（计算机应用技术专业论文）能力自适应的h323测试终端仿真.pdf

2 0 0 2硕 t 论 文 a b s t r a c t a b s t r a c t v i d e o c o n f e r e n c e s y s t e m , w h o s e c o r e c o m p o n e n t s i n c l u d e v i d e o , a u d i o a n d n e t w o r k t e c h n o l o g y , a n d a n i m p o r t a n t p a r t a c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g y t e c h n o l o g y t o h o l d a m e e t i n g t h e m u l t i m e d i a i t c o m b i n e s c o m m u n i c a t i o n , c o m p u t e r a n d s i g n a l p r o c e s s i n g t e c h n o l o g y , m a k e s t h e t h e 1sof d i s t r i b u t e d p e o p l e t o t a k e p a r t i n o n e m e e t i n g , a n d s a v e a l o t o f m o n e y a n d t i m e . w i t h t h e d e v e l o p m e n t o f i n t e r n e t , t r a n s f e r r e d f r o m p s t n o r i s d n t o i p . t r a d i t i o n a l v i d e o c o n f e r e n c e h a s i t u - t h a s d r a w n t h e h . 3 2 3 p r o t o c o l c l u s t e r t o s t a n d a r d i z e t h e v i d e o c o n f e r e n c e a p p l i c a t i o n s o v e r i p . n o w t h i s t e c h n o l o g y i s p r o g r e s s i n g w i t h m u c h f l o u r i s h , a n d m o r e a n d m o r e p r o d u c t s c o m e f o r t h . h . 3 2 3 i s n e i t h e r a u n i f o r m c r i t e r i o n n o r a p e r f e c t p r o t o c o l . w h a t s m o r e , a l t h o u g h a l m o s t v i d e o c o n f e r e n c e p r o d u c t s c o m f o r m t o h . 3 2 3 , t h e r e a r e s t i l l a l o t o f d i f f e r e n c e i n d e t a i l a m o n g t h e m . a l l a b o v e c o n d u c e t o t h e d i f f i c u l t y i n t h e i n t e g r a t i o n o f d i f f e r e n t e q u i p m e n t . w e d e s i g n a n e w h . 3 2 3 t e r m i n a l w h i c h c a n a n a l y z e t h e c a l l s e t u p p r o c e s s a t l e n g t h t o d i a g n o s e t h e f a i l u r e d u r i n g t h e i n t e r - o p e r a t i o n o f d i f f e r e n t e q u i p m e n t . a n o t h e r p r o b l e m i s t h e a b s e n c e o f q o s i n t c p / i p . i p i s b y n a t u r e a b e s t - e f f o r t s e r v i c e , s o i t c a n n o t s u p p o r t r e a l 一 t i m e a p p l i c a t i o n s s u c h a s vi d e o c o n f e r e n c e i f t h e c h a n n e l n e t w o r k i s p r o p e r l y . b e c o m i n g w e a d d n e w f u n c t i o n t o w a t c h n e t w o r k t r a f f i c . c o n g e s t i o n , w e c a n a d j u s t t h e l o g i c a l s b a n d w i d t h w i t h o u t c l o s i n g t h e c h a n n e l t o m a i n t a i n t h e c o n f e r e n c e i n t h e n e t w o r k e n v i r o n m e n t w h i c h o f f e r s n o g u a r a n t e e s . w e h o p e o u r s u g g e s t i o n w i l l b e b e n e f i t t o o t h e r s . k e y w o r d s v i d e o c o n f e r e n c e h . 3 2 3 h . 2 4 5 q 9 3 1 h . 2 2 5 . 0 m c u g a t e k e e p e r g a t e w a y 常 一常网 路 多 络 体 应 用 第一章 网络多媒体应用 1 . 1多媒体概述 自1 9 8 3 年起， “ 多媒体 ( m u l t i m e d i a ) ” 被引入计算机领域。它是将文本、图 形、声音、 视频等多种信息媒体综合， 在计算机系统中进行编排、处理、 演示的 技术。 它是在原有的计算机运算和文字显示功能的基础上，以多种形式表达、 存 储和处理信息， 从而达到充分调动人的耳、目、 手等多种感觉器官， 并与计算机 进行有效交互的目的。 多媒体技术需要处理声音、 图像等信息， 不但数据量巨大， 而且常常要求实时处理。 2 0 世纪9 0 年代，网络的发展使多媒体计算的发展中心逐渐从p c转向计算 机网络， 不同的计算机终端用户和设备可以通过网络互相交换多媒体信息。 我们 把网络上传输的多媒体信息称为网络多媒体， 融合了多媒体的网络通信具有计算 机的交互性、 多 媒体的复合性、 通信的 分布性以 及音频、 视频带来的 真实性等 特 征。 现代社会对网络多媒体的需求是多种多样的。 随着多媒体技术和网络技术的 j决 速发展， 已经出现了大量的网络多媒体系统， 而且许多新的网络多媒体系统应 用还在不断涌现。 其中典型的有远程视频会议系统、 新一代分布式交互仿真系统、 远程教学和远程医疗系统等。 1 . 2网络多媒体特性 在网络中使用多媒体， 所遇到困难的数量和复杂性都远远高于在单机上使用 的 情况。 首先你不能假设一个上百兆的远程多媒体文件能够像本地系统中的文件 一样等待你随意处理; 其次， 你要决定对其处理的方式和网络传输的方式。比如 是否使用流式传输等。 最重要的是， 由于多媒体数据之间有一定的时间定时关系， 如音频视频数据必须以一定的速度稳定播放， 所以必须能够忍受网络可能且经常 出现的传输抖动 ( j itt e r ) .解决这些问题的前提是首先认清网络多媒体的特性。 1 .大带宽。 这是网络多媒体最大的特点，也是制约网 络多媒体发展的关键 因素。多媒体数据在数字化之后的数据量是很大的。 如6 4 0 x 4 8 0 的真彩 第 1 页 2 0 0 2硕 士 论 文 ! 一 索网 路 多 s 簇 体 e 立 用 色图 像， 要 达 到 每 秒2 5 帧的 全 动 态 显 示， 需 要1 8 4 m b p s ( 6 4 0 x 4 8 0 x 2 4 x 2 5 ) 的 通 信 带 宽。 解 决 这 一问 题的 方 法 是 采 用 压 缩 技 术。 常 用 的 压 缩 标 准 有i t u - t 的h .2 6 1 ( 6 4 k b p s - 2 m b p s ) . h .2 6 3 和i s o 的m p e g 等。 m p e g - 1 的 标准带宽是1 .5 m b p s , m p e g - 2 的 标准带宽为6 - 2 0 m b p s e . 低时 延。多 媒体 数据中 包含一些同 时间 密切相关的 信息， 这些 信息具 有 时间 连续性和实时性的 特点，因此对通信的时延有较高的要求。 在协作 环境中， 如果语音的延迟超过1 5 0 m s ， 人们会明 显地感觉到沟通的困 难， 对于语音传输，最大可接受的延迟为0 .2 5 s ; 使用分组交换方式传输语音 时， 分组之间到达的时延不能大于l o ur s ， 否则就会明 显感到不连续。 .同步性。 同步性要求网络不仅能够实时地传输多媒体数据， 而且要在传 输过程中保持多媒体数据之间在时序上的同步约束关系。所谓同步性， 一方面指单一时间相关媒体数据内和媒体元素之间的时间关系，如音频 流各个分组之间的连续等时性;另一方面是指有时空约束关系的时间相 关媒体或时间相关媒体与时间无关媒体之间的时间关系。如唇同步 ( l i p - s y n c h r o n i z a t i o n )问 题，即音频和视频的同 步， 它也是多媒体通信 中的关键问题之一。 .多样性。 由于应用的多样性导致了网络多媒体数据类型也是种类繁多， 不同的类型对网络的性能和服务要求也各不相同。 1 . 3当前各种视频会议产品 随着网络发展速度的不断加快， 经典的摩尔定律似乎也不得不缩短它的周期 来适应现在出现的新情况。 而网络带宽不断扩展大大缓解了网 络多媒体对大带宽 通信网络需求的矛盾， 再加上人们对应用永不停止地提出新需求， 网络多媒体应 用得到了 越来越大的发展。 如果说1 9 世纪是电 报的时代， 2 0 世纪是电 话的时代， 那么，刚刚到来的2 1 世纪将是多媒体通信的时代。 多媒体通信业务主要包括以下几种类型。多媒体会话型业务视频会议、 可视电 话、远程教育、远程医疗等，多媒体检索型业务多媒体数据库查询、 视频点 播( v o d ) ， 多 媒体分配型 业务 音频视频 广播等， 还有多 媒体电 子 信函 型业务。 第 2贝 2 9 0 2 - x. 士论 文 军 一幸网 络 多 澡 体 应 用 其中， 视频会议作为多媒体会话型通信业务的典型， 在社会性的信息交流中 发挥了巨大的沟通作用。 它能为用户提供直接、 全面的沟通交流， 并能节约时间、 降低成本、 提高生产率。 近年来全球经济一体化进程的加快使得世界各地的人们 需要越来越多的相互沟通，而 “ 9 . 1 1 1, 恐怖事件给人们留下的阴影以 及出于对传 统交通工具的高成本和并不便捷的考虑， 导致了更多的网络多媒体视频会议系统 投入使用。 视频会议系统是一种典型的网 络多媒体系统， 而且己 经发展了比 较长的一段 时间。国际电信联盟 i t u定义了许多基于电信网络的多媒体会议系统标准，如 h .3 2 0 , h .3 2 3 等。由于后面的内容都是同基于i p的h 3 2 3协议相关的，因此这 里我们也只介绍遵从h 3 2 3 协议的终端产品。 1 . n e t m e e t i n g 。微软的n e t m e e t in g 就是一 个遵循h . 3 2 3 标 准的网 络视频会 议终端。它是一个对等的视频会议终端仿真程序， 包含在wi n d o w s 系列 操作系统当中。它还同时支持数据传输、应用共享、电子白板和文字讨 论等功能，在局域网中使用效果还是很好的。但其缺点是不能召开多点 会议。当 然， 微软在自 己 的e x c h a n g e 2 0 0 0中 加入了p l a t i n u m ，通过和 n e t m e e t i n g 配合使用， 基本能 满足中 小企业内 部召开视频会议的 要求。 2 . v c o n系列。 以色列v c o n通信有限公司是基于 i s d n和 i p网络的视 频会议系统的开发商、生产制造商和销售商，被视频会议行业誉为商业 i i i 视频会议产品的领先者。 其世界首个支持u s b接口的便携式个人视频 会议设备-v i g o ， 独有的v d k软件开发工具包可帮助用户轻松获得“ 量 体裁衣” 般的视频应用程序。功能强大的 mx m 媒体交换管理系统可以 让管理员轻松开展视频网络的管理、运营工作。但该产品也属于基于 p c 的产品， 它具有很多p c 机所具有的问题，如:病毒等。 3 . p o l y c o m系列。 美国p o ly c o m公司是视频会议设备的市场开拓者和先锋。 其v i e w s t a t i o n 视频会议系 列产品 可以 在7 6 8 k b p s 的 带宽 下保证 每秒3 0 帧的视频效果，其中采用的音频专利技术全球领先，包括全双工、噪音 抑止和回 声消除 等功能。 它可同 时 支持h .3 2 0 ( 5 6 - 1 2 8 k ) 和h .3 2 3 ( 6 4 - 7 6 8 k ) 两种协议。 4 . t a n d b e r g系列。 挪威泰德通信公司是世界上最大的视频会议系统供 第3页 常 一 分网 络 多 济 体 应 用 应商之一。 在2 0 0 0 年1 月， 泰德通信又推出新的v i s i o n 6 0 0 0 和v i s i o n 7 0 0 0 型产品， 现在已经推出了v i s i o n 8 0 0 0 。它第一个推出v g a接口并支持高 分辨率活动图像显示、 内置mc u和双路编解码等功能。 内置的多点控制 器 ( mc u)允许直接建立 4点会议，电话桥接功能使不能到达会场的重 要人员能够通过普通电话 ( 包括移动电话)参加会议或召开小型电话会 议。基于 i s d n的 3点会议最高速率达 3 8 4 k b p s , 4点会议最高速率达 2 5 6 k b p s a 1 . 4混合系统中出现的问题及解决尝试 前面提到的视频会议产品只是几个颇具代表性的， 而且也仅仅涉及了终端产 品。 在一个实际的应用中， 往往还要涉及视频会议服务器和支持多媒体视频会议 的网络设备等。 而且就是视频会议终端， 在一个应用中往往也不是只有一种。 虽 然在i p网络上的视频会议系统基本上都是采用i t u - t的h .3 2 3 协议，但由于该 协议包含多个子协议，内容繁多，往往还需要同其它网络的视频会议系统互联， 如p s t n等电 信交换网 络上 遵循h .3 2 0 协议的视频会议系统， 这就使得整个应用 系统更为复杂。 另外h . 3 2 3 只是国际电 信联盟的一个建议， 并没有最后确定为国际 标准。 虽 然其己经确立了行业内的主导地位， 但某些细节部分还没有全部落实。 因此， 虽 然同是遵循h . 3 2 3 协议的产品，其具体的实现也不是完全相同。 随着视频会议应用系统的 广泛普及， 异种视频会议设备的互联互通问 题就日 益凸现。 而现有的产品大多是专用设备， 对外基本上是一个黑箱。 一旦在混合产 品的互操作中出现问题， 往往需要投入很大的人力和物力来解决。 为此我们按照 h . 3 2 3 协议栈设计出一个仿真终端程序， 在p c上运行后可以和其它h .3 2 3 设备 ( 目前仅仅涉及到终端产品) 交互， 在此过程中， 仿真终端程序可以显示遵循协 议建立连接的细节，以 此来达到测试和简单分析故障的目的。 1 . 5实时性在无q o s 环境中的实现 当前的视频会议产品还存在的另一个问题就是， 虽然它们普遍采用了高效的 压缩技术， 可以在相对窄带的情况下提供高质量的音频视频通信。 但h .3 2 3 视频 第 4 页 2 0 0 2 sdi 些9 . 一 一 一 一 一 一 一 一 竺 竺 会议的支撑环境是i p网络， 它是一种面向无连接的尽力传送网络。虽然i p 技术 代表了无连接通信方式的本质特征，而且是当前i n t e m e t 的网络层协议和重要的 技术基础。 但由于其先天对实时应用缺乏必要的支持再加上相当一部分主机是通 过低效竞争性的局域网接入i n t e m e t 的，就突出地表现出下面几点不足: 1 .不可控的流量突发 没有q o s 保证的i p 网络经常出 现大量数据包在网络中 拥塞，由 于不具备适 当的业务粒度划分和优先级，就造成了实时性应用的数据在拥塞的网络中超时， 大大降低了视频会议的通信质量，甚至发生中断。 2 .传输中产生了失序 由于i p网络是面向无连接的，同电路交换网络相比，前后相邻的两个i p 包 可能根据当时网络的情况采取了不同的路由， 这样在到达目的地时有可能产生失 序。 而实时性应用如视频会议对数据包的顺序是严格要求的， 一旦发生此类情况 只能全部丢弃，因此大大降低了传输效率。 3 .排队带来了抖动 i p 包在传输的过程中要经过路由器的缓冲队列， 如果当时队列中待处理的数 据包很多，那么i p包通过的时间就长，反之则短，而且这个等待时间是不确定 的。 而实时系统要求数据包到达延迟的波动需要控制在某个时间闽值以内， 否则 就会产生抖动。 为了 解决上述问题， 本文提出在参与多媒体会议的终端之间， 对传输媒体数 据的逻辑通道进行监控， 当网络质量下降的时候， 逻辑通道遵循h .3 2 3 协议中的 h .2 4 5 子协议重新进行能力交换， 双方或多方采用压缩比更大的压缩标准重新建 立逻辑通道。 用语音和图像的传输质量下降， 甚至是暂时停止传输视频流来换取 通话的正常进行。这样就可以 在网 络拥塞发生之前，避免i p网络尽力发送对视 频会议等实时性应用带来的影响。 下面本文分几个部分， 逐步剖析h .3 2 3 协议栈的实现并提出 具体的 解决方案。 第二章详细介绍了h . 3 2 3 协议族所涉及到的主要内容， 尤其侧重介绍和后面 的研究相关的重点部分， 而其它内容如网关、 网闸和多点控制单元等，由 于在我 们的简单会话模型中没有被包含也就一带而过。 第三章着重描述了呼叫在建立的过程中， 尤其是在开始建立和能力交换以及 第 ，页 2 0 0 2 1 一 幸网 络 乡 a 体 应 用 重新交换的过程中，h .2 4 5 和 h .2 2 5 .0 协议之间的互相配合;以及参与会话的两 个端点之间在呼叫的各个阶段所进行的相应动作。 第四章对o p e n h 3 2 3 类库进行了 必要的 介绍， 它是用c nc实现的开 放源代 码的h . 3 2 3 协议栈， 虽然还有很多地方需要改进， 但它基本上是按照i t u - t提出 的标准来实现的，是我们进行再开发的基础。 第五章对具体实现的轮廓进行了说明， 大致勾勒出整个程序的框架以及设计 思路。 第六章是对通篇文章的总结和对视频会议系统未来发展的展望。 第 6 页 2 0 0 2 a s p分 h . 3 2 3建议 一一 慈于包的多裸体通讯系统 第二章 h .3 2 3建议一一基于包的多媒体通 讯系统 h .3 2 3 协议的范围 涉及终端 ( t e r m i n a l ) 和其它在不提供q o s 的 基于包交换 的网 络 ( p b n ) 之上提供多 媒体通讯服务的实体 ( e n t it y ) . h .3 2 3的实体包括终 端、网关 ( g a t e w a y ) 、网闸( g a t e k e e p e r ) 、多点控制器 ( m u l t i p o i n t c o n t r o l l e r ) , 多点处理器 ( m u l t ip o i n t p r o c e s s o r ) 和多点控制单元 ( m u l t i p o i n t c o n t r o l u n i t ) 它们可以提供实时的音频、视频和/ 或数据通讯。对音频的支持是必须的，对数 据和视频的支持是可选的， 但如果支持， 需要具备使用指定的标准操作模式的能 力，只有这样所有支持该媒体类型的终端才可以正常交互。 h . 3 2 3 实体通讯所需的 基于包的网 络可以 是一个点对点的 连接、 一个单一的 网段或是一个带有复杂拓扑的多网段网络。 h .3 2 3 实体可以用于点对点、多点和广播 ( 在h .3 3 2建议中详细描述)的网 络配置。 它们可以和b - i s d n上的h .3 1 0 终端， n - i s d n之上的h .3 2 0 终端, b - i s d n 上的h .3 2 1 终端、 带有q o s 的 局域网上的h .3 2 2 终端、 g s t n和无线网 上的h .3 2 4 终端、 g s t n上的v 7 0 终端， 以 及g s t n或i s d n上的 通过网 关( g a t e w a y s ) 连 接的语音终端等设备交互 ( 见图2 - 1 ) . h .3 2 3 实体可以 集成到p c机或独立的设备上，比如视频电话。 h .3 2 3 建议中包含t三种消息 类型: h 2 4 5 , r a s 和q .9 3 1 0 第 7 页 2 0 0 2硕士 论 文 3 w c幸 h . 3 2 3砚议 一一 基于包的多搽体通讯东筑 s c o p e o f 14. 3 2 3 、 口 吸 b - i s d n n- i s d n 毛 6s tn 口、矛 j j、 / /、 护 ，、 、 子 /、. -. 尹丫.- . 14 . 3 1 0 t e r mi n a l o p e r a t ing m 14. 3 2 1 mo d e r 一 一 气，- -一 毛 j日111:日lij 14 .3 2 1 t e n n i n a l v . 7 0 t e r mi n a l 14. 3 2 4 t e r mi n a l s p e e c h t e r m i n a l 14 . 3 2 2 t e n n i n a l s p e e c h t e r m i n a l 14. 3 2 0 t e r m i n a l h32 1 t e r m i n a l n o t e ? a g a t e w a y m a y s u p p o rt o n e o r m o re o f t h e g s t n , n - i s d n a n d / o r b - i s d n ti 目洲卫 , 压9 7 图2 - 1 14 .3 2 3 终端同其它协议终端的互操作 2 . 1 h . 3 2 3 端点 14 . 3 2 3 是i t u众多建议中的 一个， 它定义了 一整套的体系结构、方法和同 其 它协议的协作。 要了解该协议就必须参考其它相关协议， 反之亦然。 其中最重要 的两个协议是14 .2 2 5 .0 和14 .2 4 5 . 14 .3 2 3 建议的目 的就是实现14 . 3 2 3 端点 ( e n d p o i n t ) 之间媒体流的交换。 14 .3 2 3 端点包括14 .3 2 3 终端、网关和多点控制单元 ( mc u) o 2 . 1 . 1 h . 3 2 3 终端 14 .3 2 3终端是局域网上客户使用的设备，它提供实时的双向通信。在 14 .3 2 3 终端中，可供选择的标准包括电视图像编码器( h .2 6 3 / h .2 6 1 ) 、声音编码器 ( g . 7 1 x / g .7 2 x / g .7 2 3 . 1 ) 、 t 1 2 0 实时数据会议( r e a l t i m e d a t a c o n f e r e n c i n g ) 和m c u 第皿 贝 2 0 0 2, 目 d _ 4 仑文 7 1 5 .= i t h . 3 2 3建 议 一 一 基 于 包 的 多 坏 体 城 讯 系挽 的功能。但所有的h . 3 2 3 终端都必需具备声音通信的功能。h . 3 2 3 指定了在不同 的声音、 电 视图像和数据终端一起工作时所需要的运行方式， 是新一代因 特网电 话、语音会议终端和电视会议终端技术的基础。 所有 h .3 2 3 终端必须支持h .2 4 5 标准。 h .2 4 5 是 1 9 9 8 年9 月批准的多媒体通 信控制协议， 它定义了流程控制、 加密和抖动管理、 启动呼叫信号、 磋商要使用 的终端特性和终止呼叫等过程，它也用来确定哪一方是发布各种命令的主控方。 此外， h . 3 2 3 还需要的支持协议包括定义呼叫 信令和呼叫 建立的q .9 3 1 标准、 与 网关进行通信的注册/ 准入/ 状态( r a s ) 协议和实时传输/ 实时传输控制协议 ( r t p / r t c p ) 。 2 . 1 . 2网关 网关是一个在h .3 2 3 网络和其它类型网络之间提供翻译服务的h .3 2 3 端点， 这些网 络包括i s d n或其它由i t u定 义 在g s t n ( g e n e r a l - s w i t c h e d t e l e p h o n e n e t w o r k )中的典型网络。网关的一侧接口可以是一个支持 h .3 2 3的网络，支持 h . 3 2 3 信号和媒体流数据包; 另一侧接口 是一个电 路交换网 络结点， 连接电 路交 换网络并支持与其相对应的信号和传输特性。 从一侧到另一侧的信号协议和媒体 类型的转换在网关内部透明地进行.网关还可以作为管道工作在两个由 p s t n ( p u b l i c - s w i t c h e d t e l e p h o n e n e t w o r k ) 连接的h .3 2 3 终 端之间。 在h .3 2 3 会议中， 因为如果电 视会议不与其它网 络上的终端连接时，同一网 络 卜 的终端之间就可以 直接进行通信， 所以， 网关是一个可选择的部件。 可与网 关建立连接的终端包含p s t n终端、 运行在i s d n网络上与h .3 2 0 兼容的终端以 及运行在p s t n上与h . 3 2 4 兼容的终端。终端与网关之间的通信使用h .2 4 5 和 q .9 3 1 . h .3 2 3网关提供许多服务， 但最基本的 服务是对在h .3 2 3 会议终端与其 它类型的终端之间传输的数字信号进行转换。 这个功能包括传输格式之间的转换 ( 例如，从h .2 2 5 .0 标准到h .2 2 1 标准的格式转换) 和通信过程之间的转换( 例如， 从h .2 4 5 标准到h .2 4 2 标准) 。 此外， h . 3 2 3网 关也要支持声音和电 视图 像编解 码器之间的转换，以及包含执行呼叫建立和终止呼叫的功能。 在h .3 2 3 标准中， 对许多网关功能都没有作具体的限制。例如，能够通过网 关进行通信的实际h .3 2 3终端数目 、s c n的连接数目 、同时支持召开的视频会 第 ，页 2 0 0 2 oi 士 论 文 j 布 二 二 常 h . 3 2 3龙 仪 一 一 盖 于 包 的多 裸 体 通 仰口 系 挽 议数目、声音/ 电视图像/ 数据转换的功能等，这些功能的选择和设计都留给网关 开发商自 行决定。 2 . 1 . 3网闸 网闸也叫会务器是h .3 2 3 中最重要的部件，它是所管辖区域里所有呼叫的中 心控制点， 并且为注册的端点提供呼叫控制服务。 但在简单的双方会话中， 它又 是可选的实体。从多方面看，网闸就像是一台虚拟的交换机。 网闸执行两个重要的呼叫控制功能。一个是定义在r a s 规范中的地址转换， 即从终端别名和网关的 l a n别名转换成 i p地址或者网际信息包交换协议 ( i n t e r n e t w o r k p a c k e t e x c h a n g e , i p x ) 地址; 另 一 个也是 在r a s 规范中 定义的网 络 管理功能。 例如， 如果一个网络管理员己 经设定在局域网上同时召开的会议数目， 一旦超过这个设定值时会务器可拒绝更多的连接，以限制总的会议带宽， 其余的 带宽用于电子邮件、文件传输和网上的其它应用。由单个网闸管理的所有终端、 网 关和多点 控制单元( m c u ) 的集合被称为h . 3 2 3 区域( h .3 2 3 z o n e ) 。区域可以是 一个独立的网络拓扑， 也可以是通过路由器或其它设备连接的多个网段。 这个概 念如图2 - 2 所示。 网闸的一个可供选择但又很有价值的特性是它可安排h .3 2 3 的呼叫。 这个特 性便于服务提供者管理使用他们的网络进行呼叫的帐户， 也可以在被呼叫端点不 能使用的情况下把呼叫转接到另一个端点。 此外， 这个特性还可用来平衡多个路 由器之间的呼叫负荷。 在h .3 2 3 系统中，网闸不是必需的。但是如果存在，终端必须要使用网闸提 供的服务功能。 这些功能就是地址转换、 准入控制、带宽管理和区域管理。 通过 网闸的控制， 我们可以授权访问一个或多个端点、 允许或拒绝来自 受控端点的呼 第 1 0 页 第二分 h . 3 2 3建议 一一 盖于包的乡裸体退讯系从 叫。网闸还提供带宽控制服务，帮助确保服务质量。 2 . 1 . 4多点控制单元 多点控制单元是管理三个或更多终端以及网关参与多点会议的h .3 2 3 端点。 在多点会议中， m c u通过向 其它与会方传送一个能力集合来表示所有实体间可 以共享的媒体格式。另外，mc u还可以在与会端点改变的时候相应调整能力集 合。一个mu c可以独立存在，也可以集合到网关、网闸或h .3 2 3 终端中。 一个mc u包括一个mc i 零个、 一个或多个mp . mp 在mc的控制下工作， 处理实际的媒体流，对m个输入流进行加工，形成n个媒体流输出。mp通过 交换、 混合或两者的结合来完成此项任务。 而mc与m p 之间的通信和控制协议 不是标准的，当然也就没有在h .3 2 3 中涉及。 mc u可以 支持两种类型的多点会议: 集中式和分散式。 在集中式多点会议 中， 每个端点都通过mc u同其它与会端点通信。 而在分散式多点会议中，与会 端点的控制信号还是通过mc u进行点对点传输， 而共享的媒体流则是通过广播 的形式传送。图2 - 3 演示了处于一个混合多点会议中的mc u 。在该会议中，终 端a , b , c以分散会议形式参与会议， 而端点d , e和f 则是以集中方式参与。 在该会议中， 以不同形式参与会议的端点并不能察觉到当前的多点会议是混合模 式的。mc u在两种形式之间充当桥接器的作用。 . m u l t ic a s t a u d i o a n d v i d e o j u n ic a s t a u d io a n d v id e o de c e n t r a l i zed s i d ec e n t r a l i z e d s i d e 图2 - 3混合多点会议示意图 第 n页 a s .分 h . 3 2 3龙议 一一 蕊于包的乡裸体场讯系挽 2 . 2 h . 3 2 3 协议栈 下图 ( 图2 - 4 )展示了h . 3 2 3 协议栈，通过它我们可以对h . 3 2 3 协议体系结 构进行更好的把握。在 i p网络中，可靠传输和非可靠传输分别指t c p和u d p 协议。我们可以从中发现所有的媒体流都是先经过r t p 协议打包，最后由u d p 协议传送的口 au d i o ni d e o a p p l i c a t i o n t e r m i n a l / a p p l i c a t i o n c o n t r o l au d i o ni d e o c o d e c s r t c p h. 2 2 5 . 0 r as s i g n a l i n g h.2 2 5 .0 c a l l s i g n a l i n g h. 2 4 5 c o n t r o l s i g n a l i n g r l ， p u n r e l i a b l e t r a n s p o rtr e l i a b l e t r a n s p o rt n e t w o r k l a y e r u p ) d a t a l i n k l a y e r p h y s i c a l l a y e r 图2 - 4 h . 3 2 3 协议栈 r t p ( r e a l - t i m e t r a n s p o rt p r o t o c o l )由i e t f 在r f c 1 8 8 9 中定义， r f c中还 定义了r t c p ( r t p c o n t r o l p r o t o c o l ) 。 这两个协议协同 工作， 为实时 应用提供网 络传输服务。由 于u d p 没有采取任何避免包丢失和乱序的措施， r t p 的出 现就 是在u d p之上来解决这些问题的。例如，r t p 报头包含一个序列号，用来标识 发送方的数据包是否丢失和乱序。 r t p 报头中还包含一个时间戳， 用来标识该数 据包在源媒体流中被采样的时刻。 接收端高 层的应用可以用它来进行同步和计算 延迟和抖动 ( j it t e r ) e r t c p 是r t p 的伴随协议， 该协议提供了一系列的消息用于会话双方之间的 交互。这些信息包括丢失的r t p数据包数量、延迟和抖动。r t p承载实际的媒 第 1 2 页 常: 二 常h . 3 2 3跪 议 一 一 愚 于 包 的 乡 坏 体 退 讯 系挽 体流，而r t c p则用来传输表示r t p传输质量的反馈信息，因此r t c p会话和 r t p 会话同时打开。 换句话说，如果一个u d p端口号分配给r t p 用于媒体流传 输，另外一个u d p 端口号就要分配给r t c p 用于消息交互。 上图中我们还可以看到两个重要的建议: h .2 2 5 . 0 和h .2 4 5 。 在这两个建议中 定义了在h .3 2 3 端点间交换的实际消息。由于它们可以用于任意的网络结构中， 因此是通用协议。 而在h .3 2 3 网络环境中， 这两个协议在h . 3 2 3 中都被适当地加 以约束以适应特殊的环境。后面本文会专门进行描述。 2 . 3 h . 3 2 3 体系结构 h .2 2 5 . 0 包含两部分。 一部分实际 上是i t u的q .9 3 1 建议， 它在i s d n的 第 三层中被定义。 该部分用来建立和结束h .3 2 3 端点之间的连接。 这部分包含的信 号 通常被称为呼叫 ( c a l l ) 信号或q .9 3 1 信号。 h .2 2 5 .0 的另外一部分是被称为 注册 ( r e g i s t r a t i o n ) 、允许 ( a d m i s s i o n ) 和状态 ( s t a t u s )的r a s 信号。该部分 信号用于端点和网闸之间的信息交互，使得网闸可以管理区域内的端点。例如， 端点用r a s 信号注册到网闸， 网闸进而用r a s 信号允许或拒绝注册的端点访问 网络资源。 h .2 4 5是用于两个或更多端点之间的控制协议。该协议的主要目的是管理 h .3 2 3 会话参与方之间的媒体流，因此在h .2 4 5 中包括的功能都是与此相关的， 诸如确保从发送方传出的媒体类型包含在接收方能处理的媒体类型集合之中。 h .2 4 5 控制在端点之间建立一条或多条逻辑通道， 这些通道负责传输媒体流，并 遵循某些约束参数，如媒体类型、传输比 特率等。 所有上述3 类信号一 r a s , q . 9 3 1 和h .2 4 5 一 协同 工作完成建立呼叫、 维护 呼叫和结束呼叫的任务。 例如， 如果一个端点希望同另外一个端点建立呼叫。 首 先，它使用r a s 信号从网闸 获得授权， 然后要使用q .9 3 1 信号同另一端点建立 连接并开始呼叫， 最后， 该发出呼叫的端点可以使用h .2 4 5 控制信号同对方端点 进行媒体参数协商以便开始实际的媒体流传输。 不同的h . 3 2 3 消息通过不同类型的通道交互。r a s 消息使用r a s 通道;呼 叫信号消息使用呼叫信号通道; h .2 4 5 控制消息使用h .2 4 5 控制通道: 而实际的 媒休流使用一个或多个逻辑通道传输。看上去似乎需要在端点之间建立多条通 第 曰 页 3 15 =. 幸 h . 3 2 3建议 一一 慈于包的梦* ip i. 场讯系坑 道， 但它们并非一定要对应单独的逻辑接口 或硬件。通常在 i p网络中，一个通 道是指一个套接字地址 ( i p 地址+端口号) 。 2 . 4 h . 3 2 3 地址 每个h .3 2 3 实体在h .3 2 3 网 络中都有一个唯一的标识符。 在i p 环境中， 它是 一个i p 地址。 在有 d n s 服务的时候，该i p 地址也可以表示为u r l形式， 具体 依照r f c 8 2 2 . fx 如: u r l r a s :/ / g k i s o m e d o m a i n ， 可以 是 一 个网闸 的 有效标 识 符，因为该网闸支持r a s 协议。 任何u r l都应该有一个端口号， 此处没有是因 为采用了r a s 的默认端口 号 ( 1 7 1 9 ) 。为了 便于标识，终端、网关和mc u等实 体应该使用同管理网闸相同的域名。 庄怠 ，: 企月u r l 是为厂 便子 存识撇蔚 和何阿， 实万岔h .3 2 3 滁度 中洋送的 述， 是历对应功i p增奎。 对应每个网络地址， 一个h . 3 2 3 实体还应该包含一个或多个传输服务访问点 ( t r a n s p o r t s e r v i c e a c c e s s p o in t - t s a p ) 标 识 符。 通常 一 个t s a p 标识 符 表 示 一 个给定实体的一个具体逻辑通道。 在i p网络中， t s a p 标识符等同于套接字地址。 2 . 5 r a s 信号 ( r a s s i g n a l i n g ) r a s 信号用来完成网闸和它所控制的端点之间的登记、 接纳、 带宽改变、显 示状态和分离等过程。r a s信号通道独立于呼叫信号通道和 h .2 4 5控制通道。 在没有网闸的网络环境中，并不使用r a s信号通道，而是由 端点自 身内部实现 网闸的功能。但如果一个端点希望使用网闸提供的服务，那它就必须使用 r a s 信号。 r a s 信号定义在h .2 2 5 .0 协议中，它支持下面的功能: . 网 闸 发 现 ( g a t e k e e p e r d i s c o v e ry ) : 使得端点能 够找到 控制它的网闸。 . 注册 ( r e g i s t r a t i o n ) : 使得端点注册到某个特定的网闸， 进而可以 加入该 网闸控制的区域。 . 注销 ( u n r e g i s t r a t i o n ) : 使得端点脱离网闸的 控制; 或者使得网闸对已 经 注册的端点注销，强制将它从区域中删除。 . 允许 ( a d m i s s i o n ) :使得端点通过请求来访问网络以 便加入会话。请求 第 1 4页 h . 3 2 3凡 议 一 一 巷 于 包 的 乡 当 民 体 场 讯 系 挽 中包含了端点需要占用的带宽，网闸根据某种分配策略决定接受还是拒 绝该请求。 带宽改变 ( b a n d w i d t h c h a n g e ) ;使得端点可以 请求网闸追加带宽分配。 端点定位 ( e n d p o i n t l o c a t i o n ) :该功能使得网闸 可以 将别名转换成端点 的网络地址。 某个端点希望同另外一个端点通信， 而只知道它的别名时， 需要使用该功能。网闸对端点提出的请求进行响应，返回一个对应的网 络地址。 分离 ( d i s e n g a g e ) : 端点通过该功能通知网闸 它将从某个特定的呼叫中 分离出来。网闸也可以 使用它来强制某个受控端点脱离某个呼叫。 状态 ( s t a t u s ) :在端点和网闸之间使用，通知网闸同呼叫相关的一些数 据，如当前带宽使用情况等。 可用资 源 ( r e s o u r c e a v a i l a b i l i t y ) : 在网 关和网闸 之间使用， 通知网闸当 前可用资源， 例如可用带宽。 网关也可以 使用它通知网闸己 经 ( 或将要) 耗尽网络资源。 非标准 ( n o n - s t a n d a r d ) :在特定的实现中用来在网闸和端点之间传递私 用信息的功能。当然该类型消息的内容并没有在h .2 2 5 .0 中具体定义. 为了支持上面列出的