基于H.323視頻會議MCGateway子系統設計

摘 要： 在視頻會議中用到的兩大協議分別是：H.323協議和SIP協議，這兩種協議各有千秋，在不同的領域占據著不同的地位，通過對這兩種協議深入研究，兩種協議是對立統一的關系。在此以H.323作為視頻會議系統基本框架，深入對MCGateway研究，從而設計一個高效的視頻會議系統。MCGateway在視頻會議系統中主要作用是同客戶端進行數據交流，主要執行的是對客戶端賬號認證和對后臺數據庫的操作。

關鍵字： H.323協議； SIP協議； 通訊網關； 視頻會議

中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）18?0094?03

0 引 言

隨著寬帶網絡和3G網絡的不斷發展和普及，以及智能電話的出現使視頻通訊的需求也越來越大。目前視頻通訊領域起主導地位的兩大協議為： H.323協議和SIP協議[1]。由于這兩個協議產生的時代不同以及現有的發展狀況和協議本身的特點等諸多不同的特性，決定了它們在視頻通訊領域中長期的并存，同時形成了相互競爭和相互補充的格局。

由于視頻會議系統[2]是可視通訊的重要應用，在設計視頻會議系統時，可采用不同協議實現不同網絡之間的集成。H.323協議族中采用多點控制單元（MCU）來控制和管理會議系統，它由多點控制器（MC）和多點處理器（MP）組成，并運用集中、分散和混合三種不同的方法來實現會議的多點控制和管理。而在SIP協議中，則通過會話通告協議（SAP）和會話描述協議（SDP）來建立多方會議[3]。兩者在機制上存在一定的差別，所以要實現互通就需要視頻會議網關的支持。

1 兩種協議特性介紹

1.1 H.323協議

H.323協議的主體已日漸穩定，并且它的基本框架已被廣泛的采用，它定義了4種基本功能單元：用戶終端、網關（Gateway）、網守（Gatekeeper）和多點控制單元（MCU）[4]。用戶終端能和其他的H.323實體進行實時的、雙向的語音和視頻通信。

網關提供了一種電路交換網絡（SCN）和包交換網絡的連接途徑，它在不同的網絡上完成呼叫的建立和控制功能[5]。

網守向H.323終端提供呼叫控制服務，完成以下的功能：地址翻譯，許可接入會議的控制和管理，帶寬控制和管理，呼出管理，域管理等。

多點控制單元（MCU）完成會議的控制和管理功能，它由多點控制器（MC）和多點處理器（MP）組成。多點控制器提供多點會議的控制功能，在多點會議中，多點控制器和每個H.323終端建立一條H.245控制連接來協商媒體通信類型；多點處理器則提供媒體切換和混合功能。H.323支持集中和分散的多點控制和管理工作方式。在集中工作方式中，多點處理器（MP）和會議中的每個H.323終端建立媒體通道，把接收到的音頻流和視頻流進行統一的處理，然后再送回到各個終端。而在分散工作方式中，每個終端都要支持多點處理的功能，并能夠實現媒體流的多點傳送。

1.2 SIP協議

SIP作為多媒體通信的應用層控制（信令）協議[6]，它能夠建立、改變和終止多媒體會話。在SIP協議中有兩個主要的組成部分：用戶代理（UA）和網絡服務器。

通常的SIP操作涉及到一個SIP用戶代理客戶機（UAC）發起一個請求，一個SIP代理服務器作為終端用戶的位置發現代理并且一個用戶代理服務器（UAS）接受這個呼叫[7]。一個成功的SIP邀請包括兩個請求信息：INVITE信息和ACK信息。

2 MCGateway網關設計

2.1 MCGateway網關主要功能

整個系統中，與客戶端相關的數據庫操作都通過會議通訊網關MCGateway實現。MCGateway主要有兩大功能：與Appsvr通訊；訪問數據庫。系統采用VC.net搭建[8]和SQL2000作為后臺數據庫。

具體在系統中功能為：

（1）用戶上線響應：客戶端登錄上線時，會把用戶名和密碼發過來，MCGateway讀取數據庫，驗證后，返回驗證結果和好友列表。

（2）加好友響應：客戶端發出加某人為好友的請求，MCGateway首先驗證被加用戶的合法性，再根據被加用戶的設置走相應的流程，最終在數據庫里加入加好友的記錄。

（3）進入會議室響應：第一個會議成員進入會議時，要到數據庫中作帳號驗證，驗證通過了方能開始會議。

2.2 系統程序的邏輯結構

如圖1系統程序邏輯結構圖所示： MCGateway通訊網關與Appsvr程序的通訊數據交換，各模塊數據利用工作線程和底層接收模塊進行通訊以及利用守護線程與底層發送模塊進行通訊。

2.3 模塊實體功能描述

如表1所示根據上述表內內容可以看出每一個模塊的功能都可以通過功能描述得到詳細的數據。

2.4 程序處理流程

（1）接收線程不斷從TCP底層接收消息放到待處理消息隊列中，等待工作線程處理

（2）工作線程從待處理消息隊列中讀取數據，分發到各處理模塊處理，并把修改打包過的消息放到處理中消息隊列

（3）各處理模塊開始處理消息，訪問數據庫，并對請求包作應答消息，通過SOCKET發送應答消息。

（4）守護線程每隔一段時間就對處理中消息隊列進行超時檢測。如果發現有超時的，就刪除該結點。并判斷處理該結點的工作線程的狀態，如果異常，則殺死該工作線程，并重啟一個新的工作線程。

2.5 各線程主要功能

接收線程：接收線程不斷從TCP底層接收消息，接收到就放置到待處理隊列中等待工作線程取走處理。

工作線程：工作線程從待處理隊列中讀取消息，分發調度各處理模塊進行處理，并把消息包放入處理中隊列。工作線程模塊包括登錄上線處理模塊、加好友處理模塊、會議信息處理模塊、其他信息處理模塊等。

守護線程：守護線程定時遍歷一次處理中隊列，檢測有無超時結點，有的話就刪除該結點。

3 結 語

論文從對H.323和SIP兩種協議入手，簡單介紹兩種協議的特性，得到兩種協議由于產生的時代和背景不同，從而導致這兩種協議在不同的設計中占據的地位不同，但是這兩種協議是可以互為補充的。通訊網關的設計在視頻會議中是至關重要的一項任務，文章通過對通訊網關的邏輯程序的研究以及在該系統中主要功能并且各個線程的相互作用為依據，設計了一個高效的通訊網關MCGateway子系統。

參考文獻

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