[发明专利]基于IOCP的双向CAS网关与用户终端的通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及双向数字电视条件接受系统和网络通信技术领域，具体的说是涉及一种基于 IOCP的双向CAS网关与用户终端的通信方法。

背景技术

当前，我国数字电视的改造已经在全国范围内得到了普遍的推广，数字化改造已进入“后 平移时代”。为使数字电视的运营取得更大的成功，就必须开展新的业务和服务，而其中双向 通信就是实现这一目的必要条件。

为支持双向数字电视开展各项互动业务，双向CAS(数字电视双向条件接收系统)除了要支 持传统的单项业务之外，还要为双向互动服务的提供安全可靠的保障。现阶段，实现CAS的 双向模式，普遍是把互联网作为回传通道，这对于双向CAS设计来说，需要一个业务网关(BG) 来作为CAS与终端机顶盒之间交互通信的桥梁。对每一个运营的CAS来说，数字电视用户都 数以万计，关键是如何设计一个有效的双向CAS的网关来满足庞大的用户连接数和流量的要 求。

要设计一个高性能的BG，关键是选择一种适合于上述要求的网络通信套接字I/0模型以 及基于此模型建立一个高效的线程模型。网络通信方法中较为普遍应用的是，基于套接字I/O 模型中最常见的select模型而采用的两种模式：串行化或并行化。串行化模式仅用一个线程 等待接收客户端请求，当请求到达后，线程被唤醒处理请求，这种模式弊端在于无法同时处 理多个客户端的连接请求，显然不符合双向CAS的BG设计要求。并行化模式则是用一个线程 等待客户端连接，每当一个新的连接到来时，该线程会创建一个新的线程去专门处理维护和 新连接客户端的通信。并行化模式可以同时与多个客户端保持连接通信，但随着客户端数量 的增加，工作线程也随之增加，过多的工作线程会导致大量额外的环境切换(context  switching)。在双向CAS的BG采用这种设计模式的时，与BG同时保持连接的机顶盒数量始 终无法突破1300左右的瓶颈，因此这种并行化模式也难以满足实际运营的要求。

为能够使一个应用程序有效地同时管理数量众多的套接字，Windows NT3.5引入了IOCP (I/O Completion Port输入输出完成端口)模型，作为开发高性能服务器的最佳选择。IOCP 模型是一种能够使多线程得到合理利用和管理的机制，其理论基础是：并行运行的线程数量 必须有上限。如此可有效避免线程数量过多时因进行环境切换所造成的CPU浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于IOCP的双向CAS网关与用户终端的通信 方法，解决现有技术中的通信模式难以满足实际运营要求的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：基于输入输出完成端口IOCP模型的双 向CAS业务网关与用户终端的通信方法，包括以下步骤：

a.在业务网关上创建监听机顶盒连接线程，判断是否有用户终端发起连接，是则执行步 骤b，否则就等待并继续监听；所述监听机顶盒连接线程的工作任务是：创建IOCP对象，用 于为接入的套接字管理其对应的输入输出请求；创建一个套接字，绑定在指定端口上采用 select模型来循环监听接收用户终端的连接；

b.创建IOCP工作线程，接受连接，将套接字关联在IOCP对象上；IOCP工作线程的工作 任务是：负责循环等待并接收所有关联在IOCP对象上的套接字完成的输入事件；

c.判断用户是否发送请求信息，是则执行步骤d，否则执行步骤e；

d.创建接收数据处理线程，接收用户请求信息并转发至CAS前端，跳转至步骤f；

e.用户终端每隔一定时间向业务网关发送连接测试信息，判断是否超过一定次数未收到 业务网关的回应，是则重新发起连接，否则返回步骤e；

f.CAS前端将针对用户请求信息的回复信息发送至业务网关；

g.业务网关建立回复终端消息线程，将回复信息发送至对应用户终端；

所述步骤d中，接收数据处理线程的工作任务是：将从IOCP工作线程中收取的数据包 进行解析，按照不同的消息类型进行处理，若是连接测试消息则直接回复给对应的用户终端； 若是发往CAS前端的数据，则重新封装数据包后，存入公共消息队列，由与CAS前端通信的 那部分模块程序发送到CAS前端。

所述步骤e中一定时间为10秒钟，一定次数为3次。