SIP視頻會(huì)議框架與信令控制流程

SIP視頻會(huì)議框架

與信令控制流程

SIP會(huì)議框架模型分析

SIP緊耦合會(huì)議拓?fù)?/p>

緊耦合是指由一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)信令集中控制的會(huì)議集中混合模式在這個(gè)會(huì)議模型中，終端各成員間的通信，通過一個(gè)核心的混合器來實(shí)現(xiàn)。每個(gè)成員均需與混合器建立媒體和信令的連接?；旌掀髫?fù)責(zé)對所有成員進(jìn)行混合控制，并進(jìn)行媒體流的混合分發(fā)

本模式的優(yōu)點(diǎn)每個(gè)成員只會(huì)收到一個(gè)混合后的流。減少了計(jì)算復(fù)雜性。對于終端用戶減少了帶寬需求，并且可以自由選擇自己的編碼格式。音頻流在混合前可以靜音壓縮。整個(gè)系統(tǒng)的靈活性大大增強(qiáng)，并且可以支持具有不同網(wǎng)絡(luò)帶寬性能的多樣的終端。缺點(diǎn)是：整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性一般，由于會(huì)議中只有一個(gè)集中的混合器，不可能在一個(gè)會(huì)話中同時(shí)支持上千方的成員。另外，服務(wù)器中的混合器將會(huì)引入一定的包傳輸延遲。所以，該模式適用于中小型網(wǎng)絡(luò)。SIP緊耦合會(huì)議物理實(shí)現(xiàn)模型對于集中式混合模式來說，它是通過核心的混合器來實(shí)現(xiàn)用戶信令的控制、媒體流的混合等功能，如果再考慮到會(huì)議策略也由這個(gè)物理上的單一會(huì)議服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，就是經(jīng)典的onebox解決方案。最簡單的實(shí)現(xiàn)為：在網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)物理服務(wù)器。該服務(wù)器實(shí)現(xiàn)了focus、Conferencepolicyserver、以及mixer。如圖所示集中式會(huì)議服務(wù)器模型FocusFocus正如它的名字一樣，是一個(gè)會(huì)議的核心。會(huì)議中的所有參與者都通過focus被SIP會(huì)話聯(lián)系在一起。Focus的主要功能是保持各會(huì)話與它的連接。Focus確保參加會(huì)議的各成員被連接在上面。為了確保每個(gè)參與者都可以得到會(huì)議的媒體流，focus也可以調(diào)用mixer使SIP進(jìn)行媒體會(huì)話。也就是說，F(xiàn)ocus實(shí)現(xiàn)了會(huì)議的一切控制功能。MixersMixer負(fù)責(zé)將會(huì)議中媒體流混合，然后將混合好的媒體流分發(fā)給各收件人。在mediapolicy規(guī)則下，F(xiàn)ocus通過調(diào)用mixer實(shí)現(xiàn)流媒體的混合。Mixer本身并不是會(huì)議的實(shí)體。Mixer接收輸入媒體流進(jìn)行混合，然后形成新的媒體流輸出。Mixer總是直接的或間接的處于focus的控制下。Focus首先分析媒體策略，然后在mixer中插入恰當(dāng)?shù)囊?guī)則。如果Focus直接控制mixer，那么mixer要么和focus共駐主存，要么通過很多協(xié)議被focus控制。如果focus是間接控制mixer的，那么focus委托mixer進(jìn)行混合，參與者都擁有各自的mixer。會(huì)議通知服務(wù)器Focus提供了會(huì)議通知服務(wù)器，它擔(dān)當(dāng)通知的角色。會(huì)議通知服務(wù)器接受來自用戶的訂閱，并通知訂閱者會(huì)議狀態(tài)的改變。會(huì)議狀態(tài)包括：參與者聯(lián)系到focus的狀態(tài)，以及與其相關(guān)聯(lián)的會(huì)話信息。當(dāng)有一個(gè)新的參與者加入會(huì)議時(shí)，會(huì)議狀態(tài)發(fā)生了變化，則通過notificationservice通知參與者。同樣地，當(dāng)有參與者離開，則需通知訂閱者。

SIP視頻會(huì)議系統(tǒng)

控制功能模塊在SIP視頻會(huì)議系統(tǒng)中會(huì)議的控制功能至關(guān)重要，它的實(shí)現(xiàn)是視頻會(huì)議實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。因此，對會(huì)議的控制功能總結(jié)如下：與各與會(huì)者進(jìn)行信令交互，控制多方會(huì)話的建立，維持和結(jié)束維護(hù)會(huì)議的狀態(tài)并通報(bào)給各與會(huì)者較全面的會(huì)議控制能力多個(gè)會(huì)議的配置、初始化、管理安全準(zhǔn)入機(jī)制保障視頻無沖突的共享會(huì)議應(yīng)能添加、刪除多個(gè)參與者控制功能流程視頻會(huì)議流程包括創(chuàng)建會(huì)議、加入會(huì)議、開始會(huì)議和結(jié)束會(huì)議等步驟。其中會(huì)議開始后如何進(jìn)行會(huì)議狀態(tài)信息通告，以及會(huì)場控制機(jī)制需要制定相應(yīng)的規(guī)范，這就需要對會(huì)議建立中的信令流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。創(chuàng)建會(huì)議

實(shí)現(xiàn)過程描述如下：用戶發(fā)出包含要?jiǎng)?chuàng)建的會(huì)議URI的INVITE消息。會(huì)議服務(wù)器Focus收到該INVITE請求。Focus查找INVITE消息請求的會(huì)議，看是否存在該會(huì)議URI，如果不存在，說明是一個(gè)新的會(huì)議請求，則創(chuàng)建一個(gè)新的會(huì)議，會(huì)議的名稱、URI為請求的會(huì)議名稱、URI，并創(chuàng)建對應(yīng)的會(huì)話。Focus向該用戶返回200OK消息，其Contactheader中包含會(huì)議的URI和isfocus屬性，且該用戶被加入到創(chuàng)建的會(huì)議中，成為會(huì)議的第一個(gè)會(huì)議成員。該用戶和媒體服務(wù)器建立媒體通道連接。將新創(chuàng)建的會(huì)議進(jìn)行注冊，以便其他的用戶可以申請加入該會(huì)議。加入會(huì)議方式一：用戶通過發(fā)送INVITE請求加入會(huì)議，即dial-in方式Dial-In方式加入會(huì)議，用戶可先通過E-mail、公告、即時(shí)消息等方式事先獲得會(huì)議URI，然后向會(huì)議URI發(fā)送INVITE消息，請求加入會(huì)議。其實(shí)現(xiàn)過程描述如下：F1：用戶UA向Focus發(fā)送INVITE請求。F2：Focus在收到呼叫請求消息后，該SIP消息進(jìn)入SIP協(xié)議棧的接收隊(duì)列，等候進(jìn)入狀態(tài)機(jī)處理隊(duì)列。消息進(jìn)入狀態(tài)機(jī)處理隊(duì)列并由狀態(tài)機(jī)進(jìn)行消息狀態(tài)處理，F(xiàn)ocus發(fā)出180Ring消息通知UA呼叫處理進(jìn)行中。F3：根據(jù)會(huì)議策略，如果允許加入則發(fā)出200OK確認(rèn)消息，否則發(fā)出403Forbidden或401Unauthorized等消息。F4：UA收到200OK，發(fā)出ACK確認(rèn)消息。其中200OK的SDP描述中攜帶著媒體服務(wù)器的媒體描述信息，UA和媒體服務(wù)器之間將建立媒體通道。Focus收到ACK確認(rèn)消息，本次雙方呼叫協(xié)商過程結(jié)束，SIP協(xié)議棧狀態(tài)機(jī)處理結(jié)束，釋放占用的資源。RTP：UA和媒體服務(wù)器之間開始媒體流的傳輸，默認(rèn)的媒體策略是UA將會(huì)收到所有其他會(huì)議用戶的音頻流，UA接收一路視頻流，該視頻流可以在不同會(huì)議用戶之間切換。F5：UA向Focus發(fā)出SUBSCRIBE消息，訂閱會(huì)議狀態(tài)信息。F6：Focus向UA返回200OK消息，UA訂閱成功。F7：Focus向UA發(fā)出NOTIFY通知消息，告知會(huì)議狀態(tài)。F8：UA收到NOTIFY消息，從NOTIFY攜帶的內(nèi)容描述中得到會(huì)議的狀態(tài)信息，并返回200OK確認(rèn)消息。會(huì)議狀態(tài)信息包括：出席會(huì)議的成員，每個(gè)成員的連接信息和媒體信息，會(huì)議成員的加入和離開，成員的策略改變等狀態(tài)變化。每當(dāng)會(huì)議狀態(tài)發(fā)生改變，F(xiàn)ocus就向各個(gè)會(huì)議成員UA發(fā)送NOTIFY通知消息，UA通過NOTIFY消息時(shí)刻了解會(huì)議狀態(tài)。消息體描述如下：F1INVITEsip:3402934234@conf.exap\SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP;branch=z9hG4bKhjhs8ass83Max-Forwards:70To:<sip:3402934234@>From:Carol<sip:carol@>;tag=32331Call-ID:d432fa84b4c76e66710CSeq:45INVITEContact:<sip:carol@>Allow:INVITE,ACK,CANCEL,OPTIONS,BYE,REFER,SUBSCRIBE,NOTIFYAllow-Events:dialogAccept:application/sdp,message/sipfragSupported:replacesContent-Type:application/sdpContent-Length:...(SDP)F2SIP/2.0180RingingVia:SIP/2.0/UDP

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Content-Length:…(SDP)F5SUBSCRIBEsip:3402934234@SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP;branch=z9hG4bKdf334Max-Forwards:70To:<sip:3402934234@>From:Carol<sip:carol@>;tag=43524545Call-ID:k3l43id034kserereeCSeq:22SUBSCRIBEContact:<sip:carol@>Allow:INVITE,ACK,CANCEL,OPTIONS,BYE,REFER,SUBSCRIBE,NOTIFYEvent:conferenceAccept:application/conference-info+xmlSupported:replacesContent-Length:0F6SIP/2.0200OKVia:Via:SIP/2.0/UDP

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Content-Length:…(SDP)F7NOTIFYsip:carol@SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP;branch=z9hG4bK3343d1Max-Forwards:70To:Carol<sip:carol@>;tag=43524545From:<sip:3402934234@>;tag=a3343df32Call-ID:k3l43id034kserereeCSeq:34321NOTIFYContact:<sip:3402934234@>;isfocusAllow:INVITE,ACK,CANCEL,OPTIONS,BYE,REFER,SUBSCRIBE,NOTIFYEvent:conferenceAccept:application/sdp,message/sipfragSubscription-State:active;expires=3600Supported:replaces,join,gruuContent-Type:application/conference-info+xmlContent-Length:...(SDP)F8SIP/2.0200OKVia:Via:SIP/2.0/UDP

To:Carol<sip:carol@>From:<sip:3402934234@>Call-ID:k3l43id034kserereeCSeq:34321NOTIFYContact:<sip:carol@>Content-Type:application/sdp

Content-Length:…(SDP)方式二：Focus通過發(fā)送INVITE要求用戶參加會(huì)議，即dial-out方式方式三：REFER

——第三方參與者邀請用戶加入會(huì)議，該用戶通過發(fā)送INVITE給Focus加入會(huì)議方式四：REFERwithREFER：第三方參與者請求Focus添加新用戶到會(huì)議

參與者通過REFER方法請求Focus添加參與者。下圖中就展現(xiàn)了這個(gè)例子，現(xiàn)有在會(huì)議中的成員Alice，她想要邀請Bob加入會(huì)議。移除參與者——REFERwithBYE刪除會(huì)議

這里是創(chuàng)建者離開會(huì)議則會(huì)議則會(huì)議室被刪除中科院

FOCUS模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)FOCUS模塊的主要包括如下函數(shù)：1．初始化函數(shù)：完成各個(gè)參數(shù)、協(xié)議棧的初始化，ConferenceFactoryURI的初始化、創(chuàng)建FOCUS，啟動(dòng)Work線程等。2．消息監(jiān)聽和接收發(fā)送函數(shù)：監(jiān)聽設(shè)定的端口是否有消息到達(dá)，并接收到達(dá)的消息，送入接收隊(duì)列；從發(fā)送隊(duì)列中取出待發(fā)送的消息進(jìn)行發(fā)送。3．消息處理函數(shù)：對收到的所有消息進(jìn)行處理。4．銷毀函數(shù)：完成FOCUS的銷毀，釋放資源。中科院具體控制消息處理過程

我們定義了一些控制消息用于會(huì)議控制，這些控制消息基本上能完成會(huì)議控

制的功能?？刂葡⒑拖⑻幚沓绦虻膶?yīng)關(guān)系如下所示：

{＂Register＂,msg_handler_register}，{＂SessionStart＂，msg_handler_sessionstart}，{＂SessionEnd＂，msg_handler_sessionend}，{＂PrePareReql＂，msg_handler_preparereql}，{＂PrePareAckl＂，msg_handler_prepareackl}，{＂PrePareNakl＂，msg_handler_preparenakl}，{＂PrePareReq2＂，msg_handler_perparereq2}，{＂PrePareAck2＂，msg_handler_prepareack2}，{＂PrePareNak2＂，msg_handler_preparenak2}，{＂CancelPreParel＂，msg_handler_cancelpreparel}，{＂Preview＂，msg_handler_preview}，{＂CancelPreview＂，msg