IP視頻會議是利用視頻技術和IP數據通信技術通過IP網絡在兩點或多點之間建立可視通信,實現圖像、語音及數據交流的一種會議形式。IP視頻會議系統因其效率高、成本低、業(yè)務提供方式靈活等優(yōu)勢將代替?zhèn)鹘y的基于電路交換的視頻會議系統。然而要解決視音頻數據在IP網絡上實時傳輸的問題,并為視頻會議系統提供一定的QoS是一個技術難題,也是目前的研究熱點。
本文把IP組播與應用層組播結合起來并采用分層排列圖結構,提出了一種適用于IP視頻會議的混合式組播方式——基于分層排列圖的混合式組播。

    IP視頻會議屬于傳輸數據量大、對帶寬要求高的服務,為實現它的即時通信和互動溝通功能必須保證音視頻等數據在IP網絡上的實時傳輸。IP組播技術能夠有 效地解決多點對多點數據通信的網絡帶寬問題。相對于單播和廣播方式來說,它能顯著節(jié)省網絡帶寬,提高數據傳輸的效率,同時提高服務的質量,因而它較適合于 IP視頻會議系統。當前最流行的IP視頻會議標準H.323就采用了IP組播技術。然而,由于技術、市場、需求等原因,IP組播并沒有在Internet 上得到廣泛應用[1],使得目前只有少數用戶在局域范圍(稱為IP組播島)內可以使用 IP 組播技術。因此基于IP組播技術的視頻會議只能在這些相互孤立的組播島上進行,與會成員受到很大的限制。

    正是因為IP組播未能在Internet上廣泛應用,近年來人們提出了十幾種應用層組播方案,其中適用于IP視頻會議的系統有NARADA[2]和 ALMI[3]。NARADA只能應用于與會成員很少的情況。ALMI中,當有多人發(fā)言時易形成網絡瓶頸,故在一定程度上限制了視頻會議的規(guī)模。

    相對于應用層組播來說,IP組播能更多地節(jié)約網絡帶寬[4]、可靠性更好且數據轉發(fā)速率更高。而相對于IP組播來說,應用層組播與現今網絡結構相符合,使 用時不需變動現有的網絡協議與硬件,部署相對容易,同時具有較好的擴展性,可以適應網絡條件的動態(tài)變化。它已成為目前最可能解決IP組播中的路由器瓶頸問 題的方案。為了在IP視頻會議中充分利用應用層組播和IP組播的優(yōu)勢,在此把二者結合起來,稱為混合式組播。本文以后所提到的混合式組播均以IP視頻會議 這種特殊應用場合為例。

    在采用混合式組播的IP視頻會議中,與會成員組成如圖1所示的拓撲結構。在每個IP組播島內,與會成員之間的數據傳輸使用IP組播,并選定一個與會成員作 指定成員(Designate Member,DM),把島內除DM外的與會成員稱為其他成員(Pertinent Member,PM),DM是島內成員與島外成員之間通信的橋梁。島外成員與DM參加應用層組播疊加網[5](包括一個控制拓撲和一個數據拓撲)的構建, 將其稱為應用層組播成員(ALM Member,AM),AM之間的數據傳輸使用應用層組播。IP組播島中PM通過DM與疊加網相連,DM與島外成員之間的數據傳輸采用應用層組播方式,與 島內的成員之間的數據傳輸使用IP組播的方式。DM負責將來自疊加網的數據以IP組播方式傳送給組播島中PM,PM的數據也通過IP組播方式傳送到DM, 由DM以應用層組播的方式發(fā)送給疊加網上的其他與會成員。

    DM的選取原則:島中第一個參加會議的成員被設為DM,以后可以根據某種策略(如參加會議的時間最長者或物理位置“中心”點成員,或剩余帶寬資源最多者等)選定某個成員作為DM。如果DM離開,則根據某種策略從島內的PM中選擇一個作DM。 

本文為IP視頻會議系統提供了一種簡單、可靠的混合式組播方案。一方面能充分利用參與會議的主機資源,使系統能支持更多的用戶參加會議,另一方面也為視頻會議系統中視音頻數據在Internet上的實時傳輸提供較好服務質量保障。