多媒体会议系统集成框架的研究和实现

陈霞

摘要：为了解决各种异构多媒体会议系统之间难以互通的问题，结合基于应用层组播技术与代理机制设计和实现了能够让各个异构多媒体会议系统相互协同的集成框架。应用代理机制把各个异构系统封装成可以相互通信的协同群组，在Internet物理拓扑基础上部署一个连接各个协同群组的称为覆盖网的虚拟拓扑结构，以此为基础设施在各协同组之间构建数据组播树，实现数据的高效分发，提供各种协同服务和异构接入服务把各种异构系统封装成相互可以通信的协同工作群组。

关健诃：多媒体会议系统；应用层组播；代理机制；覆蓋

一、前言

随着计算机应用技术不断发展，各个高校已经建立了面向各类具体应用的信息系统，然而各个信息系统分布于不同的物理网络中，所使用的数据库管理系统也不一样。由于获取信息的渠道、时间等因素上的差异，以致大量信息难以在各应用系统问共享，同时带来了高昂的维护成本，因此如何将这些应用系统自然、有机地集成在一起发挥最大功效是一个关键问题。传统的应用集成模式Ⅲ是客户端一方直接向服务提供者发出请求，每个服务提供者的眼务地址和传输协议都是需要每个客户端的应用程序单独处理的，这样就暴露出服务地址和传输协议对客户端来说是透明的，容易引发安全隐患。

二、传统框架分析

1、传统框架业务集成方式

在框架下对第三方业务的集成，主要通过接入服务器的插件机制进行扩展。插件有接入服务器的主程序进行加载，插件启动成功后，一方面开始监听客户终端的请求，一方面与其对应的第三方业务系统建立连接，并给第三方业务系统提供通信接口。针对与每一个第三方业务系统，都需要开发一个服务插件，每个服务插件针对每一个第三方业务系统，都将建立一个消息通信的链路。当插件监听到客户终端发起业务请求时，开始与第三方业务系统通过单独的通信链路交互，第三方业务系统处理完请求后，将请求结果返回；当第三方业务系统通过通信接口给平台推送消息时，接入服务器的相关业务插件将消息解析，并根据消息内容将消息发送给对应的客户终端。

2、传统框架存在的问题

传统框架通过实现接入服务器提供的插件接口，来对通信平台进行扩展，在实验环境中，这种集成方式看似较为理想，然而从实际应用化的角度来讲，此架构存在着许多待解决的问题。

扩展性差、资源浪费：针对于每一种第三方业务系统，都需要一个服务器插件实现扩展，每一个服务器插件都会为对应的第三方业务系统提供一个通信接口。在业务集成方面，没有统一的接口，针对于每一种应用，程序员都要花费大量的精力进行私有协议的建立、定义消息格式和建立通信链路等开发，极大的增加了平台的扩展难度，降低了集成效率，使得代码的重用率极低，造成了大量代码资源和人力资源的浪费。

负载低：原有架构采用的是服务器插件直接与第三方集成业务交互的模式，当多用户大规模的同时对同一业务进行查询请求时，势必导致接入服务器因负载大而工作效率降低，实验效果也的确如此。因此，这种简单架构方式不适应大规模用户的并发访问。

维护困难：由于对第三方业务提供的接口不统一，因此针对于每一个第三方业务系统都提供单独的接口，都有各自不同的消息格式定义，当某一个业务的收发出现异常时，极其不利于对异常消息的定位，在平台的维护和性能知识的获取上十分困难。

三、新框架目标

现代统一通信平台系统的开发与应用在如何聚集开发各个模块、如何提高业务模块的灵活扩展性与动态集成性、如何提高系统模块的可重用性、如何让系统支持业务信息的大并发处理，支持高负载、如何让系统平台更加方便维护等存在着许多的困惑和难题，本框架的主要目标是设计出一种先进的体系结构。这种体系结构面向服务，基于分布式计算。

框架的主要功能是为各个功能模块提供一个运行的平台，为各个功能模块获取框架内的各种资源和数据提供服务。该框架主要的功能有：接入消息管理、平台通信管理、集成业务模块管理、对外业务消息路由管理。如图3-3所示，接入消息管理包括客户终端接入平台对第三方集成业务进行查询的消息管理与第三方业务系统对客户终端进行消息推送的消息的管理。平台通信管理是为了使得平台在大规模的并发数据访问时，能够稳定可靠的传输消息而对消息的传输实施队列式的管理。集成业务模块管理主要负责包括集成业务模块的注册、加载、启动、运行、更新、卸载等。对外业务消息路由管理主要平台向第三方业务系统进行业务查询时提供不同协议间的消息路由的功能。

四、集成框架的设计思想

Internet由大量异构的通信子网互联而成，当处于异构网络中的拥有不同处理能力的异构多媒体会议客户端参加同一个会议时，要求统一的协同框架能识别各个异构客户端的处理能力，并能够对媒体的编解码格式和发送带宽做出智能的调整。框架将使用代理机制把不同多媒体会议系统封装成能够相互通信的协同通信群组，简称协同组。每个协同组需设置一个代理节点，负责感知来自组外的消息，转换成组内的控制命令，并把组内的数据转发给其他协同组，将协同组的通信和协商问题统一成为代理节点间的通信和协商问题。

为了让协同组之间进行动态的交互，框架中还需要建立起多点传输机制。各个协同组之间根据实际的协同需求动态地建立多点传输通道，实现数据的传输和交换。目前Internet上并非所有路由器都支持IP组播，而且IP组播在可扩展性、可靠性和权限管理等方面还存在一些没有解决的问题。由于应用层组播可以使组通信减小对底层网络的特殊依赖，而且容易实现对QoS的支持，因此比较适合异构网络上的群组通信。

五、集成框架的体系结构

各个协同组内部是自治的，它们通过转发服务器形成的覆盖网连接起来。框架的网络拓扑结构是星型结构，以转发点形成的覆盖网为中心，各个代理服务器和与之对应的协同组呈辐射状分布在Internet上。覆盖网的组织与管理关系着信息传输的效率和可靠性。

集成框架的体系结构。整个框架可分为4个层次，底层是符种异构网络。第2层是数据分发层，提供异构网络上异种多媒体会议系统之间的组通信服务和数据处理服务。第3层是协同管理层，土要提供各种协同服务和异构接入服务，并负责对各协同组之间的协同工作进行管理。最上层为异构应用层，包括各种异构多媒体会议系统。

数据分发层包括会议控制服务器和转发节点。会议控制服务器为覆盖网的建立提供目录服务，允许转发节点在调用该服务注册自己所在的位置，维护覆盖网的拓扑结构。转发节点部署的原则是：不同的异构网络至少部署一个转发节点。考虑各种多媒体会议系统可能部署的范围和规模，以及转发点的数据处理能力，灵活地控制节点的数量。每个转发1点可以负责给零个至多个协同组转发数据，该转发节点和其负责的协同组形成了一个域，称为该转发节点的管理域。

异构应用层包含各种砰构多媒体系统，例如H.323系统、Admire系统、SIP系统和AccessGrid系统等。

六、集成框架的实现

1、会议控制服务器

会议控制服务器负责会议管理、资源管理、用户管理、权限管理等。它对外提供多种服务，主要包括协同服务和异构接入服务。

2、转发节点

转发节点负责数据的复制、分发、组成员的管理等，是数据传输的骨干，为各个协同组提供消息路由和转发服务。转发节点除了处理数据分发外，还提供媒体数据格式转换和媒体数据混合服务。由于不同协同组的用户有着不同的网络带宽和数据处理能力，因此转发节点根据自己的管理域中的协同组数据处理能力的不同来进行相应的媒体数据的编解码转换、多路音频的混合或者多路视频流的混合等处理。

3、应用层组播

转发节点之间首先形成一个相对稳定的覆蓋网结构，然后以此为基础设施，根据会议主题动态的创建组播树，用干传输会议的数据，包括多媒体数据和控制消息。

组播树是在覆盖网的基础上创建的，树的节点即为覆盖网的转发节点。数据在树的节点之间流动，数据最终的接收者是通过代理节点连接到转发常点上的协同组。

结束语

根据功能需求，将框架划分为不同的功能模块，并对改框架的各个功能模块进行介绍。其次对传统架构所存在的问题进行分析，并在原有架构的基础上提出改进目标。进而分析各个功能模块的功能需求，并对框架内部各个模块的工作机制进行了简单的介绍。

参考文献：

[1] 查欣.油田生产自动化系统集成方案设计与实现[J].油气田地面工程.2013（03）

[2] 黄坤 石朝明 董晓明 张剑.面向服务的舰艇作战系统集成框架研究与原理验证[J].中 国舰船研究.2013（05）