基于H．323高性能MCU的設計與實現(xiàn)

2 幀緩沖映射的軟交換模式的MCU的設計
綜上所述，在此提出采用基于幀緩沖映射軟交換的 MCU系統(tǒng)設計模式，所謂的軟交換模式就是仿照交換機的模式，不對音、視頻流進行編解碼的處理，只對數(shù)據(jù)進行轉發(fā)與控制。
該MCU也包括MC與MP。基于軟交換的MP，通過幀緩沖映射算法，查找終端對應的緩沖區(qū)，然后到把接收到的音、視頻流存放到該緩沖區(qū)里面，通過MC控制，把音、視頻數(shù)據(jù)流轉發(fā)到終端。
2．1 MC部分總體設計思想
MC部分的設計主要包括會議組管理、會議RTP流轉發(fā)管理。
(1)會議管理。該系統(tǒng)只默認一組會議，且默認的會議房間為“rooml01”。對一組會議來說，主要管理會議的成員信息，處理與會者的加入與退出等。為了實現(xiàn)這些功能，建立一個會議組類、成員信息類、成員狀態(tài)類、成員身份類和成員視頻緩沖類。會議組類主要記錄終端所選的會議ID；成員信息類主要記錄終端的Token，IP地址等信息；成員類狀態(tài)主要記錄成員是否在線；成員身份類可以確定是主席，還是聽眾；成員視頻緩沖類主要是存放在線各個終端的RTP包，一個緩沖類里面可以存在多個緩沖區(qū)。MC首先通過設定TCP特定的端口，并在端口上建立一個TCP監(jiān)聽線程，終端通過這個端口與MCU進行TCP連接，并由MC建立一個H．225呼叫線程，用于監(jiān)聽H．225呼叫信令，通過這個H．225通道，終端把自己的會議組ID，IP，Token等身份認證注冊到MC。
圖3為MC的會議管理系統(tǒng)框圖。

(2)會議RTP流轉發(fā)管理。MCU對登陸終端進行注冊后，MC建立一個H．245控制信令線程，并與該終端進行連接控制，通過H．245控制信令與Mc進行呼叫、信令處理與能力協(xié)商、主從決定；然后建立音、視頻的接收邏輯通道，通過RTP接收類開始接收終端發(fā)送的RTP幀。把RTP幀保存到分配給該終端緩存區(qū)里。MC為已經(jīng)進行了呼叫連接的終端分配了一一對應的視頻緩沖接收區(qū)．該緩沖區(qū)是一個分配在堆里面的數(shù)據(jù)結構，例如：在終端A的在線人員列表上，可以看到登陸注冊到MCU的人員名單；通過對終端的人員名單的選擇，例如選擇B，那么終端A可以要求MC轉發(fā)終端B的音、視頻，當MC收到終端A提交的要求轉發(fā)終端B的信息后，在MC的A終端緩沖池里面，為終端B新建一個緩沖區(qū)，通過MP對終端B的Token的幀緩沖映射查找到終端B的音視頻緩沖池，并在終端A與終端B之間建立一條邏輯通道，用于向終端A傳輸終端B的RTP包，當MC的終端A緩沖類接收到終端B的RTP包后，把RTP包拷貝到原來的接收緩沖區(qū)里；然后同樣把終端B的惟一Token通過哈希函數(shù)映射到這個緩沖區(qū)上。
圖4為MC的RTP管理系統(tǒng)框圖。MC的軟交換模式如圖5所示。

2．2 MP部分總體設計思想
基于軟交換的MP，通過幀緩沖映射算法查找終端對應的緩沖區(qū)，然后把接收到的音、視頻流存放到該緩沖區(qū)里面，通過MC的控制，把音、視頻數(shù)據(jù)流轉發(fā)到終端。由于MCU需要處理大量的實時RTP包，效率成為了最主要的問題。因此如何從緩沖區(qū)里面快速搜索相應的數(shù)據(jù)包是MP能否快速處理數(shù)據(jù)的關鍵?？紤]到MP要處理不同的終端，不同的終端對應不同的緩沖區(qū)，所以采用哈希函數(shù)映射法，它將任意長度的二進制值映射為固定長度的較小二進制值，并把這個哈希表存放到相應的內存區(qū)，以便多次的查找，這樣通過這個較小的二進制值就可以以非?？斓乃俣日业奖容^大的數(shù)值。因此把視頻緩沖區(qū)的首地址存放到一個哈希表里面，并通過這個哈希表把終端的Token映射于這個緩沖區(qū)，這樣通過終端的惟一TOken便可以迅速找到其對應的緩沖區(qū)。
實現(xiàn)MP部分幀緩沖映射算法的具體設計步驟是：首先MCU把登陸的在線終端Token(終端的惟一標識)與會議ID默認為roomlol，通過哈希函數(shù)，映射到一個緩沖區(qū)，通過終端的Token和會議ID，就可以直接找到本終端的緩沖區(qū)，當MP收到終端的RTP包后，通過RTP包的邊界分析，把多個RTP合成一個數(shù)據(jù)幀，然后把數(shù)據(jù)幀放到相應的終端緩沖區(qū)里面。幀緩沖映射的查找如圖6所示。假設當終端A要求轉發(fā)終端B的音、視頻數(shù)據(jù)流時，MP通過哈希函數(shù)找到相應終端B的緩沖區(qū)域，然后把該緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)讀出到數(shù)據(jù)幀里面，最后通過RTP包進行發(fā)送到終端A，而終端A在接收到MCU發(fā)送的終端B的音視頻數(shù)據(jù)壓縮包后，再對其進行音視頻進行解碼。