（计算机科学与技术专业论文）t120多媒体数据会议研究与实现.pdf

北京邮电大学硕士学位论文 t 1 2 0 多媒体数据会议研究与实现 摘要 随着计算机网络和多媒体技术的发展，尤其是基于t c p i p 网络 技术应用的迅猛发展，个全新的应用领域协同工作应用越来越 受到业界人士的青睐。为此，国际电信联盟( i t u t ) 声像小组推出了 t 1 2 0 实时多点数据通信。它除了可以独立地包括简单数据、文件和 图形在内的数据会议外，目前更多的是为其它h 系列的视听系统提 供数据传输功能。正是它突出的数据功能，使现有视听会议能实现文 件、电子白板和应用程序共享，从而提供了协同工作的功能。 论文首先对t - 1 2 0 系列协议作了整体介绍，然后研究了多点通信 服务( m c s ) 。针对m c s 中使用一个中心数据库去管理内部资源导 致很高响应时间和不必要负载的问题对m c s 的资源管理提出了一种 改进的资源管理方案。仿真结果表明改进的方案降低了响应时间，减 少了服务提供者的连接负载和节点负载以及队列长度，尤其是当位置 在本地更新时，这个改进更加明显。 论文分析了通用会议管理( g c c ) ，介绍了多媒体会议的两种基 本控制类型，比较了t 1 2 0 标准和c o r b a 分布式体系各自的特性。 在此基础上，阐述了将 1 1 2 0 和c o r b a 结合使用的会议控制系统的 合理之处，并引入了一种基于j a v a 平台的实现。该会议系统框架符 合t 1 2 0 协议，控制部分又继承了c o r b ae v e n ts e r v i c e 的机制，从 而简化了应用程序的开发，并以直观的方法描述了系统的运行结果。 关键词：多媒体数据会议系统多点通信服务通用会议管理t 1 2 0 北京邮电大学硕士学位论文 r e s e a r c ha n dr e a l i z e0 f m u l t i m e d i ad a 1 ac o n f e r e n c es y s t e m w i t ht 1 2 0 a b s t r a c t a st h ed e v e l o p m e n to f c o m p u t e rn e t w o r ka n dm u l t i m e d i at e c h n o l o g y , e s p e c i a l l y t h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h et c p i pb a s e dn e t w o r kt e c h n o l o g ya p p l i c a t i o n ，e x p e r t s h a v es h o w e dg r e a tf a v o rt oc o o p e r a t e dw o r k i n ga p p l i c a t i o n , at o t a l l yn e wa p p l i c a t i o n a r e a a c c o r d i n gt o t h e s e c i r c u m s t a n c e s ，t h ev i d e oa n da u d i og r o u po fi t u th a s b r o u g h tu pt 1 2 0r e a l t i m e ，m u l t i - p o i n td a t ac o m m u n i c a t i o n i tc a nn o to n l ys u p p o r t i n d e p e n d e n t l yt h ed a t ac o n f e r e n c ew h i c hi n c l u d e ss i m p l ed a t a ，f i l ea n dg r a p h i c s ，b u t p a r t i c u l a r l yp r o v i d et h ed a t at r a n s m i s s i o nf u n c t i o nt oo t h e rh s e r i a l sv i d e oa n da u d i o s y s t e m s d u et oi t so u t s t a n d i n gd a t af u n c t i o n ，t h ec u r r e n tv i d e oa n da u d i oc o n f e r e n c e c a nr e a l i z et h es h a r i n go f d a t a ，e l e c t r o n i c sw h i tb o a r da n da p p l i c a t i o np r o g r a m ，t h u s p r o v i d i n g t h eh i g h e rl e v e r a p p l i c a t i o n ss u c h a sc o o p e r a t e dw o r k t h i sp a p e rf i r s ti n t r o d u c e st h ef r a m e w o r ko ft 1 2 0 a f t e rd e e p l ya n a l y z e dm c s ( t 1 2 2 t 1 2 5 ) ，a ni m p r o v e dr e s o u r c em a n a g e m e n ts c h e m ei s i n t r o d u c e d t h em c s r e s o u r c em a n a g e m e n ts c h e m ei sv e r yi n e f f i c i e n tb e c a u s eac e n t r a ld a t a b a s ei su s e d e a c hr e s o u r c er e q u e s ti ss e n tu pt ot h em c st o pp r o v i d e r t h i sr e s u l t si nah i g h r e s p o n s et i m e ，im t r o d u c e da na p p r o a c ha sac o m p r o m i s eb e t w e e nac e n t r a la n d d i s t r i b u t e da p p r o a c h t oe v a l u a t eo u ra p p r o a c hs i m u l a t i o n sw e r ep r e s e n t e d ，w h i c h c o n f i r m ，t h a to t l ra p p r o a c hl e a d st ol o w e rr e s p o n s et i m e ，l o w e rl i n ka n dn o d el o a da n d l o w e r q u e u el e n g t h a tt h ep r o v i d e r s e s p e c i a l l yi f t h er e s o u r c el o c a t i o nr e f r e s h e sa r e l o c a lt h ei m p r o v e m e n ti se n o l t l l o u s n e x t ，t h ea u t h o ra l s oa n a l y s e sg c c ( t 1 2 4 ) ，i n t r o d u c e st w ok i n d so fm u l t i m e d i a c o n f e r e n c ec o n t r o la n dc o m p a r e st h ef e a t u r e so f f e r e db yt h et ，1 2 0s t a n d a r d sa n dt h e c o r b ad i s t r i b u t i o n p l a t f o r m i te x p a t i a t e sw h yc o m b i n i n g t 12 0s t a n d a r d sa n d c o r b at oac o n f e r e n c ec o n t r o l ，t h e ni n t r o d u c e sac o n f e r e n c es y s t e mu s i n gt h ej a v a p l a t f o r m t h i sf r a m e w o r ki s b a s e do nt h ei t ut 1 2 0r e c o m m e n d a t i o n sa n dt h e c o n t r 0 1s e r v i c ee x t e n d st h ec o r b ae v e n ts e r v i c ea r c h i t e c t u r e ， k e yw o r d s ：m u l t i m e d i ad a t ac o n f e r e n c es y s t e m m c sg c ct 1 2 0 北京邮电大学硕士学位论文 y7 57 5 14 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：墨1 9 ：整 日期： 21 1 圭丑! 固 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定r 即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅：学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：至i j 盎 日期： 竺呈聋芝堕! 虽 导师签名：4 臣2 0 日期：型丛j - 且且l 一 研究生阶段完成的科研工作清单 1 v a n l i n ki p 会议电话系统客户端的需求分析、详细设计、编码 实现、测试及安装程序的制作，代码量约5 0 0 0 行，并且提交了开 发过程中各个阶段的相关文档。 2 多媒体数据会议系统的总体设计、部分功能的编码实现、功能 测试，代码量约4 0 0 0 行。 3 方案及材料撰写，主要包括 夺v a n l i n k 云南农行v o i p 视频解决方案； 夺v a n 1 i n k 河北中行i p 语音项目技术建议书； 夺水文局i p 语音项目技术建议书； 夺医疗卫生行业v p n 解决方案。 4 测试工作： 夺v o l p 产品的基本通话功能及通话带宽测试，电话性能测试， 网守功能测试，计费系统测试，可靠性测试； 夺i p 电话计费系统的功能测试，可靠性测试。 5 生产实习两周，主要工作是对路由器的出厂前老化和程序更 新。 引。豸钦 导师签字：z 二一。 扩 北京邮电大学硕士学位论文 1 1 论文的背景和意义 第一章绪论 人类社会逐渐进入信息化时代，社会分工越来越细，人际交往越来越频繁， 群体性、交互性、分布性和协同性将成为人们生活方式和劳动方式的基本特征， 其间大多数工作都需要群体的努力才能完成。但在现实生活中影响和阻碍上述工 作方式的因素太多，如打电话时对方却不在，即使电话交流也只能通过声音而很 难看见一些重要的图纸资料。要面对面的交流讨论，又需要费时的长途旅行和昂 贵的差旅费用。这种方式造成了效率低、费时长、开销大的缺点。今天，随着多 媒体计算机技术和通信技术的发展，视频会议系统较好的解决了上述问题。 视频会议系统为身处异地的人们提供了一个相互讨论问题并进而协同工作 的环境。它集计算机的交互性、通信的分布性以及电视的真实性为一体，具有明 显的优越性，因而成为当今计算机领域的一个研究热点。 随着网络技术的发展，视频会议系统也经历了从基于p s t n 的会议系统、基 于i s d n 的会议系统到基于l a n 的产品，未来将以i n t e m e t 上的组播视频会议为 中心。电视会议出现以来，市场上涌现了一批又一批优秀的多媒体视频会议产品， 如由c o m e l l 大学开发的c u s e e m e 、s u nm i c r o s y s t e m s 公司的s h o w m e 以及微软 的n e t m e e t i n g 等等。i t u t 基于分组交换网的多媒体会议系统标准h 3 2 3 建议 推出后，更是推动了多媒体视频会议的发展，各大厂商纷纷推出自己符合h 3 2 3 标准的多媒体视频会议系统。 纵观这些视频会议系统，都更加强调了音频和视频的质量，而数据业务并未 给予足够的重视。从电话会议发展到电视会议，参加会议的人员不再仅仅只能听 到主席的声音，而且可以看到图像，远端会场对会议重点内容的把握可以通过主 席的声音和图像来加深理解，会议传达的信息有了更大的提高，会议的效果有了 很大的改善，会议效率得到提高，但这并不能从根本上改变会议的组织形式。随 着视频会议系统应用越来越广泛，仅有音频和视频的信息并不能够满足人们的需 要，只有加入了数据会议才能使会议系统更加丰富，同时也意味着视频会议系统 1 北京邮电大学硕士学位论文 有了质的变化。比如在召开会议时需要传达会议文件，如果会议的基本组织方式 为仅主席宣读和远端聆听，实际要传达的文件不可能及时准确完整地传送到参加 会议的所有远端会场，远端也就不可能就传达的文件及时提出自己的建议在会场 讨论。在视频会议中加入数据业务，较好的解决了这一问题。 多媒体会议系统的数据业务，主要指在会场中加入智能终端，尤其是计算机， 通过计算机终端，会场可以把会议文件传送到会场的所有终端，通过共享白板、 应用共享等工具就所关心的问题展开讨论等。数据会议可以单独存在，也可以作 为多媒体会议系统的一部分存在。当会议的重点在于讨论问题时，数据业务就成 为会议的核心，此时声频和视频在系统中仅仅是为讨论的问题或传达的文件提供 声音和图像，这两种媒体均服务于会议实际讨论的内容，能为会议内容提供实际 载体的是数据业务。随着计算机的和其它视频投影设备的应用，数据业务将成为 视频会议的主要部分。 多媒体视频会议系统中引入了数据业务，大大扩充了其应用范围，它可以应 用在以下领域： ( 1 )商业会议 这是视频会议系统最初也是最主要的用途，是提供远端双方的对面会谈，因 此而达到会议目的，其最直接的效益是节省了因会议而造成的各种费用及时间支 出。加入了数据业务后，视频会议更显示出它的优越性，会议过程中可以及时分 发会议文件、对某一问题进行协作讨论并可随时保存讨论结果。 ( 2 ) 远程教学和技术培训 通过此系统使教育和专业培口i ij e 务到每一个人成为现实，而且不受财力和地 域等不利因素的限制，给学生更多的机会参加特殊教育计划、高层次或继续教育， 而且兼顾了传统教学的所有优点。此外，利用此系统进行远程教学，提供学生、 教师和专家间的协作式学习，可以充分利用全国的教育资源，提高教学质量和效 率。对企业而言，全球性的竞争和不断变化的市场环境要求雇员能同时得到培训 并尽快充实最新产品和技术的知识，而又不产生到不同地点举行培训活动的高额 费用。 ( 3 )远程医疗 在分散于异地的医院之间部署视频会议系统，不仅可提高医疗质量降低医院 北京邮电大学硕士学位论文 协、怍会渗医疗的目的。加入了数据业务的医疗系统，可以及时地把医疗数据、放 射图像医疗记录从一个地方传到其它地方，医疗专家可以不受地域限制与同事协 同工作。此外，还可以通过扩展一些特殊的数据业务应用来达到某些特殊应用， 如将数据库加到会议中来使之成为共享的数据库，可以实现相对小规模的医院共 享大医院的完善医疗案例库和病例库，从而可以节省资源，提高医疗和诊断质量。 ( 4 ) 办公自动化 应用于需要很强调协作性的办公领域，如报社、出版社、银行等领域，实现 多人多机异地的办公自动化。在这种应用场合，没有数据业务就无法开展工作， 数据业务成了最重要的业务。 此外，包含数据业务的视频会议系统还可以用于军事领域、交通领域、协同 科学研究和协同创作等领域。 正是由于会议系统中数据业务的需求越来越旺盛，应用领域也越来越广泛， i t u t 制定了专门用于数据会议的t 1 2 0 系列协议。 t 1 2 0 标准是国际电信联盟( i 丁u t ) 的声像小组推出的多媒体通信标准， 它除了可以独立地支持包括数据、图像、声音和图像在内的多媒体数据外，目前 更多的是作为其它h 系列的视听系统的数据功能的增补和补充。正是它突出的 数据功能，使现有视听会议能实现文件、资源和电子白板共享，从而提供协同工 作等更高层次的应用。 t 1 2 0 标准是由一系列支持多点数据通信和应用的协议和服务组成。这些多 点服务功能是协同工作应用的重要组成部分。这个领域包括桌面数据会议、群体 应用和网络游戏等。 t 1 2 0 是由国际电信联盟制定的数据通信业赛中领头人定义的开放通信标 准。大约有1 0 0 家国际公司如a p p l e 、a t & t 、b r i t i s ht e l e c o m 、c i s c o 、i n t e l 、 m c i 、m i c r o s o f t 和p i c t u r e t e l 等已经宣布将支持t 1 2 0 标准并提供相应的服务。 1 2 论文的结构 论文的结构安排如下： 第一章：绪论。主要介绍了视频会议的历史、现状和作用，重点介绍了数据业务 在视频会议中的作用、数据会议应用的领域及其研究意义。 北京邮电大学硕士学位论文 第二章：数据会议标准一一1 2 0 标准。 阐述了基于i t u tt 1 2 0 的实时多点数据通信的主要内容以及系统框 架，并介绍了t 1 3 0 和t 1 2 0 的未来发展。 第三章：多点通信服务一t 1 2 2 1 t 1 2 5 标准 分析和研究了多点通信服务( m c s ) ，包括m c s 的系统结构、相关的 重要概念、服务原语、协议机制等内容。 第四章：一1 2 2 资源管理的改进 提出了t 1 2 2 资源管理的一种改进方案，并给出了仿真结果。结果表明： 改进的方案降低了响应时闻，减少了服务提供者上的连接负载和节点负 载以及队列长度。尤其是当位置更新在本地时，这个改进更加明显。 第五章：通用会议服务一t ，1 2 4 标准 分析和研究了通用会议服务t 1 2 4 ，包括g c c 中的重要概念、功能、系 统模型、会议结构与角色权限分配。 第六章：数据会议控制系统的研究与实现 阐述了将t 1 2 0 和c o r b a 结合使用的会议控制系统的合理之处，并引 入了一种基于j a v a 平台的实现，该会议系统框架符合t ，1 2 0 协议控 制部分又继承了c o r b a e v e n ts e r v i c e 的机制。 北京邮电大学硕士学位论文 第二章数据会议标准t 12 0 标准 2 1t 1 2 0 系列协议 t 1 2 0 系列协议是由国际电信联盟i t u t 制定的，用于计算机多媒体会议环 境的多点数据应用服务的标准。它包括一系列支持实时和多点数据通信的通信协 议、应用协议和服务协议。通过 1 1 2 0 系列协议可以实现计算机数据会议中的文 件传输及各种多用户的数据应用，包括电子白板、应用程序共享和文件传输等。 t 1 2 0 系列协议是一个层次形的协议族。t 1 2 0 协议族可以包含在h 系列协 议框架之中，也可以独立出来专门支持数据会议。 作为一个满足t 1 2 0 系列协议的计算机会议应用系统，它必须满足系列协议 中底下3 层定义的规范，这3 层共同构成了整个数据会议以及写作应用的通信基 础。实际上，t 1 2 3 、 1 1 2 2 t 1 2 5 、t 1 2 4 协议也是基于t 1 2 0 协议的计算机数 据会议的核心机制之一。 t 1 2 0 系列协议适用于许多不同类型的网络，如p s t n i s d n c s d n p s d n b - i s d n l a n 等，使得在不同网络上的会议终端实现无缝连接。 t 1 2 0 系列协议可以支持一个或多个同时进行的会议，一个会议终端可以同 时参加多个会议。 2 2t 1 2 0 协议的分层结构 从应用的分层角度来看，t 1 2 0 系列协议是一个自上而下的十分清晰的分层 结构。t 1 2 0 系列协议的整体结构依赖于各层的协议定义和层间的服务定义，每 一层都假设其下层存在，分层化的结构以及各层之间的服务定义构成了t 1 2 0 的 分层结构模型，如图2 - 1 所示。 从图2 - 1 所示中可以看到，t 1 2 0 协议族分好几个层次。从底层开始自下而 上越往上越接近应用。在i 1 2 0 的分层结构中，上层依赖于下层提供的数据通信 服务，每一层也向上提供它自己的数据服务。同时在不同应用实体的对等层之间 通过传递协议数据包p d u 来进行通信。 北京邮电大学硕士学位论文 图2 - 1t 1 2 0 系列协议的分层结构图 在t 1 2 0 的分层结构中也可以分成两大部分来考虑，即底层的核心通信架构 和高层的应用协议。 2 3t _ 1 2 0 系列协议总体介绍 1 1 2 0 系列协议的一个主要特点是提供多点操作，它为多媒体会议确定了一 些独立于底层网络的多点数据通信服务。 1 t 1 2 0 多媒体会议数据协议( d a mp r o t o c o l sf o rm u l t i m e d i ac o n f e r e n c i n g ) t 1 2 0 是一个综述住的建议，它说明了t 1 2 0 系列协议的使用环境、能力、 北京邮电大学硕七学位论文 网络拓扑结构、系统模型、静态资源的分配等。t 1 2 0 系列协议可以用在多种不 同类型的网络上，它能使连接在不同网络上的终端毫无区别的互连。t 1 2 0 网络 拓扑结构如图2 2 所示。 t 1 2 0 采用星型网络拓扑结构，在网络中需要一个多点控制单元m c u ( m u l t i p o i n t c o n t r o l u n i t ) 与其它m c u 或终端相连接，并将数据分发到这些m c u 或终端上。 t 1 2 0 提供一些基础结构来支持多种类型会议，使之适用于不同网络环境。 图2 3 示出建立在不同网络上的t 1 2 0 会议模型。 多 ( a ) 最简单的点对点连接 ( b ) 终端作为桥接的链式连接 ( c ) 由3 个m c u 提供多点连接的拓扑结构 图2 - 2t 1 2 0 的拓扑结构 图2 - 3 建立在不同网络上的r 1 2 0 会议模型 t 1 2 0 系统模型由通信基础结构和一些应用层协议组成，它们是：用户应用 程序( u s e r a p p l i c a t i o n ) 、应用层协议( a p p l i c a t i o np r o t o c o lr e c o m m e n d a t i o n s ) 、 节点控制器( n o d ec o n t r o l l e r ) 和协议基础结构( t 1 2 0i n f r a s t r u c t u r e r e c o m m e n d a t i o n s ) 。其中，用户应用程序和节点控制器在t 1 2 0 中没有定义，通 北京邮电大学硕士学位论文 过协调通信资源的使用，t , 1 2 0 支持多个用户应用程序在同一个会议中的并发操 作，节点控制器是i 1 2 0 会议的管理者，它通过向会议控制发送原语来控制会话 ( s e s s i o n ，通常节点控制器应当是应用程序的一部分，用来进霉亍会议的初始化 及管理等。 2 t 1 2 1 应用程序模板g a t ( g e n e r i c a p p l i c a t i o nt e m p l a t e ) 图2 一4 表示了t 。1 2 1 模型。t 。1 2 1 为 1 1 2 0 的资源管理提供了基本应用模板， 是开发人员构建应用协议的向导。t 1 2 1 对于标准应用协议来说是必须的，而对 于非标准的应用协议，i t u 也建议使用g a t 模板。t - 1 2 l 所定义的模板保证了各 个应用层协议闯的一致性。在t ，1 2 1 的模型里，g a t 定义一个通用的应用资源管 理器a r m ( a p p l i c a t i o nr e s o u r c em a n a g e r ) 。a r m 为应用服务单元a s e ( a p p l i c a t i o n s e r v i c ee l e m e n t ) 提供一般会议控制g c c ( g e n e r i cc o n f e r e n c e c o n t r 0 1 ) 取多点通信服务m c s ( m u l t i p o i n t c o m m u n i c a t i o ns e 科i c e ) 等资源的管 理服务。 图2 - 4 通用t 1 2 0 应用协议实体框图 g a t 是实现t 1 2 0 多媒体会议应用的通用模板，它负责管理应用层协议所用 到的m c s 及g c c 资源，以及加入应用层协议会话等，从而使应用层协议可以 只描述自己所提供的服务而不涉及资源管理等方面，g a t 提供的功能是所有标 准或非标准应用协议所需要的，应用层协议使用g a t 可以保证应用层协议的一 致性。 除加入和离开会议外，g a t 还负责管理动态和静态通道、动态和静态令牌 及旬柄等。其中，静态通道和令牌的使用要由t 1 2 0 系列中的标准应用层协议来 北京邮电大学硕七学位论文 指定，动态通道和令牌的管理都是通过注册表( r e g i s t e r ) 来实现的。 3 一致的网络传输栈定义t 1 2 3 t 1 2 0 应用期望下层能够提供可靠的协i 义数据革) 记( p r o t o c o ld a t au n i t s ，p d u l 传输，并对数据进行分片和序列化操作。所以由 1 1 2 3 分别声明了在p s t n i s d n ，c s d n p s d n b i s d n l a n 等网络上的传输。t 1 2 3 为多点通信服务( m c s ) 层提供了一个统一的o s i 传输界面和服务( 符合x 2 1 4 x 2 2 4 的服务定义要求) 。 图2 5 以t 1 2 6 为例说明了t 1 2 3 在t 1 2 0 会议中的位置。 图2 5 t 12 3 在会议中的位置 4 多点通信服务( m c s ) _ t 1 2 2 门r 1 2 5 m c s 提供一种通用的多点的和面向连接的数据服务，它是为高度交互性的 多媒体应用提供的基本服务。它包括在t 1 2 2 和t 1 2 5 两个建议中，2 1 2 2 定义 了多点通信服务，t 1 2 5 则声明了数据的传输协议。它们共同构成了m c s - t 1 2 0 数据会议多点“引擎”功能的主要部分。 m c s 将底层提供的点对点连接映射为一个m c s 域。个只有两个节点的 m c s 域与传统的点对点通信模式，但它能够随时加入更多的节点。每个加入m c s 域的节点是有序的，m c s 用户首先在它的m c s 提供者与远端提供者之间建立 m c s 连接，这一连接组成用户可以加入的域，在其它节点上的用户可以与已经 成为域的组成部分的节点建立m c s 连接，从而加入这一域，这些节点按序组成 树结构，在顶节点的m c s 提供者是该m c s 域的资源管理者。一旦m c s 域建成， m c s 用户可以加入适当的通道以接收数据。m c s 支持一种在m c s 域建立时就 存在的静态通道，以及包括广播、私有、单成员通道在内的三种动态通道，通道 9 北京邮电大学硕七学位论文 的使用与应用程序有关。m c s 管理下层的点对点传输连接，并将它们映射到一 起以便为上层提供一个多点环境。 5 会议服务( g c c 卜t 1 2 4 通用会议控制为上层应用提供了能建立和管理多点会议的一套完整的会议 管理功能，它最重要的职能是管理会议中所有节点和应用的信息。g c c 的核心 是一个关于各种会议状态的信息库。通过g c c 提供的机制，应用程序创建会议、 加入会议、或邀请他人参加会议。 g c c 为会议的管理、m c u 和会议终端的控制提供了一个上层的框架结构。 它包括基本的会议控制功能( 如会议的建立和终止、会议中各种列表的管理等) ， 以及其它一些杂类的服务功能。g c c 为设置和管理多点会议提供了一组服务， 协调m c s 通道和令牌的使用。通过g c c 的控制，节点能在任何时候加入和离 开会议，也可以使用g c c 提供的原语来查询m c u 以找到指定的会议。在会议 中，应用程序能动态启动、使用和关闭。作为管理角色的一部分，g c c 提供者 可以交换一些关于当前的应用及其能力的信息。 6 静止图像和批准协议t 1 2 6 t _ 1 2 6 协议，简称s t ( s t i l li m a g e ) 协议，支持共享电子自板和硬拷贝图像 交换，可以进行基本的鼠标及键盘事件交换，在白板中可以实现静止图像交换、 文件标注( 包括字体和颜色) 、绘图( 包括点、线、圆、椭圆、矩形等对象以及 颜色、尺寸、填充色、线性等属性) 等，具有编辑、删除、选择、复制、粘贴等 功能。 7 二进制文件的传输协议t 1 2 7 1 1 2 7 建议支持多点二进制文件传输，使用m c s 可以同时发送多个文件。 此建议支持：1 多个文件同时发送；2 文件向会议所有终端广播发送；3 有 选择的向某些终端发送文件；4 重新获取远端文件；5 文件的中断续传；6 远 端路径访问。 8t 1 2 8 应用共享协议 t 1 2 8 协议支持多点应用程序共享，将在一个终端运行的应用程序通过共享 系统在会议中其它终端显示出来，用户间能彼此感知对方，能实时地观察到其它 用户对共享应用的操作及其结果。各个终端也可以对应用程序进行控制操作，如 北京邮电大学硕士学位论文 同这个共享的应用程序运行在自己的终端一样，从而使一个单用户应用程序成为 多用户应用程序，达到协同工作的目的。 2 4t 1 2 0 协议的批准和未来的t _ 1 3 0 标准 i t u 在1 9 9 3 年3 月到1 9 9 5 年3 月之间，批准了多点通信协议的基本框架 ( t 1 2 2 、t 1 2 3 、 1 1 2 4 和t 1 2 5 ) 。在1 9 9 5 年3 月批准的第一个应用协议是t 1 2 6 和t 1 2 7 。总体框架t 1 2 0 协议是在1 9 9 6 年2 月被批准的，同时还批准了 t 1 2 1 ( g a t ) 。 随着研究工作的深入，在数据会议中增加实时语音和活动图像的媒体，针 对其进行多点会议控制，就成为这一系列标准扩展的需要。同时市场也需求既有 语音图像，又有各种数据( 如电子白板、静止图像、文件传输等) 的多媒体的协 议体系的出现。为了解决这个问题，i t u t 又制定了t 1 3 0 多媒体电视会议中的 视听控制协议。 t 1 3 0 系列建议为视听控系统( a v c ) 制定了基本框架，并提供了管理和 控制机制以及系列服务。这个体系支持在多媒体会议环境中使用实时数据流和 服务。这些服务包括数据流识别、视频交换、语音混合、远端设备控制等等。 工1 3 0 协议系列是建立在已有i t u t 会议建议基础上的，如h 3 2 3 视听会议、 t 1 2 0 多点数据会议。t 1 3 0 系列也与h 3 2 3 系统完全兼容。 t 1 3 0 适用于任何多点视听会议。它依靠g c c 和m c s 服务传送控制数据， 而音频和视频流则由于实时数据流量的传输要求，通过独立的逻辑通道传输。 2 5t 1 2 0 应用前景 电信会议团体是最早采用t 1 2 0 标准技术的。由于其技术覆盖广泛，许多应 用软件服务商和设备商都可以很有效的采用t 1 2 0 技术。 这一技术规范在迅速扩展，将超越当前的个人化产品模式。在未来的几年内， 我们将成为新一代应用软件开发的见证人：一种协同多方工作的软件。独立软件 服务商已经开始采用t 1 2 0 技术以使公用桌面应用软件具备实时协同工作能力， 如文字处理等。工程产品也开始采用t 1 2 0 技术，如计算机辅助设计软件。其它 对t 1 2 0 有兴趣的还有传真、远程控制、图像文件的开发商，如l o t u s n o t e s 。 北京邮电大学硕士学位论文 随着t 1 2 0 技术的广泛应用，网络设备提供商已经注意到此项技术。对于 p b x s 、网桥、h u b 、路由交换器的厂家来说，t 1 2 0 为他们的网络产品能力的增 加提供了很好的机遇。在短时间内，具备这些特征，在竞争优势上就存在着更多 的机遇。而在不久的将来产品支持t 1 2 0 将成为必须的特征。 可以预见：t 1 2 0 技术将广泛应用到交互式视频、网络游戏、模拟仿真等领 域。 2 6 本章小结 本章阐述了基于i t u tt 1 2 0 的实时多点数据通信的主要内容以及系统框 架，并介绍了2 1 3 0 和t 1 2 0 的未来发展。 北京邮电人学硕十学位论文 第三章多点通信服务 多媒体数据会议是一个多方参加与会的。多方的参加需要有一个控制与服 务，这个控制与服务就是多点数据通信控制与多点数据通信服务。在一1 2 0 协议 族中，t 1 2 2 t 1 2 5 协议就扮演了这个角色。 3 1 t 1 2 2 几1 2 5 协议 多点数据通信服务( m c s ) 是数据会议系统中最基本的功能之一，同时也是计 算机会议系统中实现其它功能的基础。实际上，所有的上层应用都通过m c s 提 供的服务向其它与会节点发送数据。t 1 2 2 和t 1 2 5 共同构成了m c s 多点通信服 务的定义和实现建议。 t 1 2 2 设计了基于m c s 连接( m c sc o r m e e t i o n ) 、域( m c sd o m a i n ) 、通道 ( c h a n n e l ) ：f n 令牌( t o k e n ) 的体系结构，用于实现计算机会议中的多点通信和资源 的分配管理功能。 参加会议的不同节点通过m c s 连接构成了域，通常可将一个域理解成一个 会议，通过域将不同的节点联系起来，所有的应用和数据传输都在域的范围内进 行。为了实现域中数据传输的有效管理和控制，m c s 引入了通道的概念。令牌 也是m c s 提供的一项重要功能，通过令牌的抓取、传递、约束、释放和查询等 操作来实现会议可用资源的管理和分配。 一1 2 5 是t 1 2 2 多点通信服务定义的协议实现细节说明，主要完成多点通信 域、多点通信通道的管理，以及通过服务协议的设计实现向上层屏蔽具体的通信 网路及其网路传输服务协议细节。在t 1 2 5 中详细分析了实现m c s 的数据传输 的协议单元( p d u ) 的定义和结构。 3 2m c s 的系统结构 本节将从m c s 的系统组织结构以及从实现m c s 服务角度的m c s “宏观”和 “微观”结构这三个方面来讨论整个m c s 的系统结构，在此之前先要对m c s 中 的几个重要的概念做一个解释。 北京邮电人学硕士学位论文 3 2 1 m c s 的重要概念 1 m c sp r o v i d e r ：m c s 服务提供者是m c s 系统中的一个基本实体，它直 接与上层的应用程序实体和下层的传输层实体进行交换。对等的m c s p r o v i d e r 之间可以相互通信传递协议数据单元并以原语的形式提供和 使用服务。 2 m c s d o m a i n ：m c s 域是由m c s 连接所形成的一个树型层次结构，包 括多个m c sp r o v i d e r 。一个域为相互连接的m c s 用户划分了数据传输 的边界。 3 m c sc o n n e c t i o n ：一对m c sp r o v i d e r 之间的传送连接( t c ) 形成了 m c s 连接，同时这种连接规定了两个m c sp r o v i d e r 之间层次上的高低， 具有方向性。 4 t o p m c sp r o v i d e r ：在每个m c s 域中，存在一个m c sp r o v i d e r 只有向 下的m c s 连接，没有向上的m c s 连接，它就是t o p m c sp r o v i d e r ，它 一般是这个m c s 域中所有通道、用户i d 及令牌资源的同一管理者。 在一个m c s 域中只能有一个t o pm c s p r o v i d e r 。 5 m c s a p ：m c s 服务访问点是m c s 用户访问m c sp r o v i d e r 服务的接口。 6 m c sa t t a c h m e n t ：m c sa t t a c h m e n t 使得一个m c s 用户通过m c s a p 绑 定到m c sd o m a i n 上，m c s 用户根据m c sd o m a i ns e l e c t o r 来识别不同 的m c s 域。进行了a t t a c h 之后，将从域的资源管理者处得到域中唯一 的用户i d 。 7 m c sc h a n n e l ：m c s 通道是域范围内的地址，同一通道中的用户将能收 到发送到该通道中的数据，不是该通道内的用户可以向该通道发送数 据。m c s 通道是m c s 进行数据传送的手段，是一种逻辑上的组织方式。 8 m c st o k e n ：m c s 令牌是m c s 提供的资源和进程管理机制。 1 4 北京邮电人学硕士学位论文 3 2 2 m c s 的系统组织结构 c s 的系统拓扑如图3 一l 所示。图中，椭圆表示应用，矩形表示用户。实际 上，这里的用户指的是m c s 提供者( m c sp r o v i d e r ) 。虚线箭头代表“捆绑” ( a t t a c h m e n t ) ，实线箭头表示了_ c s 连接( m c sc o n n e c t i o n ) 。 图3 - 1一个典型m c s 拓扑图 从图中可以看出，t 1 2 2 定义的一个m c s 域是由一些m c s 服务提供者和它 们之间的m c s 连接构成的具有层次性的树状结构。 在一个m c s 域中只有一个t o pm c s 服务提供者，它只有向下的m c s 连接 而没有向上的m c s 连接。用户应用由每个本地m c s 服务提供者根据确定的本 地m c sd o m a i ns e l e c t o r 通过捆绑将自身绑定到一个域中。在同一个域中的m c s d o m a i ns e l e c t o r 在各个m c sp r o v i d e r 之间并不相同，但是在同一个m c sp r o v i d e r 上，不同的域必须对应不同的m c sd o m a i ns e l e c t o r 。 t 1 2 2 中定义的m c s 域是树状拓扑结构，但在实际应用中考虑到实现的方 便性往往将树状的结构简化为星型的结构。所以在通常情况下，多媒体数据会议 系统大多为星型结构。使用星型结构可以简化t o p m c sp r o v i d e r 对整个域中的信 息和资源管理以及简化树状结构中非叶节点对下层节点信息的记录和管理控制。 m c s 提供使用通道的数据传输方式，m c s 应用既可以向多个通道发送数据， 也可以连接到通道上以获褥所需要的数据信息。在会议的生命期内，通道可以动 态的被分配，m c s 应用可以同时使用多个通道号，提供了对此用户的点对点通 信方式。 同时，m c s 使用令牌来管理客户端的可用资源。令牌解决了资源的竞争， 为了保证多点应用程序所使用的资源在规定的时间内有且只有一个用户使用，对 北京邮电大学硕士学位论文 每种资源均可配备一块令牌。当资源相应的令牌处于空闲状态时，若有站点要使 用它，便可请求获取令牌。 3 2 3m c s 原语的调用分析 服务原语主要有四类，即请求( r e q u e s t ) 、指示( i n d i c a t i o n ) 、响应( r e s p o n s e ) 、 确认( c o n f i r m ) 。四类服务原语可能的调用序列如图3 2 所示。 每个m c s 原语都会有请求( r e q u e s t ) ，由m c s 请求( r e q u e s t ) 引起m c s 的动作。一般m c s 请求是由m c s 节点控制器或m c s 用户应用发出的要求执行 菜一特定的m c s 动作。从原语的目的方向上来看m c s 请求通常是指向m c s p r o v i d e r 的，而m c sp r o v i d e r 不会向m c s 节点控制器或m c s 用户应用发出m c s 请求。m c sp r o