摘 要：本文簡要介紹了計算機(jī)多媒體會議系統(tǒng)的組成，重點分析和設(shè)計了計算機(jī)多媒體會議中的管理與控制子系統(tǒng)。利用Agent技術(shù)實現(xiàn)了IP組播數(shù)據(jù)在廣域網(wǎng)中的傳輸。

　　1 前言

　　計算機(jī)多媒體會議系統(tǒng)是一個以計算機(jī)為會議終端的會議系統(tǒng)。會議應(yīng)有的各種功能都是借助于計算機(jī)來實現(xiàn)的，整個會議系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)互連起來的。計算機(jī)多媒體會議系統(tǒng)除了要提供音頻、視頻業(yè)務(wù)外，還應(yīng)該提供如電子白板、應(yīng)用程序共享等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時也應(yīng)該能夠通過計算機(jī)終端實施對整個會議的管理與控制。

　　一個典型的計算機(jī)多媒體會議系統(tǒng)應(yīng)具有以下六大模塊（見圖1）：

圖1 多媒體會議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　■會議管理與控制子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)會議系統(tǒng)的管理與控制工作，是整個會議系統(tǒng)中必不可少的部分。

　　■視頻子系統(tǒng)，為會議提供需要的視頻服務(wù)。

　　■ 音頻子系統(tǒng)，為會議提供需要的音頻服務(wù)。

　　■白板子系統(tǒng)，為用戶提供文本、繪圖、文檔等共同討論的工作空間。

　　■共享應(yīng)用子系統(tǒng)，為其它終端用戶提供共享業(yè)務(wù)。

　　■通信支持子系統(tǒng)，負(fù)責(zé)屏蔽底層通信方式差異，提供具有特定服務(wù)質(zhì)量的通信服務(wù)。

　　2 會議管理與控制子系統(tǒng)的分析

　　作為一個會議的管理與控制系統(tǒng)應(yīng)該具備如下功能（）：

　　1） 創(chuàng)建、加入、退出、刪除會議

　　2） 會議信息的維護(hù)

　　3） 根據(jù)會議媒體類型的不同，打開或關(guān)閉相應(yīng)的媒體應(yīng)用

　　4） 對會議成員的管理

　　5） 會議領(lǐng)導(dǎo)權(quán)和發(fā)言權(quán)的控制

　　針對應(yīng)以上的功能，我們借鑒軟件工程中模塊化的理論將會議管理與控制子系統(tǒng)劃分為：會議操縱、會議信息維護(hù)、媒體應(yīng)用管理、成員管理和會議控制五大模塊。

　　會議操縱模塊的功能為創(chuàng)建會議、刪除會議、加入會議、退出會議。在創(chuàng)建會議的時候創(chuàng)建該會議的成員應(yīng)提供會議相關(guān)的全部信息。

　　會議信息維護(hù)模塊的功能為維護(hù)整個會議的各項信息。其中所要維護(hù)的主要信息有會議的創(chuàng)建者、會議的主題、會議的創(chuàng)建時間及預(yù)計會議的結(jié)束時間、會議所使用的媒體類型、參加會議成員等信息。

　　媒體應(yīng)用管理模塊主要用來根據(jù)創(chuàng)建會議時所指定的會議媒體類型來管理相應(yīng)的媒體應(yīng)用，會議中所用到的主要媒體類型有音頻、視頻、白板、共享應(yīng)用這幾種類型，同時可以指定是以點對點還是組播的方式提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)。

　　成員管理模塊主要是對參與會議的成員的管理。它主要實現(xiàn)的功能為對會議創(chuàng)建者和加入會議的成員合法身份的驗證和在會議創(chuàng)建時或在會議召開過程中發(fā)出對新參加會議成員的邀請及對現(xiàn)有與會成員的刪除，完成對整個會議過程中成員的動態(tài)管理功能。

　　會議控制模塊的功能體現(xiàn)為如何分配會議管理的權(quán)限。主要涉及到是否擁有創(chuàng)建和刪除會議的權(quán)限，有無對會議成員實施管理的權(quán)限，以及會議發(fā)言權(quán)的分配策略等。

　　圖2反映了這五大模塊在整個會議管理與控制過程中的交互關(guān)系。

圖2 管理與控制子系統(tǒng)模塊關(guān)系圖

　?。?）如果要創(chuàng)建一個新的會議，首先通過會議操縱模塊中的創(chuàng)建會議的功能發(fā)起創(chuàng)建會議的請求，經(jīng)過成員管理模塊身份有效性的合法驗證，即可將要創(chuàng)建的會議的信息傳遞給會議信息維護(hù)模塊，會議信息維護(hù)模塊記錄并保存此會議信息后，將會議信息列表返回給創(chuàng)建者，至此一個會議創(chuàng)建成功。

　　（2）刪除會議的功能必須在獲取會議的控制權(quán)的情況下才能進(jìn)行。如果有刪除會議的權(quán)限，及可通過會議操縱模塊中的刪除功能將保存在會議信息維護(hù)模塊中的相應(yīng)會議刪除。

　　（3）如果一個成員想主動加入某個會議，首先他必須通過成員管理模塊的身份驗證，在通過身份驗證后，會議信息維護(hù)模塊會返回給要加入會議的成員當(dāng)前的會議列表，在得到會議列表后選擇所要加入的會議。如果是被動加入（即會議的創(chuàng)建者在創(chuàng)建會議的同時，發(fā)出了對參加會議成員的邀請），則被邀請的成員在收到邀請的同時從會議信息管理模塊得到相應(yīng)會議信息列表，從而加入對應(yīng)的會議。在召開會議的過程中，如果擁有會議控制權(quán)，也可以通過成員管理模塊對會議的成員實施動態(tài)的管理，即可以邀請新成員的加入也可以實施對在會成員的刪除。

　　（4）根據(jù)會議創(chuàng)建時所指定的會議媒體類型，會議信息維護(hù)模塊和成員管理模塊根據(jù)創(chuàng)建者提出的要求可以在會議開始時使相應(yīng)的會議成員打開對應(yīng)的媒體應(yīng)用；也可以是在會議進(jìn)行過程中，隨時打開需要的媒體類型。例如可以通過會議控制權(quán)模塊、成員管理模塊、媒體應(yīng)用管理模塊的協(xié)同，隨時建立組播式的各種業(yè)務(wù)也可以根據(jù)需要建立某兩點成員間的點對點業(yè)務(wù)。

　　3 會議管理與控制子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

　　會議管理與控制要解決的關(guān)鍵問題是根據(jù)實際的需要實現(xiàn)會議結(jié)構(gòu)的合理組織。目前會議系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要有集中式和分布式兩種。對于集中式管理的會議來說，會議進(jìn)行的所有信息由一個專門的會議服務(wù)器集中管理。會議的參加方與會議服務(wù)器建立連接，并由此與其它參加方進(jìn)行聯(lián)系。會議管理的主要功能也由會議服務(wù)器來完成。分布式管理的會議系統(tǒng)沒有專門的會議服務(wù)器，對會議的管理功能由所有參加方合作完成。我們目前采用的是通信層分布式和應(yīng)用層集中式相結(jié)合的設(shè)計實現(xiàn)方案。

　　3.1 基于Agent的通信模型

　　在通信支持子系統(tǒng)中我們采用的是基于IP組播的群組通信方式實現(xiàn)的，針對目前對于大多數(shù)的廣域網(wǎng)中的路由器來說是不開放IP組播業(yè)務(wù)的，因此要想使整個會議系統(tǒng)在Internet上使用，就必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施來解決這個問題。我們采用的是通過組播代理（Agent）的方式來實現(xiàn)的（見圖3），即在每一個會議終端上都運行著一個組播代理的后臺程序。

圖3基于Agent的通信模型

　　Agent的基本功能為：○1接收本組播域中的組播數(shù)據(jù)，以單播的傳輸方式把它轉(zhuǎn)發(fā)到其它組播域中相應(yīng)的Agent;○2接收其它組播域中Agent發(fā)送來的單播數(shù)據(jù)，并在本地組播域中進(jìn)行組播。我們把負(fù)責(zé)上述轉(zhuǎn)發(fā)工作的Agent稱為主Agent,該組播域中的其他Agent稱為備份Agent.通常情況下，組播域中只有一個負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的主Agent,在各組播域之間，我們利用成熟的單播協(xié)議（TCP）建立主Agent之間的可靠連接，完成各組播域間數(shù)據(jù)的傳輸，從而實現(xiàn)組播業(yè)務(wù)在廣域網(wǎng)中的傳輸（見圖4）。

　　Agent除了要完成組播域內(nèi)的組播數(shù)據(jù)收發(fā)和域間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能之外，還需要感知網(wǎng)絡(luò)鏈接的狀況，當(dāng)組播域中的主Agent由于用戶請求或者斷電、崩潰等原因結(jié)束運行后，域內(nèi)的備份Agent必須及時的感知到這個情況，并采取相應(yīng)的策略互相協(xié)商從該組播域的所有備份Agent中自動選擇一個提升為主Agent.從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院瓦B續(xù)性。采用分布式Agent實現(xiàn)機(jī)制能夠保證各Agent之間作為后臺程序自由的切換[4],屏蔽了通信層上的細(xì)節(jié)，以透明的方式向上層業(yè)務(wù)提供服務(wù)，同時對于整個系統(tǒng)的抗毀性有較高的保證，不會因為某臺終端的問題而導(dǎo)致這個組播域中其它的成員也受其影響。

圖4組播在廣域網(wǎng)中的實現(xiàn)

　　3.2 CT/CMC的設(shè)計

　　采用集中式的設(shè)計思想（C/S模式）[2]就需要在整個系統(tǒng)中設(shè)立一個會議管理服務(wù)器即會議管理中心（CMC,Conference Manage Center）來實現(xiàn)對會議的管理與控制；加入會議的成員即為會議終端（CT,Conference Terminal）。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 CT/CMC示意圖

　　下邊將結(jié)合圖2和圖5,具體說明整個系統(tǒng)是如何工作的。其中CT基本只具有會議操縱模塊和媒體應(yīng)用模塊，而CMC上則擁有所有的功能模塊，因為所有的有關(guān)會議管理的機(jī)制都是通過CMC而實現(xiàn)的。

　　創(chuàng)建一個會議可以有兩種實現(xiàn)方式。一種是由CMC調(diào)用自身的會議操縱模塊在其上創(chuàng)建會議，要加入會議的成員經(jīng)過身份驗證后，CMC會通過會議信息維護(hù)模塊將會議信息發(fā)送給各成員，各成員獲得會議信息后方可加入相應(yīng)的會議中。另一種則是由某一個CT創(chuàng)建會議，

　　其過程為CT在本機(jī)上調(diào)用會議操縱模塊發(fā)出創(chuàng)建會議的請求；CMC收到請求后，由其上的成員管理模塊驗證其成員的合法性（有關(guān)成員身份合法性的驗證在CT與CMC建立連接的時候就進(jìn)行，CMC只為合法的CT用戶提供服務(wù)）；如果合法則允許C

　　CT在CMC上創(chuàng)建會議（所創(chuàng)建會議的信息仍提交給CMC上的會議信息維護(hù)模塊）；CMC將會把會議創(chuàng)建成功與否的信息反饋給CT.

　　CMC具有刪除會議和刪除會議成員的權(quán)限，同時如果CT為這個會議的創(chuàng)建者，則在創(chuàng)建會議的時候由CMC的會議控制權(quán)模塊把刪除會議和刪除會議成員的權(quán)限分配給會議的創(chuàng)建者，從而使之具有一定的會議管理和控制權(quán)限。

　　加入會議的方式無論是主動加入還是被動加入，每個成員都必須在通過CMC的身分驗證和獲取到會議信息后，才能完成加入會議的功能。

　　會議發(fā)言權(quán)的控制則采用舉手的策略來實現(xiàn)，例如某一個CT要使用音視頻業(yè)務(wù)對所有會議成員發(fā)言，必須先舉手，由CMC上的會議控制權(quán)模塊分配給成員發(fā)言權(quán)后才能發(fā)言；而對于白板這樣的業(yè)務(wù)，其本身在實現(xiàn)機(jī)制上就使用了并發(fā)控制的策略，因此不需要使用額外機(jī)制來對其發(fā)言權(quán)進(jìn)行控制。

　　作為管理內(nèi)容之一的成員管理是一項跟所采用的安全機(jī)制密切相關(guān)的措施，可以采用不同的加密機(jī)制來保證不同用戶對于系統(tǒng)安全性的要求。

　　會議信息維護(hù)模塊其重要性是關(guān)系到整個會議的始終的，因為有關(guān)會議的所有信息都由它來維護(hù)，在程序設(shè)計上通過相應(yīng)的列表動態(tài)地反映在會議的創(chuàng)建、刪除，與會成員的變化，媒體應(yīng)用的類型等會議信息，并利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)記錄和保存會議信息。

　　媒體應(yīng)用管理模塊則可以根據(jù)會議業(yè)務(wù)類型的不同采用不同的機(jī)制來實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。既可以在兩個組播域間或兩個成員間開辟點對點業(yè)務(wù)，也可以進(jìn)行全局的廣播業(yè)務(wù)。

　　4 結(jié)束語

　　本文詳細(xì)討論了計算機(jī)多媒體會議系統(tǒng)中管理與控制子系統(tǒng)的設(shè)計問題，系統(tǒng)的功能都由軟件實現(xiàn)。目前我們所開發(fā)的整個多媒體會議系統(tǒng)已經(jīng)在模擬廣域網(wǎng)環(huán)境下通過了測試，各項功能表現(xiàn)良好，具有實用價值。從當(dāng)前的發(fā)展來看計算機(jī)多媒體會議已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個熱點問題，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，對于計算機(jī)多媒體會議系統(tǒng)的需求會越來越大，因此它的應(yīng)用也會越來越廣泛。