶盒自修复机制的改良

曾浩+吴小朋+王敏

一、前言

在互联网和宽带网发展的过程中，出现了网络电视（IPTV），它是互联网业务和传统电视业务融合后产生的新业务。它给消费者带来的是集生活与信息于一体的网络方式。IPTV 将是下一带网络中最重要的业务之一，也是人们信息化生活中的重要组成部分，对 IPTV 机顶盒的研究，可谓意义深远。

在对机顶盒研究的过程中，升级系统是IPTV机顶盒软件系统中较重要的功能模块，升级系统性能的好坏不但直接影响用户对产品的操作使用，也同时影响运营商对IPTV业务的运营和推广。在系统的升级过程中，机顶盒的自修复机制对于保证其稳定性和可靠性至关重要。所谓机顶盒的自修复机制是指机顶盒在升级过程中遇到断电、系统崩溃、出现坏块等异常情况时自我修复系统，从而保证在不需要维护人员参与的情况下，仍能使用户正常体验IPTV业务的机制。

二、研究与分析

通过研究分析，目前用于机顶盒的自修复机制中，大致分為以下几种策略：第一是Flash空间划分大多采取主、备分区的方式，主分区存放包含升级功能和正常业务功能的系统，备份分区用于存放只包含升级功能的系统。这种方式的优点是当机顶盒断电造成工作于主分区的系统崩溃时，从备份分区直接进入升级系统，恢复主系统。而且节省了Flash空间，一定程度上解决了机顶盒升级时断电造成系统崩溃的问题，但是仍然存在不足。如果在对Flash进行多次擦写后备份分区出现坏块导致不可用时，只要断电，整个系统就会崩溃，并且无法自我修复，用户便无法正常体验IPTV业务。第二种是将Flash从逻辑上划分为引导区，升级分区，工作分区和备份分区。将系统引导信息存入引导区，将只具有升级功能的系统存放到升级分区，将包含升级功能和正常业务功能的系统存入工作分区，将升级成功后工作分区中的系统备份放入备份分区。然后重新设计引导加载程序，设计了一套新的自修复机制。其优点是Flash中三个分区的系统构成了一套完整的自修复机制，保证了各种情况下，机顶盒都能够完成自动升级，并且保证了用户能够正常体验IPTV业务；缺点是基于改进Flash划分的新的Boot Loader的框架设计复杂繁琐。第三中就是将Flash划分为引导区、主分区和备份区，其中引导区包括引导加载程序和引导参数，主分区包括升级功能和业务功能，备份区包含升级功能。

综上所述，通过分析研究，本课题采用主备分区的Flash分区方式以及一种断电保护机制。传统的升级是reboot recovery后进入recovery模式，确保/backup分区里存的是最近并且是可以正常升级成功的包。但是，若在刷系统的过程中断电，系统只擦出一半，那么系统将不能启动，也就不会进入/backup，所以需要一种断电保护机制。其中，reboot recovery命令只是让系统从recovery进入，但却不会改变boot env中的值，这种断电保护机制是将boot env中的值设置成包的路径，那么下次检测到这个值还是路径，它就会进入recovery模式，直到升级成功后将env中的值清空。系统进入recovery后，将升级包复制写入/backup分区，设置kt_key 的值为升级路径，然后将升级包写入系统。下图是断电保护机制的流程图。

机顶盒终端启动时，首先将引导区信息载入内存，并根据标志有效性的值判断升级分区，工作分区和备份分区中的系统是否正常。使用中通常包括如下情形：

（1）当判断出主分区中的系统正常时，使用该系统从升级服务器下载升级文件，进行正常的升级，如果升级过程中出现断电情况，则启动断电保护机制，进行升级系统。（2）当判断出主分区中的系统被破坏，而备份分区中的系统正常时，可以使用备份分区中的系统进行升级，如果升级过程中出现断电情况，则启动断电保护机制，进行升级系统。（3）当判断出主分区和升级分区中的系统都被破坏时，将系统恢复到被破坏之前的使用状态，保证用户的正常使用。

三、总结

从以上三种情况中可以看出，Flash中两个分区的系统以及一种断电保护机制构成了一套完整的自修复机制，保证了各种情况下，机顶盒都能够完成自动升级，并且保证了用户总能够正常体验IPTV业务，因此该自我修复机制具有高可靠性和高稳定性。通过对机顶盒正常升级时断电，恢复供电后，查看系统能否正常开启，能否重新升级，重新升级后，检查机顶盒配置页面中参数是否改变。测试结果表明，本升级方案很好地解决了机顶盒自我修复问题，同时广大用户对使用效果反映良好。

参 考 文 献

[1]冯忠信，陈光等.机顶盒Flash分区信息丢失故障分析.中国有线电视，2011年09期

[2]郑文静，李明强，舒继武.flash存储技术，计算机研究与发展，2010年4期

[3]曾浩，吕华，王铭伟.IPTV机顶盒升级方案的设计与实现.电视设计.2010（05）：54-56

[4]何宝宏，浅析IPTV的几个关键问题，中国电信网，2005，8：10～14