（通信与信息系统专业论文）多媒体会议系统中会议管理子系统的设计.pdf

摘要 摘要 本文的主要工作是设计多媒体会议系统中的会议管理予系统。首先，本文对 c s c w 及会议系统的概念、分类作了分绍，并阐述了多媒体会议系统及其管理子 系统的组成；其次，对会议管理子系统的管理策略进行了研究，通过对t 1 2 0 、h 3 2 3 和s i p 中会议管理策略的研究与比较，得出了符合实际设计需求的会议管理策略； 最后，设计并实现了基于i p 组播的多媒体会议系统中的会议管理子系统。 关键词：c s c w 多媒体会议系统l p 组播会议管理 a b s t r a c t a b s tr a c t t h ep a p e rf o c u s e do nt h ed e s i g no fc o n f e r e n c em a n a g e m e n ts u b s y s t e mo f m u l t i m e d i ac o n f e r e n c e f i r s t l y , t h ep a p e ri n t r o d u c e dt h ec o n c e p ta n dc l a s s e so fc s c w a n dm u l t i m e d i ac o n f e r e n c e ，a n de x p l a i n e dt h ec o n s t i t u t i o no fm u l t i m e d i ac o n f e r e n c e a n di t s m a n a g e m e n ts u b s y s t e m s e c o n d l y , t h ep a p e r r e s e a r c h e dt h es t r a t e g yo f c o n f e r e n c em a n a g e m e n t ，t h r o u g ha n a l y z e da n dc o m p a r e dt h ec o n f e r e n c em a n a g e m e n t s t r a t e g i e so ft 1 2 0 ，h 3 2 3a n ds i p , w ec o n c l u d e dt h ec o n f e r e n c em a n a g e m e n ts t r a t e g y t h a tw en e e d e d f i n a l l y , w ed e s i g n e da n dr e a l i z e dt h ec o n f e r e n c em a n a g e m e n t s u b s y s t e mo fm u l t i m e d i ac o n f e r e n c eb a s e do ni pm u l t i c a s t k e y w o r d s ：c s c w m u l t i m e d i ac o n f e r e n c es y s t e mi pm u i t i c a s t c o n f e r e n c em a n a g e m e n t 创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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；也不包含为获得西安电子科技大 学或其它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做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：尘翘日期：全乙么! 笸 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕 业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。 学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全 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论文。( 保密的论文 在解密后遵守此规定) 同期：垒z 么兰笸 日期：乒上兰l 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 引言 由于信息技术的进步，特别是计算机技术和通信技术的突飞猛进，由两者的 融合而产生的计算机网络技术及其应用的发展，给协同科学方面的研究与应用提 供了更加强有力的支持。计算机支持的协同工作( c s c w , c o m p u t e rs u p p o s e d c o o p e r a t i v ew o r k ) 这一研究领域的出现是协同科学在信息时代的新发展。计算机支 持的协同工作是指地域分散的一个群体借助计算机及其网络技术，共同协作来完 成一项任务。c s c w 改善了人类的信息交流方式，简化并缩短了人类传递信息的 途径，消除了人们时空上的障碍，为时空上分散的人们提供了一个“面对面( f a c et o f a c e ) 和“你见即我见 ( w y s i w i s ，w h a t y o us e ei sw h a tis e e ) 的协同工作环境。 它节省了工作人员的时间和精力，也提高了工作质量和效率。计算机协同工作技 术将带来人们协作方式的变革，从而提高人们协同工作的整体效率。计算机协同 工作应用系统的发展和推广，将会改善人们交流信息、进行协作的方式；计算机 技术的发展必将走向协同工作的方向。 c s c w 是人类社会进入信息时代的必然产物，它是一个在现代社会中，以人 们协同工作方式为背景，以计算机和通信技术为基础的具有广泛应用前景的新兴 领域。近2 0 年来，计算机科学技术的发展为全球化的网络计算和协同计算创造了 环境，为c s c w 的研究和实现提供了技术保障。 在c s c w 系统的研究范围中，计算机多媒体会议系统是极其重要的一部分。 随着多媒体技术的飞速发展，对计算机多媒体会议系统的研究和开发可以使得人 们在异地就可以一起开会，讨论问题，协同工作。计算机多媒体会议系统可以给 人们带来极大的便利，使人们不用再为了相互交流而花去大量的时问和金钱在路 途上，并且计算机多媒体会议系统还能提供一些普通会议所无法提供的交流和协 作的功能及方式。在这种由远程多媒体会议而带来的人们工作、学习和生活方式 的巨大变革中，计算机网络和多媒体技术扮演了十分重要的角色。随着网络和多 媒体技术的发展越来越完善，多媒体会议系统带给人们的便利会越来越大，它将 会越来越成为人们工作、学习和生活不可缺少的工具。 目前的多媒体会议系统趋向于选择基于分组交换的网络作为承载，一方面是 由于互联网业务的成熟；另一方面原因是下一代网络( n g n ，n e x tg e n e r a t i o n n e t w o r k ) 仍然以l p 网络为基础实现三网合一的结构。基于i p 网络的多媒体会议系 2多媒体会议系统中会议管理子系统的设计 统将成为多媒体会议系统的主流。同时，考虑到网络负荷的问题，采用i p 组播技 术可以减少网络负荷，提供较好的服务质量( q o s ，q u a l i t yo f s e r v i c e ) 保证。 会议管理子系统是多媒体会议系统中不可缺少的子系统之一，其灵活有效的 会议管理机制将使多媒体会议系统在使用和管理上更加方便、高效。 本文正是基于以上的背景，对多媒体会议系统进行了深入的研究，并将精力 集中在了对会议管理方面的研究。通过对不同会议管理策略的分析、测试和比较， 设计出了适合于实际需求的会议管理策略，并最终完成了基于i p 组播的多媒体会 议系统中的会议管理子系统的设计与实现。 1 2 本文的主要工作及取得的成果 论文的选题来源于纵向项目“远程多媒体协同工作应用技术 ，其中多媒体会 议系统是多媒体协同工作应用技术的一个重要的研究与应用的分支体系。 本文的主要研究内容和工作目标是通过对多媒体会议系统中的会议管理子系 统这_ 课题的研究，最终设计并实现基于i p 组播的多媒体会议系统中的会议管理 子系统。 本文首先对c s c w 及会议系统的概念、分类作了介绍，并阐述了多媒体会议 系统及其管理子系统的组成；其次，对会议管理子系统的管理策略进行了研究， 通过借助于对t 1 2 0 、h 3 2 3 和s i p 中会议管理策略的研究与比较，得出了符合实 际设计需求的会议管理策略；最后，结合实际项目的需求，设计并实现了基于i p 组播的多媒体会议系统中的会议管理子系统。 在课题的研究过程，本文遇到和解决的问题主要有以下三点： 1 ) 会议管理策略的研究与设计。通过对t 1 2 0 、h 3 2 3 和s i p 中会议管理策略 的分析与比较，从中汲取经验，改正不足，设计出适用于实际项目需求的会议管 理策略。 2 ) 会议管理子系统的设计与实现。在会议管理策略的指导下，结合实际需要， 设计与实现会议管理子系统中各模块的功能及会议管理机制。 3 ) 基于a g e n t 模型的i p 组播数据跨路由器传输机制的设计与实现。由于目前 大部分路由器不开放组播功能，i p 组播还不能在广域网范围内得以应用，为使设 计的会议系统能够在i n t e r n e t 范围内得以应用，我们采用了基于a g e n t 模型的l p 组播数据跨路由器传输机制来解决这一问题。 第1 章绪论 3 1 3 本文的内容安排 以前面的讨论为基础，论文的后续章节将介绍研究工作的具体内容。各章节 内容具体安排如下： 第二章c s c w 及多媒体会议系统概述 本章对c s c w 及多媒体会议系统的概念与分类作了介绍，阐明了多媒体会议 系统及其会议管理子系统的组成。 第三章会议管理策略的研究与设计 本章对会议管理策略进行了研究与设计。研究了t 1 2 0 、h 3 2 3 和s i p 在多媒 体会议系统中的应用，及其它们在会议管理与控制方面所采取的策略，总结了 t 1 2 0 、h 3 2 3 和s i p 在应用于多媒体会议系统中的各自特性与不足，并在此基础 上，设计出了适用于实际需求的会议管理策略。 第四章会议管理子系统的设计与实现 本章详细阐述了会议管理子系统的设计思想与实现过程。首先对会议系统整 体架构的设计作了描述，之后对会议管理子系统中各模块的功能及会议管理机制 的实现作了介绍，最后讲述了基于a g e n t 模型的i p 组播数据跨路由器传输机制。 第五章论文总结与后续工作 第2 章c s c w 及多媒体会议系统概述 5 第2 章c s c w 及多媒体会议系统概述 本章首先介绍了c s c w 的定义与分类，然后讲述了作为c s c w 分支的多媒体 会议系统的概念与分类，最后阐述了会议管理子系统的组成及功能。 2 1 1c s c w 的定义 2 1c s c w 的定义与分类 计算机支持的协同工作定义为1 1 】：地域分散的一个群体借助计算机及其网络技 术，共同协调与协作来完成一项任务。它包括协同工作系统的建设、群体工作方 式研究、支持群体工作的相关技术研究和应用系统的开发等部分。通过建立协同 工作的环境，可以改善人们信息交流的方式，消除或减少人们在时间和空间上相 互分隔的障碍，节省工作人员的时问和精力，提高群体工作质量和效率，提高企 业、机关、团体乃至整个社会的整体效益和人类的生活质量。例如共享文件系统 提供了丰富的资源共享能力，电子邮件和多媒体会议系统提供了人与人之间便捷 的通信方式，工作流和决策支持系统提供了简单方便的组织管理功能。一个企业 如果有效地利用这些基本工具，用其去构造企业协同管理信息系统，必将提高企 业的管理水平和效益。 c s c w 是_ 个多学科交叉的研究领域，不仅需要计算机网络与通信技术、多 媒体技术等计算机技术的支持，还需要社会学、心理学、管理学等领域学者的共 同协作。计算机协同工作将计算机技术、网络通信技术、多媒体技术以及各种社 会科学紧密地结合起来，向人们提供了一种全新的工作环境和交流方式。其中，“共 同任务 和“共享环境”是c s c w 概念中最为关键的内容。 共同任务即合作者共同要完成的任务。在传统的分时系统中，多用户并发执 行相对分离、独立的任务，而不是针对共同任务进行工作。而像共同编辑或共同 编著系统，则是让一组编辑人员共同对某个数据实体进行编辑，系统负责协助工 作人员集中于同一任务，并通过密切合作和交流来完成任务。 共享环境即合作者处于某个可共享的环境。该环境将现场各种信息传送给所 有或一组参加者，使他们能及时了解环境中的各种情况，以便协同操作。电子邮 件系统对环境信息要求低，消息交流是异步的，而实时会议系统则需要同步地提 供会议环境和与会人员的声音及图象，并显示讨论的主题，为与会者提供视频、 音频和数据共享环境。 6 多媒体会议系统中会议管理子系统的设计 共享环境和共同任务都靠计算机支持，这一点有别于传统的依靠传送模拟信 号而形成的电话会议和电视会议。在c s c w 中，“计算机支持意味着它是基于计 算机的，计算机在其中充当了处理中心、协调者、存储器、通信控制等多重角色。 多媒体化的信息支持环境为协同工作提供了更接近于真实工作的环境。 一个完整的c s c w 系统框架如图2 1 所示： 2 1 2c s c w 的分类 各种c s 吨用系统 协同工作应用接口 协同工作支撑平台 开放互联环境 图2 1c s c w 系统框架 c s c w 应用分类的方式可以按照时间和空间特性来进行。从交互方式( 时间) 上考虑，协同工作既可以是同步的，也可以是异步的。同步方式的协同操作表示 合作者之间是紧耦合关系，即某个合作者的操作可以立即被群组中其他成员感知 到。而异步方式则表示合作者之间是松耦合关系，即合作者的操作结果不是立即 送给其他成员，而是在一段时间后才被其它成员知道。从位置( 空间) 上考虑，协同 工作可以面对面集中在同一个地方，也可以分散在不同的地点。因此，按照这样 的分类方式，c s c w 的典型应用可分为以下几种1 2 j ： 1 ) 消息系统：合作成员之间利用各自的电子邮件来交换结构化的信息对象， 即利用这种系统，一组分散在异地的人员可以通过交换邮件来协同工作。其特点 是对系统要求不高，用户可随处获得这种服务，也不要求合作方同时在场。这种 协同方式是异步的。 2 ) 本地会议室：提供一套专用设备，如大屏幕显示( 投影) 器、计算机、电视 机、若干单独的输入表决设备和控制终端等。其同步含义表现在会议室中全体成 员面对面地开会、表决和决策。 第2 章c s c w 及多媒体会议系统概述 3 ) 协同编著系统：为异步交互方式，即各协同工作者在共享文档的不同部分 工作和标注，其他人暂不能看到某协同作者的工作，当该作者完成一段内容后， 才允许其他人看。 4 1 会议系统：以会议形式进行协同工作的系统。按交互方式的不同，会议系 统分为异步会议和同步会议。实际中很少有纯粹的异步会议，而是同步会议中包 含部分异步交互方式，如对会议中央数据库的存取及会议中的电子邮件系统等都 属于异步交互方式。多媒体会议和实时会议属于同步会议。 2 2 1 会议系统的概念 2 2 会议系统的概念与分类 由上一节的论述可以得知，会议系统实际上属于c s c w 的一种应用形式。但 由于早期的计算机技术、网络通信技术、视频编码技术都很不成熟，所以到2 0 世 纪8 0 年代末，会议系统大多都是和电视技术、卫星通信以及电路交换结合在一起 的。早期的会议系统大多是通过一块共享的信息空间来实现的，如图2 2 所示。 直到2 0 世纪9 0 年代，真正的计算机多媒体会议系统才开始出现。它是一种 实时的会议系统，它不仅利用实时音频和视频这种现场感媒体，而且还充分利用 其它多媒体信息如图形标注、静态图像、文本等数据信息进行交流。与此同时， 会议系统的研究也越来越受到重视，相应的会议系统标准也逐步建立，如l t u 的 h 3 2 0 、h 3 2 3 、t 1 2 0 和i e t f 的s i p ，至今会议系统标准一直处于不断的完善之中。 图2 2 会议系统：【作模式 8 多媒体会议系统中会议管理子系统的设计 2 2 2 会议系统的分类 随着多媒体技术、计算机技术和网络技术的结合，会议系统已成为可用的协 作方式和通信工具，并得以快速发展。在这种情况下，各种类型的会议系统相继 出现，种类繁多。常见的会议系统可以按以下几种类型进行划分i z j ： 一、按会议设备配置划分 1 ) 会议室会议系统：会议地点安排在某个固定的专用会议室中，一般配置了 专用的硬件和软件、大屏幕显示器以及音响系统，通常使用专用的宽带通信信道， 能为与会者提供接近广播级的视频通信质量。 2 ) 桌面会议系统：把会议系统的硬件，主要是音视频编解码器和通信接口集 成到p c 中就可以构造成桌面会议系统。根据所使用的通信网络带宽的不同，视频 质量一般在专业级以下，能满足人们的基本要求。 二、按照计算机设备的使用划分 1 ) 电视会议：是一种用于会议用途的电视系统，传送的主要是音视频信号， 也可以用传真机和扫描仪等辅助设备传送会议文件。 2 ) 计算机会议：是一种基于计算机的会议。采用计算机对会议进行控制和管 理，可实现应用程序共享和工作空间共享等服务。 三、按照使用的信息流类型划分 1 ) 音频图形会议：音频图形会议主要利用语音进行多方交流，并辅以传真机 等通信设备传送图形文件。这是一种早期的会议系统形式。 2 ) 视频会议：在会议中，与会者不仅可以昕到对方的说话声，而且可以看到 对方的手势和面部表情。 3 ) 数据会议：数据会议是利用计算机在通信网络上进行的一种交换数据信息 的会议。会议可采用同步或异步形式，其终端上运行的是用户数据应用程序。 多媒体会议：不仅可以在与会者之间传递多媒体数据，而且该系统还支持 用户应用程序共享，以及提供讨论的电子白板和文字交谈程序。 5 ) 虚拟会议：是会议系统的高级形式。它与常规会议系统中所采用的独立视 频窗口形式不同，在虚拟会议环境中，多个与会者的图像统一出现在一种虚拟会 场中，表现形式可以是使用系统提取的运动参数驱动的活动人脸模型。 四、按照网络环境划分 1 、) 租用专线会议：该会议在租用的电路上进行，其带宽可以达到2 m b p s ，会 议图像话音质量高，但设备价格和通信价格昂贵，并且通常需要事先预约线路。 2 ) 局域网会议：目前许多企业和单位都建立了局域网，其带宽足以支持桌面 会议连接。 第2 章c s c w 及多媒体会议系统概述 9 3 ) 因特网会议：近几年来，因特网发展迅猛，世界各地的用户数激增，用户 可以很容易的在因特网上得到服务。由于t c p i p 协议对多媒体数据的传输没有根 本性的限制，通过协议的增强，因特网适合作为广泛的远程多媒体通信介质。由 于目前因特网的速率在各地域不平衡，会议中的视频质量还不高，但音频效果可 以接受。 2 3 多媒体会议管理子系统的组成及功能 2 3 1 多媒体会议系统的组成 计算机多媒体会议系统应有的各种功能都是借助于计算机来实现的，整个会 议系统是通过网络将各个计算机会议终端互连起来实现的。该会议系统除了要提 供音频、视频业务外，还应该提供如电子白板、应用程序共享等数据业务，同时 也应该能够通过计算机终端实施对整个会议的管理与控制。 整个计算机多媒体会议系统结构如图2 3 所示： 掣甲甲 相同点： 1 ) 都是采用紧耦合方式下的集中式会议组织模式； 2 ) 都可以支持不同网络环境下的多点会议； 3 ) 都是通过体系结构中各个单独的协议完成会议中对应的管理功能。 第3 章会议管理策略的研究与没计 不同点： 1 ) 在t 1 2 0 体系中是通过g c c 子层完成对会议的管理与控制，而h 3 2 3 是通 过m c u 及h 2 4 5 协议来实现对会议的控制的； 2 ) t 1 2 0 仅限用于多媒体数据会议( 数据、静止图像、白板等业务) ，h 3 2 3 适 用于真正的多媒体会议系统( 除支持数据业务外，还支持音视频等业务) ； 3 ) t 1 2 0 采用分层化的体系结构组织会议，h 3 2 3 则是通过提供给用户统一的 接口来实现会议，对接口类型作了详细的说明，而对会议本身的实现没有提出过 多过严格的要求。 h 3 2 3 与s i p 会议管理策略的比较 相同点： 1 ) 都提供呼叫控制、呼叫建立和呼叫删除； 2 ) 都支持多媒体会议； 3 ) 都支持多点会议。 不同点： 1 ) h 3 2 3 采用的是紧耦合方式下的集中式会议组织模式，s i p 采用的是松耦合 方式下的分布式会议组织模式； 2 ) h 3 2 3 采用t c p 方式建立呼叫连接，s i p 支持u d p 方式的呼叫； 3 ) s i p 支持分布式的组播功能； 舢在大规模应用时，h 3 2 3 中的集中式m c u 往往是瓶颈，系统可扩展性差， 而s i p 设计初衷就是为分布式的呼叫模型服务的，易于扩展； 5 ) h 3 2 3 中的会议管理策略庞大而复杂，通过各种信令对会议系统中的各个功 能都作了严格的规定与说明，而s i p 仅对会话的建立、会话属性的改变等作了简 单的规定，没有对会议中的具体管理措施作详细的讨论。 3 2 会议管理策略的设计 通过上一节对t 1 2 0 、h 3 2 3 和s i p 三大标准中会议管理策略的研究，我们从 中汲取经验并结合实际需要，设计出了项目需要的会议管理策略，在这一节中就 将从会议组织结构、会议管理方式、会议媒体类型管理等几个方面来对我们所采 取的会议管理策略进行充分的论证与说明，在下一章会议管理子系统设计与实现 的过程中就将遵循这些管理策略的设计思想，并将其融入到实际的设计与实现的 过程中，从而完成最终会议管理子系统的设计与实现。 2 6 多媒体会议系统中会议管理子系统的设计 3 2 1 集中式会议管理模式的选择 会议管理子系统要解决的关键问题是根据实际的需要实现会议结构的合理组 织，因此不同的会议组织方式，对于会议管理子系统的设计与实现有着密不可分 的关系。 在t 1 2 0 与h 3 2 3 中都采用了紧耦合方式下的集中式会议组织模式，每个会议 中都有一个会议主持人，通过会议的主持人实施对会议的管理与控制。对于集中 式管理的会议来说，会议中的所有信息由一个专门的会议服务器( 在t 1 2 0 中等同 于g c c 所在的物理设备，在h 3 2 3 中等同于m c u 所在的物理设备) 集中管理。会议 的参加方与会议服务器建立连接，并由此与其它参加方进行联系。会议管理的主 要功能也由会议服务器来完成。而s i p 采用的是分布式的会议组织模式。分布式 管理的会议系统没有专门的会议服务器，对会议的管理功能由所有参加方合作完 成。 总的来说这两种结构设计各有优缺点。集中式管理的优点是管理机制比较简 单和易于实现，便于进行会议信息的一致性控制；其缺点是会议服务器负荷过大， 失效恢复比较困难。分布式管理的优点是控制分散，便于分配负荷，可以高效利 用网络资源；缺点是会议信息分布管理具有一定的冗余，且其一致性维护比较困 难并增加了系统开销，设计复杂度高。 由于我们所要丌发的会议系统在实际网络中为特定的用户，同时参与会议的 用户数量在2 0 个终端以下，且在会议的角色扮演上需要区分不同的身份与地位， 因此我们将选择集中式的会议组织结构作为整个会议的管理模式，这样不但有利 于会议的统一管理与控制，而且会议系统的安全系数高，同时这样的系统设计也 是在现有网络环境和一般商用服务器负荷所能承受的范围之内。因此，在系统实 现的过程中，我们将在网络中设置一台会议服务器，由其完成整个会议的管理功 能。 3 2 2 会议管理方式的设计 在研究t 1 2 0 会议管理策略的过程中，其分层化的设计思想是值得借鉴的，它 将会议管理部分的功能紧密的与o s i 模型中的会话层功能相联系。我们将要设计 与实现的会议管理子系统所处的位置与t 1 2 0 中的g c c 是一致的，所要完成的会 议控制功能也是相似的。 在研究h 3 2 3 会议管理策略的过程中，它提供的统一的接口管理方式也是需 要学习和采纳的。会议管理系统作为多媒体会议系统中的子系统，它势必要与其 第3 章会议管理策略的研究与设计 2 7 它子系统进行交互与通信，通过采用接口的设计思想，就可以使得在设计的过程 中抛弃对其它各子系统功能细节的了解，将更多的精力集中于本系统的设计与实 现。 因此，在我们设计会议管理予系统的时候也将它的功能定位在会话层，并通 过设计统一的接口来实现会议管理子系统与其它子系统的交互，这样既可以使系 统的设计过程变的清晰、简单，又为同后系统的升级和完善提供了便利。 而在实际的设计过程中，我们并没有像h 3 2 3 中对于接口有着详细的说明与 管理，而是借鉴了s i p 会议管理策略中简单、灵活这一特点，在会议管理子系统 中没有对如何管理会议系统中的其它子系统作出详细而严格的规定，只是通过会 议管理系统所提供的各项管理功能为其它子系统提供相应的管理服务，不同的服 务由会议管理子系统中的相应模块来实现，通过模块间的相互配合，从整体上完 成对整个会议系统的管理与控制。例如在实际系统的实现过程中，我们就是将创 建会议、加入会议、媒体转换等会议管理功能集成在会议服务器上，并通过服务 接口的方式提供给用户，用户通过远程调用的方式即可获得相应的服务。 另外，在对会议管理的流程上，我们也借鉴了h 3 2 3 与s i p 的呼叫过程，在对 会议的控制过程中，采用信令的方式来实现诸如创建会议、加入会议、媒体转换 等过程，同样用t c p 作为信令的承载方式，这样做的好处是，可以提高会议系统 的可靠性，以保证会议系统正常、稳定的运行。 3 2 3 媒体数据传输策略的选择 由于我们所开发的会议系统是基于i n t e m e t 的，因此，在媒体数据的传输方式 上我们选择了i p 组播，即会议中所支持的媒体应用类型数据均采用l p 组播的方式 进行传输。 采用这一传输方式的主要原因是因为i p 组播允许将i p 数据报传输到一个由组 播群组( m u l t i c a s tg r o u p ) 所构成的主机集合，与传统的点对点数据传输方式相比， 这种传输方式的优点主要有： 1 、l 提高数据传输的利用率； 2 ) 无需知道目的主机地址，只需向指定组播地址投递； 3 ) 基于组播的应用在互联网环境中迁移简单容易，且支持新的应用类型； 4 ) l p 组播为会议系统中多媒体信息的多点传输提供了灵活高效的支持。 通过表3 1 的对比，我们可以清楚的看到采用i p 组播方式的会议系统与i p 单 播会议系统相比，有着明显的优势。 2 8 多媒体会议系统中会议管理子系统的设计 i p 单播会议系统 l p 组播会议系统 同一段链路可能存在多个相同同一段链路不存在冗余的数据 资源利用率的数据流，资源利用率低流，资源利用率高 占用的资源随用户数的增加而占用的资源不随用户数的增加而 规模扩展性迅速增大，规模扩展性差迅速增加，规模扩展性好 业务数据都要通过会议服务器业务数据不需要通过会议服务器 传输延时转发给各个用户，传输延时大发送给各个用户，传输延时小 一旦会议服务器发生故障，则整一台主机或链路发生问题，都只 健壮性个系统就会瘫痪会影响局部的数据传输 会议服务器对所有业务数据流 会议服务器不对业务数据集中处 系统复杂性集中处理，系统复杂性高 理，系统复杂度低 表3 1i p 单播会议系统与i p 组播会议系统的比较 综上所述，我们所设计的会议管理策略从会议组织结构上讲为集中式管理模 式；从管理方式讲上为基于服务的、开放式的会议管理模式；从媒体业务数据传 输类型上讲为基于i p 组播的多媒体会议系统。在实际会议管理子系统设计与实现 的过程中我们就将以上的会议管理策略融入其中，其具体设计与实现的过程见下 一章。 第4 章会议管理子系统的设计与实现 第4 章会议管理子系统的设计与实现 通过前面的章节了解了会议管理系统的基本概念、框架及会议管理策略后， 我们根据实际需要设计和实现了基于i p 组播的会议管理子系统。本章就将详细论 述该系统的设计思想和实现过程。 4 1 会议管理系统的设计与实现 4 1 1 会议系统整体架构的设计 通过第三章对会议管理策略的论述，我们得出了集中式的基于i p 组播的多媒 体会议管理系统。因此，我们所设计的会议系统的整体架构如图4 1 所示。 厂一 l ! 组 ! 播 ! 域 ! a l l i i 一 图4 1 会议系统架构 i i 组i 播i 域i b l l l i 会议管理中一t 二, ( c m c ，c o n f e r e n c em a n a g ec e n t e r ) 是会议系统的中心控制服务 器，是会议系统的核心，它将提供给参与会议的成员对于会议的管理与控制功能； 它也是会议系统的信息服务器，在其上保存有每个会议的信息及同志，及会议成 员的基本信息和密钥；同时，它还是i p 组播会议系统的数据转发中心。 3 0 多媒体会议系统中会议管理子系统的设计 会议终端( o r ，c o n f e r e n c et e r m i n a l ) 是会议系统在会议进行期间的实体，代表 着参与会议的每一位会议成员，与会成员从会议管理中心上获取管理会议、控制 会议的服务，整个会议在会议管理中心的调度与协调下进行。 由于i p 组播在广域网的传输需要组播路由器的支持，但目前i n t e r n e t 上的绝 大部分路由器并不开放组播路由功能，所以组播数据还不能在广域网范围内进行 传输。因此，在设计的过程中我们将参与会议的各成员划分为不同的组播域，在 同一组播域( 例如图4 1 中的组播域a 或组播域b ) 的各成员直接通过l p 组播的方 式实现组播通信，而对于两个不同组播域中的成员相互通信的问题我们是通过引 入基于a g e n t 的通信模型来解决这一问题的。对于a g e n t 机制的原理及实现方式将 在4 2 节中讲述。 4 1 2 会议规则的设计 为了便于理解我们所设计的会议管理系统，在此有必要先将会议系统中的会 议规则做以介绍。 一、会议成员及身份 1 ) 一个会议只有一位主持人； 2 ) 除主持人之外的其它会议成员可分为自由人和组员，自由人指未加入任何 会议的成员，组员指已经加入到会议某个组播域中的成员。 二、会议的开始与结束 1 ) 主持人创建会议，等待成员加入，同时开始会议； 2 ) 主持人退出会议，会议结束，这时其他成员自动全部退出会议。 三、主持人的权限 1 ) 主持人对会议具有最高的管理权限； 2 ) 主持人拥有对成员管理的功能，有批准成员加入会议的权限； 3 ) 主持人可以选定会议的媒体应用类型。 四、所有成员的权限 1 ) 会议成员之间可以自由使用会议提供的各种媒体类型进行交流； 2 ) 任一会议成员可以向全体或本组播域发送信息。 第4 章会议管理子系统的设计与实现 3 1 4 1 3 会议管理子系统中功能模块的设计 在2 3 2 小节中，已经讲述了有关会议管理子系统的概念并对其应有的功能模 块做了描述。因此，在实际设计和实现的过程中，我们将多媒体会议系统中会议 管理子系统划分为五大模块，其具体的相互关系如图4 2 所示。 图4 2 会议管理子系统模块关系图 图4 2 中各模块在会议管理过程中通过相互协同共同完成对会议的管理，其主 要功能可表述为以下几点： 1 ) 如果要创建一个新的会议，首先通过会议管理模块中的创建会议的功能发 起创建会议的请求，并在经过了成员管理模块对会议成员身份有效性的合法验证 后，就可以创建会议了。创建会议的时候需要将创建的会议的会议信息( 如会议的 名称、创建者、需要使用何种媒体类型等信息) 传递给会议信息维护模块，会议信 息维护模块记录并保存这些会议信息后，将会议信息简明列表返回给创建者，至 此一个会议创建成功。 3 2 多媒体会议系统中会议管理子系统的设计 2 ) 删除会议的功能，与会成员只有在获取到会议的控制权的情况下才能进行 此项操作。如果有删除会议的权限，即可通过会议管理模块中的删除会议功能， 删除相应地保存在会议信息维护模块中对应的会议。 3 ) 如果一个成员想加入某个会议，首先他必须通过成员管理模块的身份验 证，在通过身份验证后，会议信息维护模块会返回给要加入会议的成员当前的会 议信息列表，在得到会议信息列表后，此成员就可以选择要加入的会议了。在召 开会议的过程中，如果拥有对会议的管理权限，也可以通过成员管理模块对会议 的成员实施动态的管理，即可以批准新成员的加入，也可以实施对当前在会成员 的删除。 4 ) 根据会议创建时所指定的会议媒体类型，会议信息维护模块和成员管理模 块根据创建者提出的要求可以在会议开始时使相应的会议成员打开对应的媒体应 用；也可以是在会议进行过程中，随时打开需要的媒体类型。 通过上面的描述明确了各模块的具体功能，在程序设计的过程中采用的是面 向对象的思想，各部分功能模块类的声明如下： 会议管理类 c l a s sc o n f e r e n c e m a n a g e m e n t p u b l i c ： c r e a t e c o n f e r e n c e ( ) ：创建会议 d e l c o n f e r e n c e0 ：删除会议 j oin c o n f e r e n c e0 ：力口入会议 q u it c o n f e r e n c e0 ：退出会议 p r i v a t e ： c h a r * m _ c o n f e r e n c e n a m e ：会议名称 c h a r * m _ c o n f e r e n c e c r e a t e r ：会议创建者 c h a r * m _ m e d i a t y p e ：会议媒体类型 会议信息维护类 c l a s sc o n f e r e n c e i n f o p u b i i c ： r e c v c o n f e r e n c e i n f o0 ；接收会议信息 第4 章会议管理子系统的设计与实现 3 3 s e n d c o n f e r e n c e i n f o0 ：传送会议信息 s a v e c o n f e r e n c e i n f o0 ：保存会议信息 c l e a r c o n f e r e n c e i n f o ( ) ；清除会议信息 g e t c o n f e r 6 n c e i n f o0 ：获取会议信息 p r i v a t e ： c h a r * m _ c o n f e r e n c e n a m e ： c h a r * mc o n f e r e n c e c r e a t e r ： c h a r * m _ m e d ia t y p e ： c h a r * m _ n u m m e m b e r ；参与会议的成员数 成员管理类 cla ssm e m b e r m a n a g e m e n t p u b l i c ： a d d m e m b e r0 ：添加成员 d e l m e m b e r ( ) ：删除成员 m o d i f y m e m b e r ( ) ：修改成员信息 p r i v a t e ： c h a r * mm e m b e r n a m e ：成员名 i n t m _ p a s s w o r d ：成员密钥 i n t m i d ：成员i d 号 ) ； 媒体应用管理类 cla s sm e dia t y p e m a n a g e m e n t p u b l i c ： o p e n m e d i a t y p e0 ：打开媒体类型 c 1 0 s e m e d i a t y p e0 ：关闭媒体类型 a u d i o m a n a g e m e n t0 ：音频管理 v id e o m a n a g e m e n t0 ：视频管理 3 4 多媒体会议系统中会议管理子系统的设计 w b m a n a g e m e n t0 ：白板管理 s h a r e i n g m a n a g e m e n t0 ：共享应用管理 c h a n g e m e d i a t y p e0 ：改变媒体类型 p r i v a t e ： c h a r * m _ m e d i a t y p e ： 会议控制类 c l a s sc o n f e r e n c e c o n t r 0 1 p u b l i c ： m e m b e r v a li d a t e0 ：验证成员身份 k i c k m e m b e r0 ：踢除成员 a s s i g n0 ；赋予会议管理的权限 p r i v a t e ： c h a r * m _ c o n f e r e n c e n a m e ： ch a r * m _ m e m b e r ： c h a r * m _ m e dia t y p e ： ) ： 4 1 4 会议管理子系统中管理机制的设计 在完成了会议系统架构和管理模块的设计后，在这一小节中我们将结合图4 1 、 图4 2 及部分类代码具体说明我们是如何对整个会议系统进行管理与控制的。 在实际系统的实现过程中，c t 端应用程序只提供给用户操纵各模块的接口函 数，管理会议的五个模块所具有的功能都在c m c 端上实现。当某一个c t 在c m c 上成功创建一个会议后( 会议的创建者即为会议的主持人) ，c m c 将同时赋予会议 主持人对会议管理与控制的权限，对其开放各模块的功能，即会议的主持人可以 通过远程调用的方式请求c m c 为其提供服务，从而管理整个会议。c m c 对其它 非会议主持人的与会成员不提供会议管理与控制方面的服务。下面就将具体讲述 第4 章会议管理子系统的设计与实现 在会议管理过程如何创建、删除、加入、退出会议，及如何管理会议中的各种媒 体类型。 创建会议 创建一个会议的过程为：c t 首先向c m c 发出创建会议的请求，c m c 收到请 求后，由其上的会议控制模块中的m e m b e r v a l i d a t e 0 函数验证该成员的合法性及 其相关权限，如果创建会议的成员为系统的合法成员且具有创建会议的权限，则 允许该成员在c m c 上创建会议；该c t 通过调用会议管理模块上的 c r e a t e c o n f e r e n c e o 函数来创建会议，同时提交有关此会议的必要信息 佃c o n f e r e n c e n a m e 、mc o n f e r e n c e c r e a t e r 、mm e d i a t y p e ) ；c m c 将会把这些会 议信息通过r e c v c o n f e r e n c e l n f 0 0 函数接收下来，然后再通过s a v e c o n f e r e n c e l n f 0 0 函数将这些信息保存到会议服务器上，同时通过媒体应用管理模块中 o p e n m e d i a t y p e 0 函数打开相应的媒体应用类型通道；在上述过程成功完成后， c m c 会通过会议信息维护模块中s e n d c o n f e r e n c e l n f 0 0 i 丞l 数反馈给c t 端一个会议 创建成功的消息。创建会议过程如图4 3 所示。 c t 端c m c 端 图4 3 创建会议过程 3 6 多媒体会议系统中会议管理子系统的设计 删除会议 删除会议的功能是通过会议管理模块中删除会议函数d e l c o n f e r e n c e 0 来完成。 如果某个c t 为这个会议的主持人，则c m c 将会通过会议控制模块中a s s i g n 0 函 数把删除会议权限分配给该会议的主持人，使其具有操作删除会议这功能的权 限。非授权与会成员不具有删除会议的功能。 加入会议 想要加入当前会议的成员，先要发起加入会议的请求，经过c m c 会议控制模 块m e m b e r v a l i d a t e 0 区i 数进行身份验证，同时，c m c 将会把该成员请求加入会议 的信息通报给会议主持人，在经会议主持人批准后，该会议成员通过调用会议信 息维护模块中g e t c o n f e r e n c e l n f 0 0 i 函数来获取当前会议的信息，随后开启此会议需 要使用的媒体类型通道，完成加入会议的过程。其过程如图4 4 所示。 嵩 a 删 会议管理会议信息会议控制媒体醢，用管理 发出加入会议请求。 一 验证成员身份 r 合法 i _ 一 请求主持 捌 一 批准加入会议 爻馈会议信息 j 一 力i 叭墨a 义手 = 扣7 千j g 志体i 匝道 图4 4 加入会议过程 第4 章会议管理子系统的设计与实现 退出会议 退出会议有两种情形需要考虑，即会议主持人的退出和普通会员的退出。 对于会议主持人的退出分为正常退出和非正常退出两种情形。 如果会议主持人想要结束该会议，在它通过q u i t c o n f e r e n c e o 函数退出会议之 前，会向全体与会成员发送c o n f e r e n c et e r m i n a t e 消息，等到其它在会成员退出会 议后，便结束此次会议。 对于会议主持人非正常退出的情况，我们采取的是会议权限转让( 即将其中一 个会议成员提升为会议主持人) 的策略来保证会议的继续进行。所谓的会议权限转 让就是在会议正常进行期间，选取会议主持人所在组播域( 如果该组播域内无其它 与会成员，则在临近的组播域中选取) 中的一名与会者做为会议的备份主持人。备 份主持人采用i p 地址最小原则选出。在会议主持人没有发生意外的情况下，它定 时的向c m c 上的会议控制模块发送ia mo n l i n e 消息。如果经过一段时间c m c 上的会议控制模块中的此定时器超