视频会议中透明网关系统的设计及实现

摘要

随着计算机性能的大幅度提高，互联网技术的迅速发展，视频会议作为一种新的媒体工具，正迅速地改变着人们的交流、工作和学习方式。但是目前各种视频会议系统之间网络结构的差别导致了不同系统的虚拟会场难以相互连通。作者所在实验室开发的下一代高清视频会议系统，采用分布式构架及视频交换机来保证互通，透明视频网关的开发应需而生。本文研究的重点是为会议终端设计开发透明视频网关系统。该系统实现组播域与非组播域间各种格式媒体流的转发，解决单播终端终端无缝接入组播网络的问题。 对于视频终端所支持的H.261，MPEG4，DV格式的视频流及音频流，视频网关软件能实时的进行监控与处理，并且网关软件的转发能够保证终端及时获取控制信息或文本信息。在对HDV高清视频流的转发上，视频网关软件紧密结合终端传送HDV的特点，动态生成监听进程，使得HDV流可以像普通流一样实现顺利的转发。另外，由于终端是通过源IP地址来区分显示不同的视频源的，这就对视频网关的转发提出了无痕迹的要求，对视频数据包的重新封装有效地实现了透明转发。最终，视频终端可以在毫无影响的情况下正常识别与显示通过网关转发过来的数据包。 透明视频网关的运行还需要一个专门的运行平台，该平台是应网关优化需求而生的。通过LFS技术定制的视频网关运行平台，为网关软件提供了最优的资源占有、最小的系统资源占用，其体积也小于一般的发行版Linux系统，有效地优化了网关软件的运行环境。 本论文从调研，设计，实现到测试完成了一个完整的项目开发周期。所实现的透明视频网关系统解决了实验室所开发视频终端媒体流在异构网络中的传输障碍。实验测试表明，该系统对系统资源的占用合理，布置灵活。同时量身定做的视频网关平台优化了网关软件的运行环境。整套系统具有较高的实用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2研究背景

1.2.1组播桥的概况

1.2.2组播桥的发展

1.3应用层组播

1.4课题意义

1.5课题来源及主要研究内容

1.6论文的结构

1.7本章小结

第二章关键技术及开发工具环境

2.1 RawSocket介绍及报头结构V4/6

2.1.1 RawSocket概述

2.1.2 RawSocket输出

2.1.3 RawSocket输入

2.2 LFS系统介绍

2.2.1 LFS系统编译的特点

2.2.2 LFS编译工具链

2.3本章小结

第三章透明视频网关的设计

3.1透明视频网关的架构

3.1.1视频网关软件的功能

3.1.2视频网关软件的架构

3.2视频网关软件模块设计

3.2.1单组播转换模块

3.2.2视频会议终端接入模块

3.2.3包封装模块

3.3透明视频网关的应用部署

3.3.1通用部署架构

3.3.2视频会议系统中视频网关部署

3.4视频网关运行平台

3.4.1视频网关平台功能需求

3.4.2支撑模块的软件组件

3.4.3视频网关平台设计流程

3.5本章小结

第四章透明视频网关的实现

4.1转发对象数据池的实现

4.1.1终端注册

4.1.2终端注销

4.2视频会议终端数据转发实现

4.2.1转发逻辑

4.2.2单播转发

4.2.3组播转发

4.3 HDV流的转发实现

4.4数据流透明重组实现

4.4.1 IPV4/V6报头协议

4.4.2 IPV4/V6报头数据结构

4.4.3 RTP包报头封装实现

4.5视频网关运行平台定制

4.5.1环境变量的设置

4.5.2交叉编译工具生成

4.5.3主要系统软件生成

4.5.4内核编译

4.5.5启动脚本撰写

4.5.6视频网关软件自启动

4.6本章小结

第五章实验测试效果及分析

5.1系统测试环境

5.1.1视频网关平台参数及规范

5.1.2测试构架

5.2试验测试方法

5.3运行测试及结果分析

5.4测试中遇到的问题及解决办法

5.5本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

评定意见