基于组播技术的网络视频会议的研究与实现

基于组播技术的网络视频会议的研究与实现

李心刚赵奎

(新疆信息产业有限责任公司新疆乌鲁木齐830026)

摘要：网络组播技术具有传播速度快、占用网络资源少，可实现单点对多点、多点多单点、多点对多点的信号包传输，将其合理的应用在融媒体领域，可大幅度提升融媒体性能和作用的发挥效率，从而为我国社会经济的发展提供支持，符合目前我国融媒体领域发展相关规范和标准的需求，值得大范围推广应用。

关键词：组播技术；网络视频会议；实现

1绪论

1.1研究背景

随着通信技术的迅速发展，以及多媒体通信应用的普及，组播技术在网络中占有很重要的地位。它广泛地应用于网络视频会议、点播、远程课堂教育和医疗等方面，能够更高地、更好地适应社会技术的发展和人们对实时数据的高效传输的要求。计算机在当今这个时代，它的传输方式一般是单播、组播和广播。其中，组播的应用更多，并且使用的效果较好。单播传输会导致发送者的负担大、延迟时间加长、网络的拥塞情况严重。广播可以使用的范围不大，只好在自己的子网里有效地进行传输。在注意到单播和广播的缺点的同时，人们发现组播能很好地解决这些问题，提高数据在传送过程中的效率，降低拥塞的情况。与单播和广播这两个通信方式一起运行的就是组播技术，它在当今社会运用极为普遍，而且很受人们重视。组播技术节约了有限的网络带宽被浪费的情况，同时优化网络的加载效率，更有效地完成网络通信中点到多点的数据传输，为我们解决了在线信息服务对带宽的高要求，所以组播技术成为目前网络重要的应用。

1.2现状及发展趋势

组播技术处理了一方发送和多方同时接收的问题，完成了数据的快速传送。我们在网络中越来越多地使用到组播，是由于组播提供了很多新的服务，如网络视频会议、在线网络电视、远程课堂教育和远程医疗等。组播到现在为止，经历了将近30年的发展。通信技术的发展和新技术的不断提出，使得组播技术也变得更加完善。虽然在现今基于组播技术的应用还没有得到全面的发展，但是组播的网络使用数量日益增长，组播未来的市场将会很开阔，将会逐渐普及世界，得到更大的推行和使用。

2组播概述

2.1组播概念及原理

组播加快了网络的传送，降低了主要网络堵塞的可能性。组播技术包含了很多内容，其中有关于地址的分配、组管理协议等等。组播的地址，我们用它来标记组播组。

2.2组播模型

ASM模型即任意信源组播，模型中，任一发送消息的人都能依靠组播源来实现，接收的人没办法获知组播源的方位信息，却能在任一时间里参与进去或从中退出。SFM模型也叫信源过滤组播，是对ASM的扩充。接收信息的一方只能筛选来自组播源的消息。SSM模型也称为指定信源组播，为使用的人提供一种可以在客户端来指定的服务。

2.3组播技术体系结构

组播包含的机制有以下几种：寻址机制，它是借助组播的地址，将信息从组播源发送到接收者；主机注册，让使用它的用户进入或者是远离这个组合，由此可以对所属的成员进行管理，而组播中的路由是那些利用报文中的树状结构组建的，利用树状结构的细小分支把它的内容从组播的源头传递给接收方。基于组播技术来实现其在社会上的价值，比如视频会议软件，它支持组播的数据收到和发出，在企业中具有一定的应用价值。

3组播相关协议

3.1组播组管理协议

组管理协议指IGMP。IGMP在实验中比较重要，大多数的组播实验都能支持IGMP协议。IGMP和组播的路由的协议不一样，前者用在组成员的参与和分开，后一个是在路由器上进行信息对换来建成组播树。IGMP是用来保护组成员间的数据的，运转在主机和路由器间。对处理网络中组播数据包的途径进行抉择，主机经过其子网上的组播的路由器参与或分开一个组，组播用IGMP完成工作。组播的路由器依靠已知的成员，去转发组播的数据集。组播的路由器与分组之间，是一对一来接收的，它会查看数据集里的组播的地址，只有接口上有组的成员才会向其转发。

3.2组播转发机制

组播中信息的转发是基于树形的结构的模式之下，其中组播的转发要求查看报文的接入口是不是最优的情况，我们所说的这些都是不同于单播的。

3.3组播路由协议

组播的路由的协议在三层设备间才能运转使用，该协议要用在建设和维修组播中的路由，并能够不出错以及效率达标地转发出组播的报文信息。

4域内二、三层组播配置的配置实验

本实验是用模拟器进行的，它的实验目的是，用PIM-SM来完成视频流的组播发送，通过组播技术验证其能分担网络负载的压力，减少带宽的不必要浪费，从而达到提高网络使用的流通性的效果。

一个企业的核心网的结构，其中有两个视频源（Source1、Source2），这两个视频源是通过组播组来进行网络中数据的传输的。我将该企业的接入网的部分，进行了VLAN的划分（VLAN10、VLAN20、VLAN30），这是为了该使企业能更好、更全面地进行管理，使其管理方法得到更新，以便于企业进行高效的管理。

首先，我们要对服务器和路由器的IP地址做一下配置。下面是我用模拟器做的实验配置：（1）首先，我先对路由器进行了基本配置。这里要注意的是，我们需要在全部的路由器上配置OSPF，然后使用PIM-SM，不然后面的验证将无法进行；（2）接入网中的相关配置；（3）实验结果。所有的配置完成后，就到了该实验的重要部分，查看并验证所做的实验，看实验是否成功了。

在SWA上，查看所有组播VLAN，得知vlan5是子VLAN。然后又在SWA和SWC上对组播组进行了查看，发现视频流是正确传送出去的，实验到此为止都是成功的，没有出现相互中断的情况。查看路由表内容，发现组播组的LOOPBACK0接口的RP是有效的。实验中数据流传输顺畅，没有出现中断的情况，接收方能够很好地接收消息，因此实验是成功的。组播技术降低了负载压力，节省了网络宽带。

5基于组播技术的网络视频会议

Internet应用技术的迅速发展，使得基于组播技术的网络视频会议、远程课堂和远程医疗等应用越来越普及。它们有一个共同特点，就是在时间上面有着同一性，空间上面具有了分散布局的性质。网络视频会议系，指的是两个或两个以上的在不是同一个地方的个人或集体，利用组播技术传输运行以及多媒体的一些设备，将音频、视频及相关会议的文件资料进行网络互传，这使得人与人之间的沟通和协作得到了更好的改善，完善了跨地域间的通信与互动的会议模式。视频会议系统很早就出现了，只是当时的条件还不够完善，不能有效地组织并进行会议研讨，这损失了人们的很多时间和精力，降低了工作的效率。过去传统的交流的方法让我们的工作受到了很多的限制，这无疑已经是没有办法适应社会的快速发展的需求了。而我们现代的网络视频会议，是基于组播技术的，这大大地改善了过去视频会议的不足，传输和转发信息的过程中，工作效率变高了，网络的堵塞现象好了很多，降低了网络的负载压力，使我们的工作会议能够流畅进行，为人们减少了不必要的时间浪费。虽然组播实验成功地完成了，但是在实际应用中的视频会议实验还存在些问题。现在的高科技视频会议不太适用于中小型企业，因为它的成本高昂，而且会议室需要足够的网络带宽、光纤才可以，带宽要达到20M以上，所以使用视频会议所需的这些条件，限制了它的进一步的普及。

结论

组播技术的应用，降低了网络中带宽的浪费现象，减少服务器的负荷量和网络的负载压力，并且使得网络中的传输数据信息的质量达到更高的标准，现今的组播技术已经逐渐普及，在未来也会有更大的发展空间。组播的优点其实还是挺多的，比如说它有广播所有的一切优点。通过这次的实验发现，组播在网络的拥塞控制这一块还存在些许问题，要减少延迟，要使音频视图更加清晰流畅，我们还需要继续去研究和做实验，同时在实验中还需要加强系统的安全性，如基于组播的网络视频会议，这样可以更有利于加强企业的管理。

参考文献：

[1]舒小松.基于Java网络编程中组播技术的应用与研究[J].无线互联科技，2018（5）：11-12.

[2]卢小龙，武洪洲.IP组播技术在局域网视频直播系统中的运用探讨[J].电子技术与软件工程，2016（10）：15-15.