CN101163029A - 多点控制单元主备倒换的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MCU的主备倒换方法，包括以下步骤：检测到所述主MCU故障，通知所述终端倒换发生；处理所述终端向本设备传输的媒体流，并将处理后的媒体流向所述终端发送；与所述终端进行媒体通道的协商，使用与所述终端传输所述媒体流所使用的端口打开与所述终端间的媒体通道。本发明还公开了一种用于实现上述MCU的主备倒换方法的设备。通过使用本发明，可以实现对用户终端的无缝倒换，倒换中仅需备份会议信息，而无需备份MCU内部复杂的状态机，从而避开了TCP倒换、H225、H245等H323协议栈倒换等实施时的技术难题，达到完全平滑的倒换效果。

Description

多点控制单元主备倒换的方法和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多点控制单元主备倒换的方法和设备。

背景技术

视频会议***通过网络通信技术实现虚拟会议，将地理上分散的用户聚集在一处，通过图像、声音等多种方式交流信息，开展协同工作。视频会议在最大程度上缩短了空间距离，方便了协作成员之间实时、直观的交流。目前的视频会议***的实现主要基于H323协议栈。H323协议栈由呼叫控制和信令协议构成，其结构如图1所示，包括音频与视频信号的编解码封装、负责呼叫信令收发和控制的信令、和能力交换等信令。

基于H323的视频会议***中的连接建立过程如下：通常，主叫方的视讯终端首先向被叫方发起H225消息建立呼叫连接，H225消息是H323协议栈中的一员，主要负责注册、允许控制、以及点对点之间呼叫的建立和拆除。主叫方与被叫方在H225连接上建立呼叫连接后，在H245连接上进行编解码能力的协商等操作。H245是H323协议栈中的一员，主要负责媒体编解码能力的协商、媒体通道(也称逻辑通道)的打开、关闭，以及一些会议控制的信令操作。两端协商出共同的编解码能力以后，打开媒体流通道以RTP(Real-time Transport Protocol，实时传送协议)协议传输音视频码流。终端将采集到的本端音视频模拟数据进行量化，并打包入RTP协议里发给对端，并在RTP数据包里面携带音视频数据的序列号和时间戳；对端接收到RTP数据后，根据时间戳进行对应的解码，并输出到本端的输出设备上，根据序列号统计传输过程中的丢包。

MCU(Multipoint Control Unit，多点控制单元)，作为基于H323视频会议***的核心，提供协议解析和创建虚拟会议室、进行会议管理，并在与会者之间传递音频、视频和数据。

为了提供不间断的可靠服务，高端的MCU都会提供主备倒换功能。在主MCU因某些原因失效的情况下，另一个MCU(备MCU)会主动接替原MCU的工作，使得两个MCU组成的***对外提供持续的无故障服务。在实现方式上，主MCU和备MCU可以是两个不同的物理设备，也可以是同一设备上的不同单元(如主板和备板)。

目前的主备倒换功能中，主MCU正常工作，并将会议信息实时备份到备份MCU上。主MCU和备MCU分别通过某种方式(例如心跳方式)检测对方工作状态。如果检测到主MCU失效，则备MCU则通过之前实时备份的会议信息重新召集会议。

现有技术的问题在于，在目前的主备倒换功能中，如果发生主备倒换，则用户终端侧会断开原先由主MCU召开的会议、并重新加入到备MCU召开的会议。即在用户终端侧，会议会先断开后再重连，在该先断开再重连的过程中，会造成会议的终端，用户终端能够感知到倒换的发生。

发明内容

本发明提供一种多点控制单元主备倒换的方法和设备，用于实现多点控制单元MCU的主备倒换过程中，MCU上视频会议的无缝平滑倒换。

为达到上述目的，本发明提供一种MCU主备倒换的方法，包括以下步骤：

检测到所述主MCU故障，通知所述终端倒换发生；

处理所述终端向本设备传输的媒体流，并将处理后的媒体流向所述终端发送；

与所述终端进行媒体通道的协商，使用与所述终端传输所述媒体流所使用的端口打开与所述终端间的媒体通道。

其中，所述检测到所述主MCU故障具体为：

根据接收到的所述主MCU发送的倒换通知消息，检测到所述主MCU故障；或

主动通过心跳机制，检测到所述主MCU故障。

其中，所述通知终端倒换发生具体为：

向所述终端发送倒换发生消息，通知所述终端倒换发生；所述倒换发生消息中携带本设备的地址信息。

其中，所述处理终端向本设备传输的媒体流，并将处理后的媒体流向所述终端发送具体为：

接收到所述终端发送的呼叫信令挂断消息，并使所述终端将与主MCU间传输的媒体流转发到本设备，本设备用于接收所述终端的媒体流的端口与所述主MCU之前用于接收所述终端的媒体流的端口相同；

处理所述终端发送的媒体流，并向所述终端发送处理后的媒体流。

本发明还提供一种MCU的主备倒换方法，包括以下步骤：

接收到备MCU发送的倒换发生通知；

根据所述通知断开与主MCU的连接，将向主MCU发送的媒体流向所述备MCU发送；

与所述备MCU进行媒体通道的协商，将当前与所述备MCU传输媒体流所使用的通道作为新的媒体通道。

其中，所述接收到备MCU发送的倒换发生通知具体为：

接收所述备MCU发送的倒换发生消息，所述倒换发生消息中携带所述备MCU的地址信息。

其中，所述根据通知断开与所述主MCU的连接，将向主MCU发送的媒体流向所述备MCU发送具体为：

向所述备MCU发送呼叫信令挂断消息，所述呼叫信令挂断消息中携带本终端的标识；

断开与所述主MCU的连接，并将向主MCU发送的媒体流向所述备MCU的地址发送。

本发明还提供一种MCU设备，用于在主MCU发生故障时对终端进行MCU主备倒换，包括：

故障通知单元，用于检测到所述主MCU故障时，通知所述终端倒换发生；

处理单元，用于处理所述终端发送的媒体流并向所述终端发送；

媒体通道协商单元，用于与所述终端进行媒体通道的协商，使用与所述终端传输所述媒体流所使用的端口打开与所述终端间的媒体通道。

其中，所述故障通知单元进一步包括：

故障检测子单元，用于根据是否接收到所述主MCU发送的倒换通知消息、或心跳检测机制，检测所述主MCU是否发生故障；

倒换通知子单元，用于在所述故障检测子单元检测到故障发生时，向所述终端发送倒换发生消息，所述倒换发生消息中携带本设备的地址信息。

本发明还提供一种终端设备，用于在根据备MCU的通知进行MCU主备倒换，包括：

倒换通知接收单元，用于接收所述备MCU发送的倒换发生通知；

终端处理单元，用于根据所述倒换通知接收单元接收的通知断开与所述主MCU的连接，将向主MCU发送的媒体流向所述备MCU发送；

终端媒体通道协商单元，用于与所述备MCU进行媒体通道的协商，将当前与所述备MCU传输媒体流所使用的通道作为新的媒体通道。

其中，所述终端处理单元进一步包括：

响应发送子单元，用于向所述备MCU发送呼叫信令挂断消息，所述呼叫信令挂断消息中携带本终端的标识；

连接处理子单元，用于根据所述倒换通知接收单元接收的通知断开与所述主MCU的连接；

媒体流处理子单元，用于根据所述倒换通知接收单元接收的通知，将向所述主MCU发送的媒体流向所述备MCU的地址发送。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

可以实现对用户终端的无缝倒换，倒换中仅需备份会议信息，而无需备份MCU内部复杂的状态机，从而避开了TCP倒换、H225、H245等H323协议栈倒换等实施时的技术难题，达到完全平滑的倒换效果。

附图说明

图1是现有技术中H323协议栈的结构示意图；

图2是本发明中一种MCU主备倒换方法的流程图；

图3是本发明应用场景中MCU主备倒换前的网络示意图；

图4是本发明应用场景中MCU主备倒换后的网络示意图；

图5是本发明中一种MCU设备和终端设备的示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想在于，主备MCU倒换后，终端通过备MCU的通知获知倒换发生，重新建立H245、H225连接，但是保持RTP媒体信道，将向原主MCU发送的RTP媒体流向备MCU发送，从而在避开TCP倒换等倒换实现难题，实现平滑倒换。

以下结合附图和实施例，描述本发明中一种MCU主备倒换的方法的具体实施方式。

在主MCU和备MCU正常工作时，主MCU将会议信息实时在备MCU上进行备份，该会议信息包括如预定会议、当前会议、与会终端、RTP流端口信息等。其中主备MCU可以采用相同的IP或者不同的IP。

在发生主备倒换时的具体流程如图2所示，包括以下步骤：

步骤s201、主MCU向备MCU发送倒换通知消息。

该步骤为可选步骤。具体的，在人工发起主备倒换、或者主MCU在发生故障时尚有能力通知备MCU的情况下，主MCU通过倒换通知消息通知备份MCU需要发起主备倒换。该倒换通知消息1中需要携带以下信息：主MCU地址，备MCU地址(两者可以相同)。

步骤s202、备MCU向各与会的用户终端发送倒换发生消息。

具体的，备MCU在收到主MCU发送的倒换通知消息时，或者通过某种方式(如心跳检测机制)检测到主MCU发生故障时，判断需要将本设备切换为主MCU。此时，备MCU向各个与会的用户终端发送倒换发生消息，通知各用户终端有倒换发生。另外，如果主备MCU的地址不同，在此倒换发生消息中需要携带备MCU的IP。

步骤s203、用户终端向备MCU发送呼叫信令挂断消息。

具体的，用户终端收到备MCU发送的倒换发生消息后断开与原主MCU的H225、H245 TCP连接，并且向备MCU回应呼叫信令挂断消息，该消息中携带接收到的倒换发生消息中的用户终端ID。但仍旧保持与原媒体通道的端口间的RTP媒体流发送和接收。对于主MCU IP地址和备MCU IP地址相同的情况，直接保持RTP媒体流与原MCU IP地址间的发送和接收；对于主MCU地址和备MCU地址不同的情况，立即将RTP流发送到倒换发生消息指定的备MCU的IP地址。该地址变化不会影响终端发送的RTP流的目的端口的变化，即备份MCU设备用于接收终端的RTP流的端口、与主MCU之前用于接收终端的RTP流的端口相同。

在具体的实现上，备份MCU可以通过发送ARP(Address ResolutionProtocol，地址解析协议)报文等机制，保证终端发送的RTP流能够正确到达MCU。切换后终端和MCU各自主动发送I帧(关键帧)使得这个过程更为平滑。

备份MCU在接收到呼叫信令挂断消息后，知道终端具有扩展倒换能力，则在接收到终端发送的RTP流后，立即处理并向终端发送处理后的流。

步骤s204～步骤s207、备MCU与用户终端之间建立H245通道。

具体的，用户终端或者MCU发起呼叫，以用户终端发起呼叫为例：

步骤s204、用户终端通过Q.931消息发送Setup消息给备MCU。Q.931消息建立在H225连接上，为进行信息交互所使用的协议，主要负责呼叫过程中的信令处理，并在此基础上协商后续的H245通信地址与端口。

步骤s205、备MCU通过Q.931消息发送Call Proceeding(呼叫处理)消息给用户终端，其中包括H245通道地址信息。

步骤s206、备MCU通过Q.931消息向用户终端发送Alerting(警告)消息，其中包括H245通道地址信息。

步骤s207、备MCU与用户终端按照H245的正常流程进行能力协商，并且打开媒体通道。该媒体通道使用倒换前RTP流的端口号，即使用当前与终端传输RTP流所使用的端口打开与用户终端间的媒体通道，但是不进行实际的RTP流打开过程。之后就进入倒换前的状态。

如果用户终端不支持对步骤s202中备MCU发送的倒换发生消息的处理，则在步骤203中，用户终端将忽略备MCU发送的倒换发生消息，执行现有的正常处理流程，即步骤s208所示：检测到与主MCU的连接断开后，断开与此终端的所有连接；同时备MCU检测到用户终端没有发送呼叫信令挂断消息，再按照策略对该用户终端进行断线重呼。

以下结合一具体的应用场景，描述本发明中一种MCU主备倒换方法的具体实施方法。

如图3所示，设网络中设置有两台具有相同结构的MCU，其中那个主MCU的IP为1.0.0.1，备MCU的IP为1.0.0.2，两台与会的用户终端与主MCU连接，参加到视频会议中，其中，用户终端A的IP为1.0.1.1，用户终端B的IP为1.0.1.2，用户终端A将RTP流通过媒体通道发送到主MCU的端口Port1，用户终端B将RTP流发送到主MCU的Port2。

在主MCU和备MCU正常工作时，主MCU将会议信息实时在备MCU上进行备份，该会议信息包括如预定会议、当前会议、与会终端、RTP流端口信息等。

备MCU检测到在主MCU发生故障时，向用户终端A和用户终端B发送倒换发生消息，通知有倒换发生，该消息中需要携带被通知的用户终端ID，以及本备MCU的IP：1.0.0.2。

假设用户终端A具有处理备MCU发送的倒换发生消息的能力。则用户终端A收到备MCU发送的倒换发生消息后断开与原主MCU的H225、H245TCP连接，并且向备MCU回应呼叫信令挂断消息，该消息中携带接收到的倒换发生消息中的用户终端ID。同时立即将之前向1.0.0.1的端口Port1发送的RTP流向备MCU的IP地址1.0.0.2的相同端口发送。之后，备MCU与用户终端重新协商并打开媒体通道，该媒体通道仍使用原端口不变，即备MCU使用当前与终端传输RTP流所使用的端口打开与用户终端A之间的媒体通道，用户终端A在备MCU侧仍使用Port 1。

假设用户终端B不具有处理备MCU发送的倒换发生消息的能力。则检测到与主MCU的连接断开后，用户终端B断开所有连接；同时备MCU检测到用户终端B没有发送呼叫信令挂断消息，在按照策略对该用户终端B进行断线重呼，用户终端B接收到该断线重呼后，与备MCU进行协商并建立新的媒体通道，重新开始RTP流的发送。

上述主备倒换后的结果如图4所示。

通过本发明提供的上述方法，MCU可以实现对用户终端的无缝倒换，倒换中仅需备份会议信息，而无需备份MCU内部复杂的状态机，从而避开了TCP倒换、H225、H245等H323协议栈倒换等实施时的技术难题，达到完全平滑的倒换效果。

本发明还提供了一种MCU设备和终端，该MCU设备用于在主MCU发生故障时，作为备MCU实现MCU的主备倒换。如图5所示：

具体的，MCU设备10，用于在主MCU发生故障时对终端进行MCU主备倒换，包括：

故障通知单元11，用于检测到主MCU故障时，通知终端20倒换发生。

处理单元12，用于处理终端20发送的媒体流并向终端20发送处理后的媒体流。

媒体通道协商单元13，用于当故障通知单元11通知终端20倒换发生后，与终端20进行媒体通道的协商，使用当前与终端20传输媒体流所使用的端口打开与所述终端间的媒体通道。

具体的，故障通知单元11进一步包括：

故障检测子单元111，用于根据是否接收到主MCU发送的倒换通知消息、或心跳检测机制，检测主MCU是否发生故障。倒换通知子单元112，用于在故障检测子单元111检测到故障发生时，向终端20发送倒换发生消息，该倒换发生消息中携带本设备的地址信息，以及终端20的标识。

具体的，终端设备20，用于在根据MCU设备10的通知进行MCU主备倒换，包括：

倒换通知接收单元21，用于接收MCU设备10发送的倒换发生通知。

终端处理单元22，用于根据倒换通知接收单元21接收的通知断开与主MCU的连接，将向主MCU发送的媒体流向MCU设备10发送。

终端媒体通道协商单元23，用于当倒换通知接收单元21接收到MCU设备10发送的倒换发生通知时，与备MCU设备10进行媒体通道的协商，将当前与MCU设备10传输媒体流所使用的通道作为新的媒体通道。具体的，终端处理单元22进一步包括：

响应发送子单元221，用于向MCU设备10发送呼叫信令挂断消息，该呼叫信令挂断消息中携带本终端的标识；连接处理子单元222，用于根据倒换通知接收单元21接收的通知断开与MCU设备10的连接；媒体流处理子单元223，用于根据倒换通知接收单元21接收的通知，将之前向主MCU发送的媒体流向MCU设备10的地址发送。

通过本发明提供的上述设备，MCU可以实现对用户终端的无缝倒换，倒换中仅需备份会议信息，而无需备份MCU内部复杂的状态机，从而避开了TCP倒换、H225、H245等H323协议栈倒换等实施时的技术难题，达到完全平滑的倒换效果。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备(如手机、PDA等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种MCU的主备倒换方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测到所述主MCU故障，通知所述终端倒换发生；

处理所述终端向本设备传输的媒体流，并将处理后的媒体流向所述终端发送；

与所述终端进行媒体通道的协商，使用与所述终端传输所述媒体流所使用的端口打开与所述终端间的媒体通道。

2.如权利要求1所述MCU的主备倒换方法，其特征在于，所述检测到所述主MCU故障具体为：

根据接收到的所述主MCU发送的倒换通知消息，检测到所述主MCU故障；或

主动通过心跳机制，检测到所述主MCU故障。

3.如权利要求1所述MCU的主备倒换方法，其特征在于，所述通知终端倒换发生具体为：

向所述终端发送倒换发生消息，通知所述终端倒换发生；所述倒换发生消息中携带本设备的地址信息。

4.如权利要求1所述MCU的主备倒换方法，其特征在于，所述处理终端向本设备传输的媒体流，并将处理后的媒体流向所述终端发送具体为：

接收到所述终端发送的呼叫信令挂断消息，并使所述终端将与主MCU间传输的媒体流转发到本设备，本设备用于接收所述终端的媒体流的端口与所述主MCU之前用于接收所述终端的媒体流的端口相同；

处理所述终端发送的媒体流，并向所述终端发送处理后的媒体流。

5.一种MCU的主备倒换方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收到备MCU发送的倒换发生通知；

根据所述通知断开与主MCU的连接，将向主MCU发送的媒体流向所述备MCU发送；

与所述备MCU进行媒体通道的协商，将当前与所述备MCU传输媒体流所使用的通道作为新的媒体通道。

6.如权利要求5所述MCU的主备倒换方法，其特征在于，所述接收到备MCU发送的倒换发生通知具体为：

接收所述备MCU发送的倒换发生消息，所述倒换发生消息中携带所述备MCU的地址信息。

7.如权利要求6所述MCU的主备倒换方法，其特征在于，所述根据通知断开与所述主MCU的连接，将向主MCU发送的媒体流向所述备MCU发送具体为：

向所述备MCU发送呼叫信令挂断消息，所述呼叫信令挂断消息中携带本终端的标识；

断开与所述主MCU的连接，并将向主MCU发送的媒体流向所述备MCU的地址发送。

8.一种MCU设备，用于在主MCU发生故障时对终端进行MCU主备倒换，其特征在于，包括：

故障通知单元，用于检测到所述主MCU故障时，通知所述终端倒换发生；

处理单元，用于处理所述终端发送的媒体流并向所述终端发送；

媒体通道协商单元，用于与所述终端进行媒体通道的协商，使用与所述终端传输所述媒体流所使用的端口打开与所述终端间的媒体通道。

9.如权利要求8所述MCU设备，其特征在于，所述故障通知单元进一步包括：

故障检测子单元，用于根据是否接收到所述主MCU发送的倒换通知消息、或心跳检测机制，检测所述主MCU是否发生故障；

倒换通知子单元，用于在所述故障检测子单元检测到故障发生时，向所述终端发送倒换发生消息，所述倒换发生消息中携带本设备的地址信息。

10.一种终端设备，用于在根据备MCU的通知进行MCU主备倒换，其特征在于，包括：

倒换通知接收单元，用于接收所述备MCU发送的倒换发生通知；

终端处理单元，用于根据所述倒换通知接收单元接收的通知断开与所述主MCU的连接，将向主MCU发送的媒体流向所述备MCU发送；

终端媒体通道协商单元，用于与所述备MCU进行媒体通道的协商，将当前与所述备MCU传输媒体流所使用的通道作为新的媒体通道。

11.如权利要求10所述终端设备，其特征在于，所述终端处理单元进一步包括：

响应发送子单元，用于向所述备MCU发送呼叫信令挂断消息，所述呼叫信令挂断消息中携带本终端的标识；

连接处理子单元，用于根据所述倒换通知接收单元接收的通知断开与所述主MCU的连接；

媒体流处理子单元，用于根据所述倒换通知接收单元接收的通知，将向所述主MCU发送的媒体流向所述备MCU的地址发送。

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