摘要 网格（Grid）旨在实现动态多机构虚拟组织中的资源共享和协同问题解决。Access Grid是网格的一个扩展，能支持在网格上进行组与组之间的协同工作。该文分析了Access Grid的基本架构，并设计了一种新型的基于Access Grid的通用视频会议系统。
关键词 网格、Access Grid、虚拟会场、视频会议
1 引言
随着人们对视频和音频信息的需求愈来愈强烈,追求远距离的视音频的同步交互成为新的时尚。基于计算机网络技术，视频会议系统发展迅速，使人们拥有了前所未有的信息采集能力和“面对面”交流的可视通讯工具。但是目前各种视频会议系统均通过构造虚拟会场让自己的用户群体通过网络参加会晤，然而这些系统都有各自的体系结构和实现条件，导致不同系统的虚拟会场之间很难连通。于是在与高性能计算有关的学科交叉领域，具有划时代的新生事物——“网格”（grid）便应运而生。“网格”代表一种先进的技术和基础设施，支持动态变化的、拥有多个部门或团体的复杂虚拟组织（virtual organization）中不同资源的共享和协作。本文研究重点的是借助网格提供的无缝的、集成的计算和协作环境，来解决视频会议系统之间的“会议孤岛”，使得多个异构会议系统的用户群组可以在一个通用的视频会议系统中进行音视频的交互。
2 Access Grid的简介
2.1Access Grid系统功能
Access Grid作为网格的一个扩展，是由美国Argonne 国家实验室率先研究和开发的,其设计目的是提供一个支持大规模的组与组之间协同工作的平台。自1999年Access Grid首次亮相以来，它一直是网格研究的重点。Access Grid系统有以下主要功能：
⑴Access Grid建构在现有的网格服务体系结构之上，能集成现有的网格基础服务，开发专门用于在网格环境中支持组与组之间协作的工具。
⑵Access Grid能进一步改善用户的体验，集成高端的可视化环境，建构一个远程的半沉浸环境，提供比传统的桌面视频会议系统更好的现场感。
⑶Access Grid能使用基于IP数据包的视频和音频传输，其大部分的软件都是开放源代码的，并能利用现有的一些开放源代码（Open Source) 的工具。
⑷Access Grid能支持和管理多个组之间的会议，并且辅助以提供自然的远程交互和协作的工具。
⑸Access Grid能支持组与组之间的交互和协作，能建立团队和资源之间进行交互和协作的虚拟空间。
2.2 Access Grid软硬件架构
Access Grid 作为网格的扩展部分，由多个Access Grid节点（Access Grid Node ）连接而成的。一个节点提供了一组人对Access Grid 的访问和使用。每个节点包括了多媒体数据的采集和呈现，交互式应用环境，面向Access Grid中间件的接口等方面。在各节点之间的多个音频和视频数据流，以及节点对视频和音频的呈现使得人们可以在一个半沉浸的环境中自由的交流。目前，它能支持从2 到20个结点参加的视频会议，能最多同时交换80个视频流。Access Grid 的硬件架构可分成四种:完整型（Advanced Note）、一般型（Room Node）、PC 型（Desktop Node）、笔记型（Laptop Node）等，可依照不同需求建置各种类型的Access Grid 架构Access Grid 硬件架构包含显示服务器、视频采集服务器、音频采集服务器及控制服务器。一个节点硬件上包括多台计算机（各有不同的用途）、投影仪、麦克风、扬声器、耳机、回音消除器等。
Access Grid的软件架构主要包括四个方面内容：
1）虚拟会场(Virtual Venue)，提供一个持久的可用于交互的虚拟空间，可以理解为对应了网格概念中的一个虚拟组织；
2）网络服务(Network Service)，提供Access Grid节点访问虚拟会场和使用其他服务的能力，解决数据的获取、数据存放、用户授权；
3）节点管理(Node Management)，管理分布在Access Grid节点上的资源，包括硬件和节点提供的服务；
4）应用层服务(Application Service)，提供Access Grid的扩展性。
3 基于Access Grid 的通用视频会议系统的设计
目前基于IP网络的视频会议系统有三类:a.基于H .323协议的会议系统；b.基于SIP协议的会议系统；c.基于IETF MMUSIC 会议框架和IP Multicast技术的会议系统。这三类视频会议系统均通过构造虚拟会议室让自己的用户群体通过网络参加会晤，然而这些系统都有各自的体系结构和实现条件，导致不同系统的虚拟会场之间很难连通，在网络上形成了很多“会议孤岛”。Access Grid 最主要的特点就是支持大规模的异构的组与组之间的协作，，整合网络上异构的视频会议系统，把各个“会议孤岛”互连起来，使得多个异构会议系统的用户群组可以在一个通用的视频会议系统中进行音视频交流，并且支持异构会议系统的用户使用原系统的客户端参加会晤。基于Access Grid的通用视频会议系统的设计框架如图1所示。
图1 通用视频会议系统框架该系统包含一个会晤中心和若干个组，使用分级管理的方式。整个系统分为两级，第一级是中心管理级，由会晤中心控制各个组。会晤中心提供多种网络服务，并组织各个组之间的会晤；第二级是组管理级，每个组包含一个代理节点和若干个用户节点，由代理节点管理所有用户节点，组织他们加入会晤和收发多媒体数据流。代理节点包括协同控制服务器和媒体服务器，用户节点是能够接受和发送媒体数据的客户机。为了把基于不同协议实现的视频会议系统与本系统互通起来，系统为这些异构的视频会议系统创建代理节点，使用代理机制把它们封装成为本系统的若干个组，称为External Group，而包含本系统客户机的组称为Local Group。Local Group和External Group都提供一致的Access Grid操作界面，因此会晤中心对这两类组的处理方法是一样的，即所有参与会晤的组的地位是平等的，它们可以与会晤中心交互。新建的组（New Group）通过调用会晤中心目录服务中的注册方法，将自己加入到Group注册列表中。异构视频会议系统也可以自行创建代理节点，在节点上部署Access Grid协同管理，并且调用会晤中心提供的方法在中心的目录服务上登记，则会晤中心可以自动地把该会议系统集成进来。
4 结束语
基于Access Grid的视频会议系统可以实行分组管理，各个组可以根据网络环境和地域因素灵活部署，具有较好的扩展性。各种异构视频会议系统可以被封装成本系统的若干个组，通过Access Grid技术整合在一起，实现不同通信群组大规模音视频协同交流的目标。
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