基于H．323高性能MCU的設計與實現

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，只對數據進行轉發與控制。
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，然后到把接收到的音、視頻流存放到該緩沖區里面，通過MC控制，把音、視頻數據流轉發到終端。
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流轉發管理。
(1)會議管理。該系統只默認一組會議，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。為了實現這些功能，建立一個會議組類、成員信息類、成員狀態類、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。MC首先通過設定TCP特定的端口，并在端口上建立一個TCP監聽線程，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的會議管理系統框圖。

(2)會議RTP流轉發管理。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送的RTP幀。把RTP幀保存到分配給該終端緩存區里。MC為已經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．該緩沖區是一個分配在堆里面的數據結構，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轉發終端B的音、視頻，當MC收到終端A提交的要求轉發終端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，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里；然后同樣把終端B的惟一Token通過哈希函數映射到這個緩沖區上。
圖4為MC的RTP管理系統框圖。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，然后把接收到的音、視頻流存放到該緩沖區里面，通過MC的控制，把音、視頻數據流轉發到終端。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。因此如何從緩沖區里面快速搜索相應的數據包是MP能否快速處理數據的關鍵。考慮到MP要處理不同的終端，不同的終端對應不同的緩沖區，所以采用哈希函數映射法，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，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常快的速度找到比較大的數值。因此把視頻緩沖區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，這樣通過終端的惟一TOken便可以迅速找到其對應的緩沖區。
實現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，映射到一個緩沖區，通過終端的Token和會議ID，就可以直接找到本終端的緩沖區，當MP收到終端的RTP包后，通過RTP包的邊界分析，把多個RTP合成一個數據幀，然后把數據幀放到相應的終端緩沖區里面。幀緩沖映射的查找如圖6所示。假設當終端A要求轉發終端B的音、視頻數據流時，MP通過哈希函數找到相應終端B的緩沖區域，然后把該緩沖區的數據讀出到數據幀里面，最后通過RTP包進行發送到終端A，而終端A在接收到MCU發送的終端B的音視頻數據壓縮包后，再對其進行音視頻進行解碼。