多媒體會議系統集成框架的研究和實現

陳霞

摘要：為了解決各種異構多媒體會議系統之間難以互通的問題，結合基于應用層組播技術與代理機制設計和實現了能夠讓各個異構多媒體會議系統相互協同的集成框架。應用代理機制把各個異構系統封裝成可以相互通信的協同群組，在Internet物理拓撲基礎上部署一個連接各個協同群組的稱為覆蓋網的虛擬拓撲結構，以此為基礎設施在各協同組之間構建數據組播樹，實現數據的高效分發，提供各種協同服務和異構接入服務把各種異構系統封裝成相互可以通信的協同工作群組。

關健訶：多媒體會議系統；應用層組播；代理機制；覆蓋

一、前言

隨著計算機應用技術不斷發展，各個高校已經建立了面向各類具體應用的信息系統，然而各個信息系統分布于不同的物理網絡中，所使用的數據庫管理系統也不一樣。由于獲取信息的渠道、時間等因素上的差異，以致大量信息難以在各應用系統問共享，同時帶來了高昂的維護成本，因此如何將這些應用系統自然、有機地集成在一起發揮最大功效是一個關鍵問題。傳統的應用集成模式Ⅲ是客戶端一方直接向服務提供者發出請求，每個服務提供者的眼務地址和傳輸協議都是需要每個客戶端的應用程序單獨處理的，這樣就暴露出服務地址和傳輸協議對客戶端來說是透明的，容易引發安全隱患。

二、傳統框架分析

1、傳統框架業務集成方式

在框架下對第三方業務的集成，主要通過接入服務器的插件機制進行擴展。插件有接入服務器的主程序進行加載，插件啟動成功后，一方面開始監聽客戶終端的請求，一方面與其對應的第三方業務系統建立連接，并給第三方業務系統提供通信接口。針對與每一個第三方業務系統，都需要開發一個服務插件，每個服務插件針對每一個第三方業務系統，都將建立一個消息通信的鏈路。當插件監聽到客戶終端發起業務請求時，開始與第三方業務系統通過單獨的通信鏈路交互，第三方業務系統處理完請求后，將請求結果返回；當第三方業務系統通過通信接口給平臺推送消息時，接入服務器的相關業務插件將消息解析，并根據消息內容將消息發送給對應的客戶終端。

2、傳統框架存在的問題

傳統框架通過實現接入服務器提供的插件接口，來對通信平臺進行擴展，在實驗環境中，這種集成方式看似較為理想，然而從實際應用化的角度來講，此架構存在著許多待解決的問題。

擴展性差、資源浪費：針對于每一種第三方業務系統，都需要一個服務器插件實現擴展，每一個服務器插件都會為對應的第三方業務系統提供一個通信接口。在業務集成方面，沒有統一的接口，針對于每一種應用，程序員都要花費大量的精力進行私有協議的建立、定義消息格式和建立通信鏈路等開發，極大的增加了平臺的擴展難度，降低了集成效率，使得代碼的重用率極低，造成了大量代碼資源和人力資源的浪費。

負載低：原有架構采用的是服務器插件直接與第三方集成業務交互的模式，當多用戶大規模的同時對同一業務進行查詢請求時，勢必導致接入服務器因負載大而工作效率降低，實驗效果也的確如此。因此，這種簡單架構方式不適應大規模用戶的并發訪問。

維護困難：由于對第三方業務提供的接口不統一，因此針對于每一個第三方業務系統都提供單獨的接口，都有各自不同的消息格式定義，當某一個業務的收發出現異常時，極其不利于對異常消息的定位，在平臺的維護和性能知識的獲取上十分困難。

三、新框架目標

現代統一通信平臺系統的開發與應用在如何聚集開發各個模塊、如何提高業務模塊的靈活擴展性與動態集成性、如何提高系統模塊的可重用性、如何讓系統支持業務信息的大并發處理，支持高負載、如何讓系統平臺更加方便維護等存在著許多的困惑和難題，本框架的主要目標是設計出一種先進的體系結構。這種體系結構面向服務，基于分布式計算。

框架的主要功能是為各個功能模塊提供一個運行的平臺，為各個功能模塊獲取框架內的各種資源和數據提供服務。該框架主要的功能有：接入消息管理、平臺通信管理、集成業務模塊管理、對外業務消息路由管理。如圖3-3所示，接入消息管理包括客戶終端接入平臺對第三方集成業務進行查詢的消息管理與第三方業務系統對客戶終端進行消息推送的消息的管理。平臺通信管理是為了使得平臺在大規模的并發數據訪問時，能夠穩定可靠的傳輸消息而對消息的傳輸實施隊列式的管理。集成業務模塊管理主要負責包括集成業務模塊的注冊、加載、啟動、運行、更新、卸載等。對外業務消息路由管理主要平臺向第三方業務系統進行業務查詢時提供不同協議間的消息路由的功能。

四、集成框架的設計思想

Internet由大量異構的通信子網互聯而成，當處于異構網絡中的擁有不同處理能力的異構多媒體會議客戶端參加同一個會議時，要求統一的協同框架能識別各個異構客戶端的處理能力，并能夠對媒體的編解碼格式和發送帶寬做出智能的調整。框架將使用代理機制把不同多媒體會議系統封裝成能夠相互通信的協同通信群組，簡稱協同組。每個協同組需設置一個代理節點，負責感知來自組外的消息，轉換成組內的控制命令，并把組內的數據轉發給其他協同組，將協同組的通信和協商問題統一成為代理節點間的通信和協商問題。

為了讓協同組之間進行動態的交互，框架中還需要建立起多點傳輸機制。各個協同組之間根據實際的協同需求動態地建立多點傳輸通道，實現數據的傳輸和交換。目前Internet上并非所有路由器都支持IP組播，而且IP組播在可擴展性、可靠性和權限管理等方面還存在一些沒有解決的問題。由于應用層組播可以使組通信減小對底層網絡的特殊依賴，而且容易實現對QoS的支持，因此比較適合異構網絡上的群組通信。

五、集成框架的體系結構

各個協同組內部是自治的，它們通過轉發服務器形成的覆蓋網連接起來。框架的網絡拓撲結構是星型結構，以轉發點形成的覆蓋網為中心，各個代理服務器和與之對應的協同組呈輻射狀分布在Internet上。覆蓋網的組織與管理關系著信息傳輸的效率和可靠性。

集成框架的體系結構。整個框架可分為4個層次，底層是符種異構網絡。第2層是數據分發層，提供異構網絡上異種多媒體會議系統之間的組通信服務和數據處理服務。第3層是協同管理層，土要提供各種協同服務和異構接入服務，并負責對各協同組之間的協同工作進行管理。最上層為異構應用層，包括各種異構多媒體會議系統。

數據分發層包括會議控制服務器和轉發節點。會議控制服務器為覆蓋網的建立提供目錄服務，允許轉發節點在調用該服務注冊自己所在的位置，維護覆蓋網的拓撲結構。轉發節點部署的原則是：不同的異構網絡至少部署一個轉發節點。考慮各種多媒體會議系統可能部署的范圍和規模，以及轉發點的數據處理能力，靈活地控制節點的數量。每個轉發1點可以負責給零個至多個協同組轉發數據，該轉發節點和其負責的協同組形成了一個域，稱為該轉發節點的管理域。

異構應用層包含各種砰構多媒體系統，例如H.323系統、Admire系統、SIP系統和AccessGrid系統等。

六、集成框架的實現

1、會議控制服務器

會議控制服務器負責會議管理、資源管理、用戶管理、權限管理等。它對外提供多種服務，主要包括協同服務和異構接入服務。

2、轉發節點

轉發節點負責數據的復制、分發、組成員的管理等，是數據傳輸的骨干，為各個協同組提供消息路由和轉發服務。轉發節點除了處理數據分發外，還提供媒體數據格式轉換和媒體數據混合服務。由于不同協同組的用戶有著不同的網絡帶寬和數據處理能力，因此轉發節點根據自己的管理域中的協同組數據處理能力的不同來進行相應的媒體數據的編解碼轉換、多路音頻的混合或者多路視頻流的混合等處理。

3、應用層組播

轉發節點之間首先形成一個相對穩定的覆蓋網結構，然后以此為基礎設施，根據會議主題動態的創建組播樹，用干傳輸會議的數據，包括多媒體數據和控制消息。

組播樹是在覆蓋網的基礎上創建的，樹的節點即為覆蓋網的轉發節點。數據在樹的節點之間流動，數據最終的接收者是通過代理節點連接到轉發常點上的協同組。

結束語

根據功能需求，將框架劃分為不同的功能模塊，并對改框架的各個功能模塊進行介紹。其次對傳統架構所存在的問題進行分析，并在原有架構的基礎上提出改進目標。進而分析各個功能模塊的功能需求，并對框架內部各個模塊的工作機制進行了簡單的介紹。

參考文獻：

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