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.245控制信令协议的定义:H.245是H.323协议族中用于逻辑信道控制的协议,是H.323多媒体通信体系中的控制信令协议 。仅仅靠H.245协议是无法完成媒体流传输的,只有整个H.323协议协同工作才能完成媒体流的传输工作 。主要完成多媒体通信中每个逻辑通道(逻辑通道就是通信通道)的建立,通道的维护,通道的释放 。具体包括逻辑通道的打开,逻辑通道的关闭,参数的设定,双方通信能力的协商等控制功能 。这个H.245协议比较复杂 , 可以从以下几个方面把握此协议 。
(一)对H.245协议的综合理解
(1)首先要明确H.245是一个逻辑层面的信道(包括控制信道和通信信道) , H.245定位是逻辑信道不是物理信道 。H.245是借助于物理信道完成特定功能的,H.245本身是定位为逻辑信道(通信信道) 。
(2)多媒体信道里面逻辑信道的建立是一个步骤,逻辑信道(通信信道)的维护是一个步骤,逻辑信道(通信信道)的释放是一个步骤,这些都是单独的步骤,不要混杂一起进行理解 。有信道的建立则一定会有信道的释放 。这个建立信道是为了通信 。释放信道的过程是为了下一次通信的建立 。
(3)H.245协议是建立在H.255协议基础上的 。如果H.225协议没有跑通 , 那么H.245协议是不会建立的。H.255是启动协议 , H.225是呼叫层面协议 , H.225是基础协议 。
(4)关于H.245的参数设定 , H.245的主从确定,H.245双方能力协商 。这些下面会逐条进行梳理 。
(二)两类信道
H.245中定义了两类信道:控制信道和通信信道 。控制信道和通信信道统称逻辑信道,这个是相对于物理信道而言的 。控制信道必须在任何逻辑信道(逻辑信道就是通信信道)之前现行建立,并且在通信结束之后才可以释放 。控制信道是通信信道的基?。?肯定是先控制信道任何启动通信信道 。H.245控制信道的定义:控制信道也称为H.245信道,位于不同的H.323通信实体上面 。这个通信实体可以是多点控制单元(MCU),也可以是宝利通设备,也可以是任何视频会议的产品 。两个H.245对等信令实体通过这个控制信道以控制“通信信道”的建立和释放 。控制信道是基于TCP连接的可靠信道,连接端口号动态分配(这个连接端口号非常关键 , 这个是动态分布的) 。在H.225呼叫建立过程中 , 主叫端子和被叫端子和网守是通过setup和 , 消息互相交换各自分配的H.245端口和H.245地址 。对控制信道定义的理解包括以下几个要点 。
(1)控制信道是通信信道的基?。绻刂菩诺阑姑挥型耆⑵鹄?,是不会启动通信信道(逻辑信道)的 。所以说控制信道才是真正关键的信道 。这里特指H.245控制信道启动以后,才会开通媒体信道 。
(2)因为控制信道是整个通信的关键,所以控制信道靠TCP连接(可靠连接) , 而不是用UDP(用户数据报)连接 。一般情况下通信协议的设定关键的协议都是靠TCP连接的 , 而非关键协议用UDP连接 。还有就是端口号的事情,端口是非常关键的,特别注意的是TCP的端口和UDP的端口是不一样的,同样的端口在TCP协议里面的含义和在UDP协议里面的含义是不一样的 。端口是进程的映射,而进程又是应用程序的映射 , 是上层应用程序在进程层面的反映 。有什么样的应用程序就会有什么样的进程 , 而有什么进程则会有对应端口号 。依靠端口号码,对端的通信实体会知道该把这个交给哪一个进程,也就是给哪一个应用程序 。
(3)H.225的一个环节,会传H.245的地址和传H.245的端口 。告诉对端通信实体自身的H.245地址H.245端口号码(这个端口一般是随机分配的,这个没有固定端口) 。
(4)每一个呼叫有且仅有一个H.245控制信道 。这个控制信道在整个通信期间肯定存在,而且始终存在 , 直到呼叫结束以后该控制信道才会释放 。
(5)通信信道在H.245中又称为逻辑信道,在逻辑信道上传送用户通信信息 。一般来说,两个通信实体间可以有多条逻辑信道(通信信道) , 在整个呼叫过程中可以根据需要随时建立和随时释放 。在H.245协议中 , 称为逻辑信道的打开和逻辑信道的关闭 。逻辑信道的打开由H.245控制协议完成,每个逻辑信道在打开时会赋予一个逻辑标识号(这个逻辑标识号是随机给的,没有特定的含义,是一个标识) 。可以认为控制信道是一个特殊的永久逻辑信道,这个信道的信道号为0 。H.323中大多数逻辑信道(通信信道)都是单向信道 , 在会议通信中尤其如此 。但是T.120数据通信协议和普通的点到点通信都要求双向信道,这个双信信道由一对单向信道构成 。h.245逻辑信道(通信信道)打开过程即支持单向信道的建立,也支持双向信道的建立 。传送音频和传送视频的逻辑信道(通信信道)为不可靠信道,例如UDP信道 。传送数据信号的为可靠信道 , 例如TCP信道 。信道的端口号也是动态分配的 。这个很容易理解,数据业务对可靠性的要求高一点,所以利用TCP 。语音业务,视频业务,对可靠性的要求低一点,利用UDP 。从宏观上面看,信道可以分为物理信道和逻辑信道 。逻辑信道可以继续细化分为控制信道和通信信道,控制信道可以理解为一种特殊的通信信道,特殊的永久通信信道,信道号码为0 。逻辑信道下面可以细分为可靠信道,和不可靠信道 。典型的可靠信道为TCP信道,不可靠信道为UDP信道 。可靠信道进一步细分 , 可以分为单向信道,和双向信道 。其实双向信道也是两个,或者说一对单向信道,这个是关键 。一般数据业务要求双向信道。如果没有特别要求 , 则是单向信道 。不可靠信道一般传语音,和传视频信号 。这个是关键点 。语音和视频等多媒体信号,靠不可靠信道 。这个一般情况下 , 信道分的很细致,每一个信道由特定的作用 。信道建立以前会涉及一些事情。在建立信道之前,收发双方必须就这些参数进行协商(),确定双方可以接受的参数范围,这个过程也就是所谓的能力交互 。
(6)H.245控制信令协议的主要目的是建立RTP(real time )会话,维护RTP(real time )会话 。与RTP会话参与者之间协商()所支持的功能音视频会议系统日常维护内容,这些功能包括,多媒体信息流的编码格式 , 所需带宽等 。H.245控制信令协议通过能力集( set)交互,主从确定,往返时间延迟确定 , 逻辑信道打开和逻辑信道关闭,环路维护,呼叫释放协议等完成上述功能 , 达到H.245协议的设计目的 。
(三)能力集交互过程
能力集(set)交换过程是H.225.0呼叫协议建立成功以后,启动H.245协议时首先要执行的过程 。设计这个能力集交互的目的是让通信双方了解对方的“能力” 。具体包括使得通信双方了解对端( site)接收信号的能力和发送信号的能力,最好能够了解对方端子发送信号的能力 。在H.245通信过程中,媒体数据包交换之前,如果两个H.245端子准备进行媒体通信必须彼此了解对方的接收()能力,也就是说知道对方能够对哪些格式的媒体数据进行解码 。只有做到知己知彼,方能快速建立一个双方都可以接受的通信信道 。当然,如果能够了解对方的编码能力会更加好 , 这样可以要求对方端子发送自己喜欢的码流格式 。所以,在H.245事物中,在建立媒体通信之前 , 必须首先完成能力交换 。在实现过程中,两个终端通过互发能力集(set)消息来告诉对方自身设备的的编码能力和本身设备的解码能力,这个实际上已经进入操作阶段 。完成能力交换(set)以后 , 某一端可以根据对端的能力,请求建立一个或者若干个逻辑信道(通信信道) 。在网络、系统资源都允许和能力集(set)已经声明的情况下,双方可以同时存在多条媒体信道 。比如,一路视频,两路音频通道等 。这个能力交互的过程非常类似谈判的过程 。如果把“协议”确定理解为“合同的签订”,那么“能力集”交换过程可以理解为谈判过程 。既然要签订《合同》也就是要签订“协议”,那么肯定会涉及《合同条款》也就是协议细节 。这个协议细节肯定是谈判的结果,包括带宽(对方端子的带宽能力),包括媒体的数据格式,能够编码和能够解码的能力 。包括更加细节的参数 。这些都是要双方谈判的结果。能力协商完成,下面开始《合同》 , 也就是协议的启动,所以说这个能力协商是H.245协议中最关键的一个步骤 。
(四)主从确定过程
主()从(slave)确定是为了解决两个H.323终端同时打开(很多时间点会出现同时打开现象)双向信道(不是单向信道)时的冲突问题,也用于视频会议中解决两个均含有mc( )功能的端子的mc冲突问题。在H.245事物中可能有如下的事情发生:参与通话的两个终端同时发起同一个事件,有时可能会引起资源的竞争冲突(比如带宽资源冲突) 。比如,两个终端同时发起建立具有相同参数的双向逻辑通道请求,由于两个双向逻辑信道参数完全相同 , 所以说需要有一个同样的逻辑信道(通信信道)建立即可 , 这个时候就会出现竞争(例如带宽资源的竞争) 。H.245协议通过主从确定的算法来解决这种资源冲突问题 。具体的算法是根据终端类型和一个随机的状态判断数,按照H.245提供的算法,确定哪个终端具有高的优先级(高),即哪个终端是主()哪个终端是从(slave) 。当发生冲突时,主()可以胜出,也就是赢得控制权,因为优先级高() 。一个完整的主从确定事物的标志是:参与通话的两端都确定了主从确定的结果并且知道了对端也明确了主从确认的结果,并且这个结果是一个确定的结果,也就是说分出了主()和从(slave) 。对于每一端子(site)在确认对端知道了主从确认的结果以后,才能启动那些依赖于“主从确定”结果的h.245事物 。简单说 , 没一条链路肯定得有一个主,这个主()确定下来 。目的是为了一旦出现网络资源上面的冲突,那么肯定是“主”来调配资源,优先按照“主”来配置资源 。这个过程在协议里面非常多见,主要靠优先级的设定来完成而优先级是靠随机分配的参数音视频会议系统日常维护内容,这个算法很清晰。
(五)往返时延确定过程
某些应用程序需要知道发送终端(send )和接受端( )之间的往返时延 。具体的操作方法是,发送一个“探测包”,这个探测包里面只包含两个“无参数的消息” 。时间延迟测量和时间延迟测量的响应信息,发送请求方本地测量发和收这两个消息之间的“时间间隔”得出“往返时延值” , 所谓的往返时延值是一个具体的数值,其目的是量化刻画了“往返时延” 。上述过程也可以用于检测远端设备( site)是否正常开机,因为如果远端设备( site)没有开机,往返时延数值会变的非常大 。
(六)逻辑信道(通信信道)的打开和逻辑信道的关闭
在H.323协议中,媒体数据是通过媒体信道(RTP)来传递的 。逻辑信道(通信信道)的信令过程定义了如何打开和如何关闭音频流视频流和数据的逻辑信道(媒体信道) 。这个逻辑信道才是真正传递音频流和视频流的信道,所以也可以叫做媒体信道 。
(1)完成能力集交互(set)和主从( slave)确认以后,H.323端子就可以发起媒体信道建立请求open。如果对端( site)有能力对未来通过信道所发送的“媒体类型”进行解码,并且同意这个请求,则回复open给信道发起者 , 这个就是所谓的“ACK回包” 。同意建立这个媒体信道。这个时刻,信道的发起者就真正建立起来了这个信道,并且通过信道发送媒体数据给对端 。这个信道是真正用来通信的媒体信道 。
(2)信道一旦建立 , 靠这个信道发送媒体数据给对端 。一个信道只能传递一种类型的媒体数据,换句话说每一种类型的媒体数据都对应有自己的独立信道 , 音频信号对应的有音频的媒体信道,视频信号对应的有视频的媒体信道 。可以通过设置有关的参数(id)在两个媒体之间建立关联,典型的代表就是“唇音同步” 。这个在实况转播中特别实用 , 我们肯定不希望看到歌唱演员的声音和歌唱演员的嘴型不一致 。
(3)逻辑信道由音频和视频发送端建立,这个和主叫和被叫没有直接关系 。包括音频流、视频流、数据流,只能由音频视频的放送端来执行实际的关闭操作 。接收端( site)只能请求发送端(send site)关闭媒体信道 。
(4)在等待媒体数据接收方回应(closeACK)时,存在一个超时机制 。
(七)环路维护过程
【多媒体里面的交互协议】所谓的“环路维护过程”是一个常规的维护过程,经过由“专用消息”通知对方配合进行环路测试 , 包括一个“结束测试消息” 。这个环路维护过程实际上网络测试的一部分 。
(八)呼叫释放过程
通信的任何一方(包括信号的发起方,也包括信号的接受方)都可以发起“呼叫释放”,任何一方停止在逻辑信道(通信信道)上面传送消息,关闭所有的逻辑信道(通信信道) , 然后在H.245控制信道层面上面发起“结束会话”命令消息,对方设备收到“结束会话”这个消息以后 , 会关闭逻辑信道(通信信道),并且向原站点发送一个“结束会话”消息 。到此“H.245控制信道关闭” 。特别注意的是,H.245通信信道关闭并不是H.225通信信道关闭,这是两个完全不同的概念,H.225通信信道关闭才是一次完整的会话结束 。
(九)H.245控制协议流程总结
(1)能力集交换(set)这个实际上是打开逻辑通道(通信通道)的基?。?没有能力集的交互,是不可以打开逻辑信道的 。具体涉及交互的问题也比较多,包括各种编码能力,带宽能力 , 网络管理能力等 。
(2)主从确认( slave )这个也是基础层面的问题 。涉及到逻辑信道打开之前的主从身份确认 。设计这个 “主从确认”步骤主要是思考到网络资源的问题,尤其是带宽管理层面的问题 。如果网络资源被毫无意义地占用(比如资源竞争冲突),肯定会造成资源层面的浪费,这是网络管理人员不希望看到的事情 。
(3) 打开逻辑信道(open) 。这个是最关键的步骤,打开逻辑信道的目的肯定是为了传媒体数据 。媒体数据靠媒体信道打开 , 然后传递 。打个比方说,如果想运送货,肯定得有通道 。这个通道是运输货物的载体 , 没有合适的通道肯定不行 。如果货物是媒体数据 , 那么媒体通道则是道路 。是运送货物的道路 。
(4)交换多媒体信息 。这个RTP和RTCP是关键,一般不会直接放到UDP数据包里面 。这个数据包,特指UDP数据包具有一些列的问题,而UDP则正好弥补了这些问题。
(5)关闭逻辑信道 。
(6)结束会话 。
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