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解決方案二

解決方案二

  我們在開發FreeSWITCH視頻會議系統的過程中,經常遇到智慧黨建相關的視頻會議需求。考慮到會議規模比較大,FreeSWITCH的轉碼性能又不好,就一直沒敢接。後來有老朋友找到我們,不好拒絕,就做了一套解決方案,兩年多過去了,運行良好,也走了一些彎路,在此跟大家分享一下。

  會議的使用場景大致是從上到下開大會,區縣級組織部爲主會場,開到鄉鎮及行政村。主會場的視頻發送到下級,同時主會場可以隨時查看各分會場視頻,了解大家參會及學習情況。除了集體講課外,還有互動討論等,可以選擇不同的會場發言。

  我們全部使用SIP解決方案。在硬件選擇上,主會場我們使用了GrandStream GXV3202設備,支持SIP視頻會議及雙流。村鎮級會場酌情使用GXV3202或質優價廉的機頂盒。

  我們使用FreeSWITCH做爲視頻會議的平台。但是,FreeSWITCH單機無法支撐大規模的轉碼會議,項目又比較緊急。所以,我們最初采用了最簡單的視頻會議方式,即不轉碼,不融屏,僅做視頻轉發的方式。這種方式有很多限制,比如所有參會方只能看到相同的內容,我們也沒法打字幕。我們實現了一個Web界面,可以自動輪循切換所有會場,算是在一定程度上解決了第一個問題,字幕的解決方案就是在會場現場後面挂橫幅或者放桌牌。

  畢竟是能開會了,我們也在單機上做到了大約400路並發的規模,開了三次會,都比較成功。

  在開會的過程中,我們抓緊開發能轉碼融屏的會議。首先要解決的問題就是多機會議串聯。我們采用了一主多從的結構。即主會場全部撥入主服務器,而下級分會場撥入從服務器。主服務器和從服務器的會議室串聯。爲了避免出現「看對眼」(即一路視頻信號上行又下行看到的畫面會無限循環)的情況,也是爲了解決不同會場看不同畫面,我們采用兩個畫布實現上行視頻永遠在畫布2上,下行視頻永遠在畫布1上。

  實驗成功,最後我們用了5台服務器搭建了一個集群,可以轉碼融屏,也可以打字幕了。但,這只是我們惡夢的開始。

  首先我們發現機頂盒頂不住了,經常會出現花屏、卡頓,甚至死機。機頂盒版本比較老,上面有一個SIP終端軟件,是第三方開發的,對于我們來講就相當于一個黑盒子,除了不斷地測試修改各種視頻參數,我們確實也沒有更好的辦法進行調試。不過,在經過無數次的實驗後,我們還是找到了一些可行的參數,做到了720p高清視頻,質量不是最優,但是也算是足夠好了。

  大規模系統的另一個難點就是測試,雖然我們也部署了自動化的測試,但測起來跟真實的場景數據有諸多出入,後來還是部署了人肉方式,放了一大批機頂盒實際入會測試。

  項目是跟山東有線合作的,他們有很好的網絡基礎設施,人員配合也很到位。但無論如何並發就是上不去。又經過無數有猜測與調試,請教了業界高人的情況下把問題基本定位到Linux內核的瓶頸。這好像有點超綱了。一次偶然的機會換了台機器測試,發現網絡瓶頸竟然不存在了,原因只是那台機器的網卡不一樣。後來,我們把所有服務器都換成了那個型號的網卡。在實現過程中,我們也給FreeSWITCH打了一些補丁,主要是完成級聯的控制,以及修複一些Bug,做了一些優化。比如與會者比較多,在大部分會場不上鏡(沒有人看該會場的畫面)的情況下,我們就停止對該會場的視頻進行解碼,以節省CPU。當然,在打補丁的過程中我們也成功地植入了自己的Bug。在第一次上線的時候,測試了一整天,到了晚上臨近開會的時候,發現內存在默默地增長,如此下去,根本撐不過晚上的會議,一身汗。好在我們提前部署了sofia recover,直接強制所有FreeSWITCH崩潰,重啓後僅有少數會場掉線,避免了最大的災難,順利撐過了兩個多小時的會議。會後我們連夜把內存泄漏給修複了,至此,視頻會議系統算是可以交差了。又經過幾輪優化,現在,我們的平台已經有了正式的名稱,叫XSWITCH。後來我們也實現了很多熱修複的手段,比如將所有在線的用戶都轉到echo Application,修複後reload mod_conference,再轉回來。因爲畢竟協調幾百個機頂盒重新呼叫一遍也是很難的。

  下圖是多級級連示意圖。主會場采集的視頻圖像放到主服務器的畫布1上,下發到從服務器進而下發到終端。各終端圖像首先彙聚到從服務器畫布2上,上行到主服務器畫布2,主會場隨時可以選擇觀看畫布1或畫布2。

  會議系統運行以來,狀態良好。最近,我們完成了爲期三天的視頻會議保障,涉及到600多個終端(鄉鎮及行政村),萬名黨員,順便采集到一些技術數據。


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