利用P2P流媒体技术设计视频会议系统的方法分析 |
| 2012-07-29 10:06 作者：赵辉 汤锡庆 范海斌 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网7月29日消息 （原文载于《硅谷》杂志）针对传统流媒体技术对P2P流媒体作出解释，并根据其特点以及视频会议当前发展的现状，分析其可行性，同时对如何用P2P流媒体技术设计视频会议系统的方法进行阐述。
随着经济的快速发展，各大企业和公司的规模也不断壮大，异地电话会议和视频会议已经成为了各公司业务沟通的主要方式，这直接推动了高效视频会议系统软件的发展。鉴于近年发展起来的P2P技术的诸多特点，以及根据其设计而出的视频会议系统的诸多优点，有必要对其设计方法进行分析。
1P2P流媒体技术
1.1P2P网络
传统网络的传输方式即C/S模式的客户机和服务器两者间的资源地位明显不平等，若短时间内用户向服务器发出大量请求时，服务器便会因为负载过重而响应缓慢，甚至导致服务器崩溃，而此时的链路带宽却是空闲的，所以其严重限制了客户机的服务权限，浪费了大量网络资源。
P2P网络亦称对等网络，其每个节点既是客户机又充当着服务器的角色，可以充分的将服务器的资源进行均衡的分配到网络的每个节点上，因此实现了各个节点对服务器的计算任务和存储任务均摊。
1.2流媒体
流媒体即将一连串的媒体数据进行压缩，然后通过网络分段进行数据传送的过程，是一种在网络上实时传输影音数据的技术，其解决了在使用影音数据时必须提前下载整个媒体文件的问题，实现了影音文件的边下载便观看的功能效果。
1.3P2P流媒体技术
在P2P网络的流媒体系统中，每个用户即P2P网络的一个节点，所以用户可按照自身需求已经所使用的网络负载状况，以及计算机设备的性能同时与多个用户建立连接，以分享彼此的流媒体数据，其不但均衡了服务器的负载，而且提高了每个用户的服务器质量，很好地克服了传统流媒体带宽容量不足的问题。
2利用P2P流媒体技术设计视频会议系统
2.1P2P流媒体技术下视频会议系统设计的可行性
网络视频会议系统即利用视频技术和IP数据通信技术通过IP网络在两点或多点之间建立的可视通信系统，是与会者通过PC终端、摄像机、话筒，以及电子白板、传真机等通信设备来实现图像语音和数据交流的一种会议形式。
1）以往的网络视频会议系统主要包括集中式多点会议模型和分散式多点会议模型两种：①集中式多点会议：即由一个多点控制单元（多点控制服务器）组织会议，将所有终端通过点对点的方式向多点控制服务器发送视频流、音频流和控制流，因此对于控制服务器的要求非常高，随着网络会议规模的不但扩大，这种系统极易造成单点故障；②分散式多点会议：即利用组播技术，通过与会者终端向其它与会者终端利用多点广播的方式传送视频和音频信息。如此就避免了多点处理器对数据的集中处理，从而有效地利用了网络带宽。然而，这种方式对终端有着一定的要求，当前终端网络设备性能和质量的参差不齐，很多时候终端无法承载这种计算负载，甚至一些终端的网络交换机和路由器根本就不支持组播技术。
2）利用P2P流媒体设计的网络视频会议系统可支持wmv、rmvb、fly、asf、rap4、IPTVP等格式的数据文件，传输协议包含HTTP、RTSP、FILE、RTMP、RTP、MMS等。另外，其可使用mpeg2、H.264等各种视频编码方式进行，因此，其不但适应对视频质量的各类要求，而且系统具有更好的兼容性。值得一提的是，其采用灵活的内容来源兼容方式，显著提高了视频图像的清晰程度。
2.2利用P2P流媒体技术设计的视频会议系统结构
P2P流媒体技术设计的视频会议系统包括服务器和客户机。但是，服务器却并不处理和存放视频、音频等数据文件，它主要负责用户管理、会议配置、会议通知、会议终止、会议统计、会议查询等，另外对于终端上，也只是执行保存连接在视频会议系统上的客户机列表以及其可用信息的清单，即建立两个相连的客户机通信信道、保持其连接并传送信息的初始化两个客户机间通信的任务。
由此可见，客户机间的信息传送已越过了服务器的存储、处理和转发，如此
本应由服务器负责的需要占用较大贷款的系统资源便成功分配到其下层的各客户机中。因此，客户机便实现了客户机与服务器功能的兼容。
随着目前计算机业的快速发展，以及终端用户使用计算机软硬件水平的不断提高，客户机已经完全可以胜任这样的任务。所以P2P流媒体技术设计的视频会议系统在服务上，完成了服务器向客户机的过渡，实现了两者资源地位的相对平衡，而且在很大程度上减少了网络堵塞的情况。
2.3保证基于P2P流媒体技术的视频会议系统稳定的方法
1）建立路由和媒体文件的定位机制
基于视频会议系统的实施性特点，若想让P2P流媒体技术下的视频会议系统稳定运行，首要的是快速定位媒体源。
传统的视频会议系统在定位媒体源时，一般都是通过集中服务器来完成的，而在P2P流媒体技术下的视频会议系统中，没有集中服务器，因此定位媒体源时需要借助泛洪法和分布式HASH算法（DHT），以及这两种方法的改进版本，来进行媒体文件的定位。①泛洪法，相对较简单，但是效率较低；②DHT，既快速又有效，但是源于它是将文件均匀分布在各个节点上，所以不能反映媒体文件的热门度，因此在使用中会导致网络负载的不均衡。其次，DHT无法提供关键字搜索的功能。鉴于视频会议系统在实际应用中的情况，以及P2P下媒体文件都是均分在各节点上的特点，与会者根本不需要关键字搜索功能。所以，DHT对于视频会议系统定位媒体源是最佳选择。
另外，基于P2P下的视频会议系统，虽然不存在集中服务器，但是却都有诸多与会者节点。每个节点对应地维护一个HASH表，并存储以后加入该节点的地址路由信息和媒体文件信息，当A节点加入B时，B节点中的HASH表中便增加了A节点的信息，同时B也把自身的HASH表复制到A节点中。如此，每个节点都对应的维护这各自的节点，大大简化了路由和文件信息定位的过程。
2）建立合理有效的节点管理机制
如上文所述，在P2P流媒体技术支持下建立的视频会议系统，越过了集中处理器的过程，实现了节点与节点之间的直接沟通，这种系统也直接改变了传统树状分布的网络结构，而将网络“网状”化。而正是这种情况也造成了当所有节点都加入会议系统后，每个节点都会保存和记录其他节点的信息，对单一的节点来看，无疑需要经过重新计算路由和相应的链路状态，以便及时更新信息，这就可能造成用户机系统的负载，影响运行。
那么应如何建立合理有效的节点管理机制，提高系统效率呢？
在P2P下的视频会议系统的节点管理中，当有节点自行退出会议时，都会向每个节点发送一个通知，而其他节点即可删除该节点信息，进而为系统减负。当然，为了提高系统的效率．也可不删除，只需对其做一个无效标记即可，因为若某个节点因为各种原因变得无效时，其信息会由会议发起节点专属负责，再由其通知其他各节点对路由表和状态表实施更新。如此，就避免了会议中各节点的对无效节点的信息更新，进而提高了系统效率。
另外，从视频会议系统的应用中看，一般与会节点的数目都较固定，而且数量有限，这在很大程度上降低了对系统性能的影响。
3总结
在当前高速发展的经济背景下，利用P2P技术设计网络视频会议系统已经成为各大公司和企业提高工作效率、实现异地“面对面”沟通的重要方式，相信在经济的快速发展下，高效的视频会议系统会取得更大发展，广泛应用于各行各业中。
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