计算机工程
COMPUTER ENGINEERING
1999年  第25卷 第7期 Vol.25 No.5 1999



桌面会议系统控制与管理主动模型的研究与实现
汤庸 区海翔 李显济 田新有
摘要 会议控制与管理是桌面会议系统的一个重要内容，参考线路交换视频会议系统的地板控制模型与网络通信软件的客户/服务器模型，设计了一个会议控制与管理的主动模型，并在此基础上实现对桌面会议的控制与管理。
关键词 计算机支持的协同工作 客户/服务器模型 主动 视频编码系统 协作
The Research and Implementation of Active Model for Control and Management of Desktop Conferencing System
Tang Yong Ou Haixing Li Xianji Tian Xinyou
Department of Computer Science and Engineering，Guangdong University of Technology Guangzhou 510090
Abstraet：The control and management model is an important part of desktop conferencing systems.This paper puts forward an active model of conferencing system's control by analyzing the floor control model of line switched video conferencing system and the Client/Server model of network communication software.Based on the active model,the basic controlling and management functions of GdDCS have been implemented.
Key words：Computer supported cooperative work;Client/Server model;Active;Video coding and decoding system;Cooperation
1　会议系统简介
1.1　线路交换视频会议系统
　　早期的视频会议系统都带有专用性质，基于线路交换，通常是会议室或演播室模型。专用的线路交换视频会议系统在会议控制与管理上多采用基于中央集线器的地板控制模型，会议终端采用专用设备(其核心部件是视频编码译码器)并安装在会议室，通信上铺设或租用专用线路，采用专用的中央集线器进行会议管理和多点交互。参与会议的站点(Station)可以呼叫专用的视频集线器或位于ISDN公共线路上的公共视频集线器，所有参与会议的视频编码译码系统都要和中央集线器建立连接，如果位于集线器站点的视频编码译码系统参与会议，它也要和中央集线器连接，集线器之间还可以建立关联。这种模型如图1所示。其优点是视频、音频质量好，实时性得以保证，控制严密，缺点是费用高，不适合在一般企事业单位或部门中应用。

图1 线路交换视频会议系统通过视频集线器建立连接
1.2　基于分组交换网络的桌面会议系统
　　基于分组交换网络的桌面会议系统在实现策略上与线路交换视频会议系统完全不同，它基于现有的共享网络(部门级的Intranet或更大范围的Internet)，建立多条实时通信的逻辑信道，在桌面PC上配备音频、视频辅助设备构成硬件环境，通过软件实现会议管理与控制。随着多媒体通信技术与多媒体压缩技术[2]的迅速发展，在桌面上实现实时的视频会议系统条件已经具备，预期实用型的桌面会议系统将出现在Internet/Intranet上，成为人们信息交互的另一重要工具。
　　基于分组交换网络的桌面会议系统不需要专门的视频集线器，也不需要使用专门线路建立双向连接。一个站点(通常是会议的发起者)除了用作一个视频会议的端系统以外，还可以作为一个视频集线器，它也可以作为反射器。分组会议端系统也不需要建立点对点的物理连接，多点通信通过在分组网络上建立多条逻辑信道进行，视频、音频服务与其他数据通信应用共享分组网络。该模型如图2所示。

图2 多方分组视频会议
　　我们在开发桌面会议系统(GdDCS)的过程中，参考了线路交换视频会议系统的地板控制模型与客户/服务器模型，设计了一个会议控制与管理主动模型，并在此基础上初步实现了桌面会议的控制与管理。
2　会议控制与管理的主动模型
　　传统的客户/服务器模型服务器总是被动地等待客户的请求，提供服务，服务器不主动向客户发送信息，进行协作，显然不适应视频会议系统的协作要求。视频会议系统的协作关系要求主席(通常运行于服务器端)主动对会议进行控制与管理，例如向与会者发送会议邀请，主席邀请客户发言，主席公布会议主题，发言权管理等。
　　开发桌面会议系统(GdDCS)的过程中，在客户/服务器模型的基础上，参考线路交换视频会议系统的地板控制模型，在客户/服务器模型上加入主动性，设计了会议控制管理的主动模型，在实
时的视频音频交互的基础上，主席可以对会议进行管理和控制，客户站点通过服务器进行协作。
　　服务器启动后分别在前台与后台工作，后台等待客户的连接请求、服务请求、进行视频、音频数据的多点转发，前台为会议主席(会议发起者)所见，可以执行简单的、必要的会议控制与管理，如发出会议邀请、发言权显式控制等。考虑到会议主席本身也要参加会议，发送自己的视频、音频信息，为了系统的效率和通信简单，我们在服务器端将后台服务模块、前台控制管理模块与视音频模块进行了集成。该模型如图3所示。

图3 会议控制与管理的主动模型
3　会议控制与管理主动模型的实现
　　GdDCS系统中，通信协议采用TCP/IP协议，编程方法采用Windows Socket规范实现网络通信。程序编写分为服务器软件-VideoServer和客户软件-VideoClient两个独立运行的程序。所谓"服务器"并不是指一台特定的机器，理论上，连网的任一台机器都可以成为服务器(运行VideoServer软件)，其他机器(运行VideoClient软件)与它连接就构成了客户/服务器的体系结构。考虑到服务器需要进行会议的管理和控制，转发客户方的视频音频数据，维护历史记录数据库，实际上的服务器的机器档次不应太低。以下从两个方面讨论会议控制与管理的主动模型在GdDCS系统中的实现。
3.1　客户与客户之间的协作
　　服务器对客户之间交互的数据进行转发，服务器充当反射器的角色。在客户与服务器建立网络通信连接后，在中央服务器上形成多组Socket套列表，其中的每一个Socket套与客户端对应的Socket套构成一条通信虚电路。客户与客户之间没有直接通信的虚电路。服务器接收到客户A的视频、音频数据后，在它的Socket套列表上向其他站点多点播送(除源发方外)。过程如图4所示。

图4 客户与客户通过服务器协作
3.2　主席与客户之间的协作
　　主席与客户协作集中体现在会议控制与管理模块上，在GdDCS系统中已经实现了基本的会议控制与管理功能，主要包括：
　　1)主席发出会议邀请　如图5所示，主席向有资格参加会议的客户站点发送会议邀请，客户站点接收到邀请后，可以选择参加会议或不参加会议。如果不参加会议，连接过程中断；如果选择参加，客户向服务器发送连接请求，建立客户端的Socket套，发送客户的用户信息。服务器接收到客户的肯定应答后，建立Socket套并插入Socket套列表，接收客户的用户信息并插入用户列表，然后在网络上广播用户列表。这是一个典型的由主席发起的3次握手协议的协作关系。

图5 服务器邀请客户参加会议
　　2)客户退出会议　客户向服务器发送退出会议的请求，服务器接收到此请求后更新用户列表，并在网络上广播。
　　3)主席删除客户站点　主席保留将与会客户"踢"出会议现场的权力，如果主席认为某客户不再具备参加会议的资格，它可以将客户从用户列表中删除，并在网络上广播，同时删除Socket套列表中的对应子集。
　　4)客户身份认证　在登录用户信息到用户列表时，服务器可以对客户的身份进行认证，这避免了没有资格的客户进入会议现场窃取会议情报，保证系统的保密性和安全性。
　　5)会议主题公布　在VideoServer初始化时，主席形成会议主题。会议主题的广播集成到用户列表的广播中去。客户在接收到用户列表后，从报文中提取出会议主题并显示。
　　6)发言权控制　发言权采用Push to talk的互斥控制策略，每一个时刻只有一个用户可以发言，逻辑信道上只有一个站点的音频数据在传输。
　　具体实现中可以把音频发言权设为系统资源，通过资源的加锁、解锁操作实现互斥，图6显示了客户站点成功地申请和释放发言权的过程。

图6 客户成功请求发言权与成功释放发言权
　　当资源空闲时，客户站点平等竞争发言权，在服务器端分配发言权资源的同时对资源加锁，向客户站点发送肯定应答，其他客户不能再申请发言权。客户发言结束后必须释放发言权，向服务器发送释放发言权的请求，服务器核对客户ID与资源加锁状态，匹配则对资源解锁，与会站点进行下一轮发言权竞争。
　　发言权资源分配策略可以是优先权机制，也可以是先到先得机制。在DMVCS系统中，采取了优先权加先到先得的控制策略。优先级分为两个级别，服务器具有最高优先权，客户优先权在同一层次上，服务器处理客户请求按先到先得策略。服务器具有最高优先权符合实际需要，同时也便于主席对发言权进行管理。例如主席可以剥夺某客户的发言权，避免客户过久地占用音频发言权。
4　小结
　　在分析了专用视频会议系统的地板控制模型与客户/服务器模型的基础上，我们对客户/服务器模型加入主动性，让服务器在接收客户请求和提供服务的同时，主动介入会议的控制和管理，这是会议控制与管理的主动模型。在GdDCS系统中采用此模型的效果表明，此模型可以有效地保证参加视频会议各个站点良好的协同，主席可以有效地对会议进行控制与管理。目前，我们正在实现会议控制与管理模块的其他功能，并开始对历史文档数据库的研究工作。
*本课题受广东省自然科学基金、广东省重点攻关项目和广东省重点学科项目的支持
作者简介：汤庸 男，35岁，副教授，主要从事多媒体数据库与CSCW研究
作者单位：广东工业大学计算机系 广州 510090
参考文献
1　Fluckiger F.网络多媒体开发与应用.北京：机械工业出版社，1997
2　张明敏.网络多媒体技术与应用.北京：清华大学出版社，1998
收稿日期：1998-03-01
