（通信与信息系统专业论文）基于ims的会议业务及其路由策略的研究.pdf

南京邮电人学硕士研究尘学位论文 摘要 摘要 用户对全新多媒体业务的需求是网络演进的驱动力之一。用户希望能够以跨越固定和移 动网络的便捷的使用方式来获得多媒体业务。因此，运营商需要一个可控制、可管理和可盈 利的网络架构，来提供用户所期待的全新业务。基于i p 技术、与接入无关、业务和控制分离 的i m s ( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ) 网络正是满足这一需求的全新架构。 目前，许多运营商都宣布采用基于i m s 的策略发展多项增值业务，基于i m s 的会议业务 正是其中一项。i m s 是基于s i p 的体系，使用s i p 呼叫控制机制来创建、管理和终结i m s 会 议业务。i m s 大大简化了运营商和用户在鉴权中的登录过程。用户一旦通过i m s 业务鉴权， 即可访问所有授权使用的i m s 会议业务。 论文首先对i m s 会议的系统架构进行了分析，介绍了i m s 会议中用户注册和会话建立这 两个会话协商过程，对协商过程中s i p 消息的两种路由机制进行了分析说明。然后对i m s 会 议的基本操作进行了分析，包括会议的创建、会议的终止等服务。接着，对会议进行过程中 语音、视频等各种类型的多媒体流的路由过程采用了一种基于最短路径寻径思想和链路调度 策略的多媒体流路由算法，并在此基础上分析了几种路由优化策略。最后对上述路由算法的 复杂度和进行路由优化前后多媒体流在传输过程中阻塞概率的变化进行了仿真。 论文中提出的多媒体流路由算法及其优化策略可以使得多媒体流的传输能够满足实时性 和高质量的性能要求，在一定程度上可以保证i m s 会议中信息传输的质量，满足用户需求。 关键词：i m ss i p 会议路由策略 南京邮电人学硕七研究生学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t o n eo ft h em o t i v i t i e so fn e t w o r k su p g r a d ei st h eu s e r s i n c r e a s i n gr e q u i r e m e n t so faf i r e n e w m u l t i m e d i as e r v i c e p e o p l ew i s ht h e yc o u l da c h i e v em u l t i m e d i as e r v i c e so v e rb o t hf i x e da n dm o b i l e n e t w o r k s t h e r e f o r e ，t h es e r v i c ep r o v i d e r sn e e dan e t w o r kw h i c hi sc o n t r o l l a b l e ，a d m i n i s t r a b l ea n d p r o f i t a b l et os u p p l yu s e r st h ef i r e n e ws e r v i c e s t h ei m s ( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ) n e t w o r kc a n s a t i s f yt h i sr e q u i r e m e n t i ti sb a s e do ni pt e c h n o l o g y , i n d e p e n d e n to fa c c e s sm e c h a n i s m sa n d s e p a r a t e ss e r v i c ef r o mc o n t r 0 1 p r e s e n t l y ，m a n ys e r v i c ep r o v i d e r sd e c i d et od e v e l o pm o r ea n dm o r ev a l u e - a d d e ds e r v i c e sb a s e d o ni m s ，o n eo fw h i c hi si m sc o n f e r e n c es e r v i c e t h ea r c h i t e c t u r eo fi m si sb a s e do ns w , i tu s e s s i pp r o t o c o lt oc r e a t e ，a d m i n i s t r a t ea n dt e r m i n a t ei m sc o n f e r e n c e i tc a ng r e a t l ys i m p l i f yr e g i s t e r p r o c e d u r ei na u t h e n t i c a t i o n o n c ep a s s e dt h ei m sa u t h e n t i c a t i o n ，u s e r sc a na c c e s st h ea u t h o r i z e d i m sc o n f e r e n c es e r v i c e s f i r s t l y ，t h i st h e s i sm a k e sam a i ni n t r o d u c t i o nt oi m sc o n f e r e n c ea r c h i t e c t u r e ，a n da n a l y s e st w o s e s s i o nn e g o t i a t i o np r o c e d u r e s ：r e g i s t e rp r o c e d u r ea n ds e s s i o ns e t t i n gu pp r o c e d u r e i tm a k e sa d e t a i l e dd e s c r i p t i o nt ot w or o u t i n gm e c h a n i s m so fs i pm e s s a g e sd u r i n gt h es e s s i o nn e g o t i a t i o n p r o c e d u r e s e c o n d ly t h i st h e s i sm a k e sa na n a l y s i st oa l lt h eo p e r a t i o n si ni m sc o n f e r e n c es e r v i c e s ， i n c l u d i n gc o n f e r e n c ec r e a t i o n ，t e r m i n a t i o na n ds oo n t h i r d l y , i tu s e sam u l t i m e d i ar o u t i n ga l g o r i t h m w h i c hi sb a s e do ns h o r t e s tp a t hs e a r c h i n ga n dl i n ks c h e d u l ep o l i c y t h i sr o u t i n gp o l i c yi su s e dt o d e a lw i t ht h er o u t i n gp r o c e d u r eo fm u l t i m e d i at r a f f i ci ni m sc o n f e r e n c e b e s i d e st h a t ，s o m ep o l i c i e s a r ep r o v i d e dt oo p t i m i z et h er o u t i n gp r o c e d u r e l a s t l y , w ed os o m es i m u l a t i o n st oi n v e s t i g a t et h e a l g o r i t h m sc o m p l e x i t ya n dt h ec o r r e s p o n d i n gb l o c k i n gp r o b a b i l i t y , a n dc o m p a r et h eb l o c k i n g p r o b a b i l i t i e sb e f o r ea n da f t e rr o u t i n go p t i m i z a t i o n t h em u l t i m e d i a r o u t i n ga l g o r i t h ma n dc o r r e s p o n d i n go p t i m i z a t i o np o l i c i e sc a nm a k e m u l t i m e d i at r a f f i cb er e a l - t i m ea n de f f i c i e n t t h e r e f o r e ，t h i sm u l t i m e d i ar o u t i n gp o l i c yc o u l de n s u r e t h eq u a l i t yo fi n f o r m a t i o nt r a n s m i s s i o ni ni m sc o n f e r e n c e ，a n dm a k et h ec o n f e r e n c es e r v i c em e e t u s e r s r e q u i r m e n t s k e y w o r d s ：i m s s i pc o n f e r e n c e r o u t i n gp o l i c y n 南京邮电大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 盒壁日期：麴垒：盟堡 南京邮电大学学位论文使用授权声明 南京邮电大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电大学研究生部办理。 研究生签名：一盒佳 导师签名： 中必瓤2 。0 8 0 4 o i r 南京邮电大学硕十研究生学位论文 第一章绪论 1 1 课题背景 第一章绪论 竞争的日益激烈和技术的飞速发展使得电信业务市场不再满足于只提供基本的通话服 务，而是希望能够转变为能够提供多项增值业务的全面信息服务市场。移动业务和i p 业务是 目前冲击传统电信业务的两大领域【1 l 。在语音业务上，相对于固网来说，移动网络具有不可比 拟的优势。而l p 业务正在以远高于固定电话增长的速度增长，运营商通信骨干网上的业务流 量主体发生了根本性变化。然而，目前面对的严酷现实是：流量和业务收入的增长速度远远 赶不上由i p 业务带来的带宽的消耗速度，仅仅靠增加带宽是不能够满足最终用户期望的，传 统电信运营模式遭到严峻的挑战。于是i m s 应运而生，弥补了这个期望差距。 在g s m 向u m t s 的演进过程中，3 g p p 分别提出了r 9 9 、r 4 和r 5 二个版本，为g s m 向u m t s 过度提供了一条平滑的演进之路。在r 4 版本中采用了控制与承载分离的移动软交 换技术；在r 5 版本中，为了与n g n 的目标一致，3 g p p 提出了基于i m s 的全i p 体系架构。 i m s 通过一系列的关键机制，如会话协商和管理、服务质量( q o s ) 和移动性管理等，为 用户提供实时的端到端多媒体业务，基于i m s 的会议业务正是其中一项增值业务。i m s 概念 的引入使得业务提供商可以更专注于业务的提供，而不用过多地关注业务层以下的实现。并 且由于i m s 具有与接入网络无关的特性，能够让不同网络中的用户接入到会议业务中来。基 于i m s 实现的会议业务，形式更加灵活、内容更加丰富、应用也更加广泛，将提供给用户实 实在在的业务。 i m s 会议业务与传统电话会议业务相比，不仅可以进行语音通信，而且能够进行辛见频和 数据等各种类型多媒体信息的通信。进行音频、视频、数据的传输不仅要能够保证传输数据 流的连续性和实时性，同时还需要控制多媒体流在传输过程中的阻塞概率，保证会议业务的 质量。因此需要一种能够保证传输时延小并且数据包阻塞概率小的路由算法来对会议中的多 媒体流进行路由，从而达到会议业务对实时性和高质量的需求。 南京邮电人学硕士研究生学位论文第一。章绪论 1 2 本人所做工作 本文主要的研究内容是i m s 会议业务中的会话协商机制和正式通信过程中多媒体流的路 由策略。 本文首先对i m s 会议的系统架构以及会议中注册和会话建立过程进行了介绍，并且对s i p 消息的两种路由机制进行了分析。然后对i m s 会议的整个流程进行了分析，包括会议的创建、 会议过程中的管理、会议终止等服务。接着，本文介绍了一种基于最短路径寻径思想和链路 调度策略的多媒体流路由策略，来完成这些多媒体流在会议中心到各个会议参加者之间的路 由，并在此基础之上分析了几种路由优化策略。最后，对上述多媒体流路由算法及其优化策 略进行了仿真，并给出了对仿真结果的分析。 本文共分六章。第一章丰要介绍了课题背景和本文结构安排：第二章是对i m s 的概要介 绍，包括i m s 的特点、相关实体以及i m s 体系结构；第二章具体解释了i m s 会议业务中的会 话协商过程，即注册和会话建立流程；第四章介绍了一种基于多媒体流路由算法的路由策略， 对会议中的语音、视频和文本等类型的媒体流进行路由，并且分析了几个路由优化策略；第 五章对路由策略进行了仿真；第六章对本文进行了总结并对下一步工作的开展提出了建议。 2 南京邮电大学硕士研究生学位论文第章i m s 概述 第二章i m s 概述 随着3 g 时代的到来，用户不仅要求稳定的语音通信，还希望能够进行数据和多媒体的多 种方式通信，这就对基础运营支撑网络提出了很高的要求，要求能够快速增加新的业务，提 高服务的渗透度，保持自身的核心竞争力。 针对这些需求，3 g p p 在r 5 版本中提出了基于i m s 的全i p 体系架构。i m s 具有分布式、 与接入无关，以及标准开放的业务控制接口等特点，被当前业界公认为未来融合的控制平台， 备受各大标准组织、设备提供商以及运营商的关注。目前，i m s 在3 g p p 、3 g p p 2 、e t s i 、i t u t 等标准组中都占有一席之地，相关标准制定和完善正在紧张进行中，目的是使i m s 成为基于 s i p 会话的通用平台，构造固定网和移动网融合的公共核心网。世界各大设备提供商纷纷推出 l m s 的商用或试验产品，部分运营商也开始进行i m s 业务的试商用或试验。i m s 提供了业务 融合的基础，将逐渐成为下一代网络的核心控制层。 2 1i m s 的特点 i m s 是独立于接入技术的提供i p 多媒体业务的体系架构【2 1 。i m s 具有以下的特点： 1 基于s i p 的会话控制 为了实现接入的独立性及与i n t e m e t 互操作的平滑性，i m s 采用了基于i e t f 定义的会话 初始协议( s i p ) 的会话控制能力。s i p 协议是i m s 系统中唯一的会话控制协议。采用s i p 协 议，实现了终端到终端和终端到服务器的直接通信，同时也顺应了终端智能化的网络发展趋 势。s i p 协议的扩展能力是比较强大的，这使得新业务的提供和发展具有更大的灵活性。 2 接入无关性 i m s 的设计思想是与具体的接入方式无关，这样任何i p 网络，例如g p r s 、w l a n 、宽 带x d s l 等，都可以提供i m s 服务。i m s 网络的通信终端与网络是通过i p 连通的，即通过 i p c a n ( i pc o n n e c t i v i t ya c c e s sn e t w o r k ) 来保证。为了支持不同的接入技术，会产生不同 的i p c a n 类型。正是这种端到端的i p 连通性，使得i m s 真正与接入无关，不再承担媒体控 制器的角色，不需要通过控制综合接入设备、接入网关等实现对不同类型终端的接入适配和 媒体控制。在i m s 网络中，i m s 与i p c a n 的关系丰要体现在q o s 和计费方面，但不关心底 层接入技术的差异性。 南京邮电人学硕士研究生学位论文第一章i m s 概述 3 水平体系架构 i m s 通过水平体系结构进一步推动了分层体系结构概念的发展。分层体系结构使得传输 和承载服务从i m s 信令网和会话管理服务中分离出去，更高层的服务都运行在i m s 信令网之 上。分层的方法是为了最小化各层之间的依赖性。这样可以使得新的接入网加入到i m s 系统 将变得更加容易。 分层的方法还提高了应用层的重要性。当应用被分离出来，并且公共功能可以由下面的 网络提供时，相同的应用就可以使用多种接入类型在用户终端上运行。采用i m s 水平体系结 构，运营商无需为特定应用建设单独的网络，从而消除传统网络结构在计费管理、状态属性 管理、组群和列表管理、路由和监控管理方面的重叠功能。 4 业务与控制分离 软交换的技术特点的核心是实现了承载与控制分离，但是，软交换并没有实现控制与业务 的严格分离，仍然承担了基本电信业务、补充业务、承载业务的提供，只是对智能业务和通 过p a r l a y 的增值业务的提供更加灵活。 i m s 则定义了标准的基于s i p 的i s c ( i pm u l t i m e d i as e r v i c ec o n t r 0 1 ) 接口，实现了业务层 和控制层的完全分离。i m s 通过基于s i p 的i s c 接口，支持二种业务提供方式，即独立的s i p 应用服务器方式、o s as c s 方式和i m s s f 方式( 接入传统智能网，体现业务继承性) 。而i m s 的核心控制网元不再需要处理业务逻辑，而是通过分析用户签约数据的初始过滤规则，出发 到规则制定的应用服务器，由应用服务器完成业务逻辑处理。在这样的方式下，使得i m s 成 为一个真正意义上的控制层设备。 i m s 所具有这些特点可以同时为移动用户和固定用户所共用，这就为同时支持固定和移 动接入提供了技术基础，使得网络融合成为可能。基于以上i m s 的技术特点，i m s 目前在业 界备受关注，被认为是网络演进的一个重要阶段，是未来网络融合的聚焦点。 4 南京邮电大学硕十研究生学位论文 第_ 章i m s 概述 2 2i m s 相关实体 i p 多媒体网络 p s t n i m m g m r f pl 图2 1i m s 体系结构 i m s 系统的体系结构如图2 1 所示。i m s 实体大致可分为六种主要类别：会话筒理和路由 类( c s c f ) 、数据库( h s s ，s l f ) 、网间配合元素( b g c f ，m g c f ，i m m g w ，s g w ) 、服 务( 应用服务器，m r f c ，m r f p ) 、支撑实体( t h i g ，s e g ，p d f ) 、计费。 本节主要对文中相关的i m s 实体及其关键功能【2 】进行介绍。 1 呼叫会话控制功能c s c f ( c a l ls e s s i o nc o n t r o lf u n c t i o n ) i m s 的核心处理部件是c s c f ，按照功能进行分类可以分为p c s c f ( p r o x y c s c f ) 、i - c s c f ( i n t e r r o g a t i n g c s c f ) 、s - c s c f ( s e r v i c i n g - c s c f ) 三个逻辑实体，各逻辑实体的功能如下： ( 1 ) p - c s c f p c s c f 是i m s 系统中用户的第一个接触点。所有s i p 信令流，无论来自u e 或者发给 u e ，都必须通过p c s c f 。正如这个实体的名字所指出的，p c s c f 充当的是类似于p r o x y 的 角色。这意味着p c s c f 负责验证请求，将它转发给指定的目标，并且处理和转发响应。同时， p - c s c f 也可以作为一个用户代理u a ( u s e r a g e n t ) ，在异常情况下，它可以终结或者独立产生 南京邮电人学硕士研究生学位论文第_ 章i m s 概述 s i p 事务。 ( 2 ) i - c s c f i - c s c f 是在一个运营商网络中，连接到这个运营商网络的某一用户的所有连接的联系点。 i - c s c f 为一个发起s i p 注册请求的用户分配一个s - c s c f ，即s - c s c f 指派；在对会话相关和 会话无关的处理中，将从其他网络来的s i p 请求路由到s - c s c f ；查询h s s ，获取为某个用户 服务的s - c s c f 的地址；根据从h s s 获取的s - c s c f 的地址，将s i p 请求和响应转发到s - c s c f ： 发送计费相关的信息给c c f 。 ( 3 ) s - c s c f s - c s c f 是i m s 网络的核心所在，它位于归属网络，为u e 进行会话控制和注册服务。当 u e 处于会话中时，s - c s c f 维持会话状态，并且根据网络运营商对服务支持的需要，与服务 平台和计费功能进行交互。在一个运营商网络中可以有多个s - c s c f ，并且这些s - c s c f 可以 具有不同的功能。 2 归属用户服务器h s s ( h o m es u b s c r i b e rs e r v e r ) h s s 是i m s 系统中所有与用户和服务器相关的数据的主要存储服务器。存储在h s s 中的 数据主要包括用户身份、注册信息、接入参数和服务触发信，包, 3 g p p t s 2 3 0 0 2 】。 除了上述与i m s 相关的功能外，h s s 还包含了p s ( p a c k e ts w i t c h i n g ) 域和c s ( c i r c u i t s w i t c h i n g ) 域所需要的归属位置寄存器和认证中心h l r a u c ( h o m el o c a t i o n r e g i s t e r a u t h e n t i c a t i o nc e n t e r ) 功能的了集。h l r 功能用于给p s 域提供支持，例如g g s n 和 s g s n ，这使得用户能够接入p s 域服务。类似地，h l r 功能也用于给c s 域提供支持，例如 m s c ( m o b i l es w i t c h i n gc e n t e r ) 和m s c 服务器，这使得用户能够接入c s 域服务，并且支持 用户向g s m u m t s 的c s 域网络漫游。a u c 为每个移动用户存储密钥，密钥用于为每个用户 生成动态的安全数据。这些数据用于国际移动用户身份和网络之间的相互认证。安全数据也 用于在u e 与网络之间的无线链路上提供通信的完整性保护和加密。 3 订购关系定位功能s l f ( s u b s c r i p t i o nl o c a t i o nf u n c t i o n ) s l f 作为一种地址解析机制，当网络运营商部署了多个独立可寻址的h s s 时，这种机制使 得i - c s c f ，s - c s c f 和a s 能够找到拥有给定用户身份的订购关系数据的h s s 地址。 4 多媒体资源功能控制器m r f c ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o nc o n t r o ll e r ) m r f c 用于支持与承载相关的服务，例如会议、对用户公告，或者进行承载代码转换。 m r f c 位于i m s 控制面，基本功能包括：接收并解释来自a s 或者s - c s c f 的s i p 控制命令， 6 南京邮电人学硕士研究生学位论文第- 二章i m s 概述 并且使用媒体网关控制协议m e g a c o ( m e d i ag a t e w a yc o n t r o lp r o t o c 0 1 ) 指令来控制m r f p ； 控制m r f p 中的媒体资源，包括输入媒体流的混合( 如多媒体会议) 、媒体流发送源处理( 如 多媒体公告) 、媒体流接受的处理( 如音频的编解码转换、媒体分析) 等：生成m r f p 资源使 用的相关计费信息送到c c f ( c h a r g i n gc o l l e c t i o nf u n c t i o n ) 。 5 多媒体资源功能处理器m r f p ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o np r o c e s s o r ) m r f p 提供被m r f c 所请求和指示的用户平面资源，位于i m s 承载面，基本功能包括： 输入媒体流的混合( 如多媒体会议) ；媒体流发送源处理( 如多媒体公告) ；媒体流接受的处 理( 如音频的编解码转换、媒体分析) 。 i m s 体系中各个实体之间是通过一些参考点进行相互连接的，如图2 1 所示。这些参考点 就是各个实体间交互的规范，有基于s i p 协议，也有基于d i a m e t e r 协议，实现各自功能。 2 3i m s 系统架构 i m s 体系结构的设计利用了软交换技术， 输相分离。i m s 水平体系分层结构分为三层： i m s 体系结构如图2 2 所示。 实现了业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传 应用层、控制层和承载层。 孝墓。掌誊尊蕾i 彳母搿端龆翻嬲屿 图2 2i m s 水平体系架构 7 南京邮电人学硕十研究生学位论文第二章i m s 概述 最底层为承载层，丰要的承载层设备有s g s n ( g p r s 业务支撑节点) 、g g s n ( 网关g p r s 业务支撑节点) 以及m g w ( 媒体网关) 。其中s g s n 和g g s n 仅通过做相关配置就可以支持 i m s ，m g w 负责媒体流在i m s 域和c s 域的互通。承载层主要负责s i p 会话的发起和终结， 完成与p s t n p l m n 之间的瓦联互通。只要采用的是基于i p 的接入技术，i m s 用户信令都可 以很好地传送的到控制层。 中间层为信令控制层，主要的功能实体有c s c f 、h s s 、m g c f 等，完成基本会话控制， 实现用户注册、s i p 会话路由控制等。所有i p 多媒体业务的信令控制都在这一层完成。这一 层仅对i m s 信令负责，最终的i m s 业务流不经过这一层，完全通过底层的承载层进行路由实 现端到端通信。 最上层是应用层，主要网元是一系列通过c a m e l 、o s a p a r l a y 和s i p 技术提供多媒体业 务的应用平台，负责为用户提供i m s 增值业务。通过这种集中化的应用软件以及开放的应用 平台，第三方可以安全地使用网络资源和提供业务。 这种分层的体系结构使得网络运营商可以借助集中的i m s 会话控制功能实现网络成本的 节约，传送和控制的分离使得n g n 业务的部署独立于地理域和接入网络。并且i m s 架构的 另一个优势就是有利于融合，i m s 架构支持各种有线和无线接入技术，原有分离的i s d n 、p s t n 和移动网络等网络都可以用一个通用i p m p l s 为核心的传送和控制网络统一起来。通过这样 的体系结构，i m s 就可以将各种接入技术的网络资源融合在一起，达到网络融合的目的，提 供统一的业务。 2 4 本章小结 本章主要对i m s 的特点及其系统架构进行了简要介绍，了解到i m s 网络是一个基于s i p 协议的，与接入无关的水平分层体系结构，实现了业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传输 相分离，促进了未来网络的融合。 南京邮电大学硕十研究生学位论文第三章i m s 会议中的会话协商 第三章i m s 会议中的会话协商 会议业纠4 】可以实现多方参与者之间同时进行通信。会议不仅仅局限于语音，还可以允许 视频、文本、图像等各种类型多媒体流的通信。会议有很多种不同的类型，丰要有松耦合会 议、完全分布式会议和紧耦合会议【5 】：松耦合会议中每个参加者之间没有信令连接关系，会 议中没有会议中心，通常这种会议可以利用s i p 会话描述中的组播地址支持。完全分布式会议 中，每个参加者之间都建立信令连接，会议中同样没有会议中心。紧耦合会议中，含有一个 会议中心，每个会议参加者与该会议中心建立连接关系。会议中心执行各种各样的会议控制 功能，以及媒体混合功能。由于不同会议类型带来的实现和管理上的不刚6 1 ，从可运营的角度 来看，在i m s 中所关注的主要是紧耦合的会议。紧耦合会议的逻辑结构图如图3 1 所示，本文 中所提到的会议就是紧耦合会议。 图3 1紧耦合会议的逻辑架构图 在紧耦合会议中存在一个核心，称之为“会议中心( f o c u s ) ，会议中心负责提供各种会 议服务，如媒体混合、会议参加者列表通知等等。每一个会议都有一个会议中心，由一个u r i 标识，用户通过联系这个u r i 参加到一个会议中去。会议中心为用户提供并维持一个信令连接， 实现对会议的控制和管理。 9 南京m 电 学砸+ r 学位论文 * = i m s 2 “巾的台活协自 3 1i m s 会议架构 i m s 会议6 1 中的功能实体如图32 所不 一j j 卜 丁皇 目匡 # * 女h # 剖3 2i m s 会议架构 一个完整的会议中包含以下的功能实体 i ：会议参加者、i m s 相关实体、会议中心、媒体 混合器、会议策略干u 会议策略服务器。 i 会议参加者：i m s 会议中，会嫂的参加者可阻分为普通会议用户和会议丰席。普通用 户可以丰动申请加入会| 义，也可以被通知】邀请加入会议：会议卡席在会议过样中骨蝉丰持会 议，比如决定是否允许新的用户的接入，对用户中请的媒体资源的批准等等会议_ + 席可以 是提前指定的，如果没有指定，则会议主席是会议创建者。 2 会议中心：会议中心是i m s 会议系统的核心，并且通过一个u r i ( 女h ：c o n f e r e n c e e x a m p l en e t ) 标识来表日i 一个会议。会议中心负责维持和所有的会议参加者 之问的信令关系，确认会议参加者连接到会议中。同时，会议中心还会执行会议策略铃弹会 议。 卜1 翁 南京邮电大学硕十研究生学位论文第三章i m s 会议中的会话协商 3 媒体混合器：主要包括m r f c 和m r f p ，完成音视频的混合功能，将接收到的各种类 型的媒体流混合处理，然后将处理后的媒体流分发到会议参加者。 4 会议策略：会议策略是与会议相关的一系列规则，规定了会议的生存期限、会议参加 者的权限、是否允许子会议等方面的内容。会议策略可以在会议创建之前或者会议创建时被 制定，用来指导会议中心主持和管理一个会议。会议策略还包括媒体策略：个会议的媒体 混合特性。 5 会议策略服务器c p s ( c o n f e r e n c i n gp o l i c ys e r v e r ) ：会议策略服务器通过会议策略控 制协议c p c p 操作会议策略来管理会议，它是一个逻辑上的功能实体。 以上介绍的是i m s 会议业务的构架，大概了解了i m s 会议业务中的一些功能实体以及其 各自的功能。在下一节中会简要介绍一下i m s 会议中的几个基本操作。 3 2d i s 会议操作 会议创建者创建了一个i m s 会议之后，其它用户或者会议的参加者可以加入、退出该会 议。本节主要介绍创建会议、退出会议和撤销会议等几项基本会议操作。 1 创建会议 本文中提出的i m s 会议支持即时会议和预约会议两种会议模式的创建。即时会议是在某 一时刻创建的临时会议，预约会议是指在根据会议策略在将来确定某一个时刻发起的会议。 不同的会议有不同的会议创建方式。 ( 1 ) 即时会议： 即时会议一般使用s i p 来创建。如果用户a 想要创建一个会议，就可以向某个提供会议 业务的运营商的s i p 服务器发出i n v i t e 请求。服务器会在接收到这个请求之后会为其分配一 个会议中心( 如：c o n f e r e n c e e x a m p l e n e t ) ，并将这个u r i 包含在1 8 3 会话进行中响应中返 回给用户，然后通过p r a c k 、u p d a t e 等s i p 扩展方法完成媒体的协商和所需资源的预留。 会议创建的具体流程如图3 3 所示。 当用户b 想要加入这个会议时，可以有两种方法： 1 )用户a 向用户b 发出邀请：a 可以选择直接发送一个r e f e r 请求到用户b ，请求中 的“r e f e r - t o ”消息头参数设为会议中心的u r i ：c o n f e r e n c e e x a m p l e n e t ，并包含“i s f o c u s ” 参数，通知用户b 与这个会议中心联系。这个r e f e r 请求从用户a 到用户b 的路由过 程和3 5 节中i n v i t e 请求的路由过程类似。用户b 可以通过这个u r i 直接联系会议中心。 1 1 南京邮电人学硕士研究生学位论文第三章i m s 会议中的会话协商 2 )a 直接发送r e f e r 请求到会议中心：请求中的“r e f e r - t o ”消息头参数设为用户b 的u r i ，这时会议中心会产生一个i n v i t e 请求来邀请用户加入会议。 图3 3i m s 即时会议的建立 ( 2 ) 预约会议： 预约会议可以通过c p c p 协议创建，通过它来制定一个会议策略，通过这个会议策略对 会议进行操作控制，在将来某一时间点，由会议服务器按照会议策略的只是创建一个会议中 心，并且根据会议策略给出的用户列表主动发出i n v i t e 请求邀请用户加入到会议中，并将会 议中心的u r i 加在i n v i t e 请求中。 2 退出会议 与加入会议相对应，用户退出会议也有两种方式： ( 1 ) 用户向会议中心发送b y e 请求，终止会话过程，离开会议。 ( 2 ) 会议中心也可以移除某个用户，发送b y e 消息给用户，终止与其的会话过程。 当某个用户离开会议之后，原先分配给他的相关资源就会被释放。 南京邮电大学硕十研究生学位论文 第三章i m s 会议中的会话协商 3 撤销会议 一个正在进行的i m s 会议可以在以下几种情况下得到撤销： 1 ) 即时会议的创建者离开会议 2 ) 会议策略指示终止会议 3 ) 会议的最后一个参加者离开会议 当满足上述条件时，正在进行的会议就会被撤销，并且删除c p s 中的会议策略，并且释 放分配的c o n f e r e n c eu r i ，该u r i 变成无效。 4 订阅会议状态 用户可以向会议服务器发送s u b s c r i b e 请求订阅通知服务，当会议状态发牛变化时，如 有会议参加者有变动、会议媒体流被更改等等，会议服务器都会向用户发送n o t i f y 消息通 知会议状态的更新情况。 3 1 和3 2 节简要介绍了i m s 会议的基本架构以及会议中的几个基本操作，本章的后面几 节会对i m s 会议中的会话协商过程进行具体的分析。 3 3 会话协商中的路由机制 会话协商过程，即注册过程和用户注册之后，开始进行会话之前的会话建立过程。这两 个协商过程都是基于s i p 协议来完成的，下面对s i p 协议进行简单介绍。 3 3 1 会话初始协议s i p s i p 是i e t f 于1 9 9 9 年提出的一个应用控制( 信令协议) ，在2 0 0 2 年进行了修订。r f c 3 2 6 1 对它进行了描述。s i p 协议是在i p 网络中建立、修改和终止多媒体会话的应用层协议 控制协议，是i m s 网络唯一的会话控制协议，i m s 网络的终端与网络都支持s i p 。通常情 况下，两个端点使用它来协商一次“呼叫”。一旦协商成功，两个端点就会使用选中的方法 进行通信这就与s i p 无关了。“呼叫 完成之后，s i p 用于指示断开连接。 在i m s 会议中，s i p 主要提供了与会话建立和终结相关的5 个方面的功能： 1 用户定位：确定通信所用的端系统位置。 2 用户能力交换：确定所用的媒体类型和媒体参数。 3 用户可用性判定：确定被叫方是否空闲和是否愿意加入通信。 1 3 南京邮电大学硕士研究生学位论文第三章i m s 会议中的会话协商 4 呼叫建立：邀请和提示被叫，在丰被叫之间传递呼叫参数。 5 会话管理：包括终结或转交会话、修改会话参数、调用服务等。 s i p 采用与h t t p 类似的请求响应协议过程和消息结构。s i p 消息有标识消息类型和目标 地址的起始行、携带消息参数的头部以及承载任意附加信息的消息体三个部分组成。消息体 中传送的最重要的信息就是由s d p ( s e s s i o nd e s c r i p t i o np r o t o c 0 1 ) 协议描述的媒体控制信息， 供终端协商并建立媒体通道。 s i p 消息分请求( r e q u e s t ) 和响应( r e s p o n s e ) 两类，其中请求消息由客户机发往服务器， 响应消息由服务器发往客户机。r f c 3 2 6 1 中定义了s i p 请求消息的六种基本方法： 1 i n v i t e ：邀请用户或服务参加一个会议，并且只有i n v i t e 请求可以建立会话。 2 a c k 客户机向服务器证实它已经收到了对i n v i t e 请求的最终响应。 3 c a n c l e - 取消一个c a l l i d ，t o ，f r o m 和c s e q 字段值相同的正在进行的请求。 4 b y e ：客户机向服务器表明它想释放呼叫。 5 o p t i o n s - 向服务器查询其能力。 6 r e g i s t e r ：发送注册请求信息。 在i m s 会议业务中，使用s i p 构建一个会议服务，为了满足会议需求，必须引入适当的 扩展： 1 s u b s c r l b e ：允许用户订阅会议事件。 2 n o t i f y ：向订阅者通报订阅事件的更新信息。 3 m e s s a g e ：在用户之间传递即时消息。 4 r e f e r ：指示请求接受者按照请求制定的联系信息向第三方发送请求。 5 i n f o ：在会话期间传递与会话控制相关的应用层控制信息。 6 u p d a t e ：用来更新会话参数。 r f c 3 2 6 1 中还定义了六类s i p 响应消息状态码： 1 1 x x ：临时响应，表示请求消息正在被处理。 2 2 x x ：成功响应，表示请求已被成功接受。 3 3 x x ：重定向响应，表示需采取进一步以完成该请求。 4 4 x x - 客户机错误，表示请求消息中有语法错误或服务器无法完成客户机请求。 5 5 x x - 服务器错误，表示服务器无法完成合法请求。 6 6 x x 全局故障，表示任何服务器无法完成该请求。 1 4 南京邮电大学硕士研究生学位论文第三章i m s 会议中的会话协商 这里再介绍几个本文中可能用到的几个主要的s i p 头字段： i t o ：请求消息的日的地址。 2 f r o m ：请求发起者的注册地址。 3 v i a ：记录了请求在s i p 网络中的路由路径，指示如何将响应沿原路返回到u a ( u s e r a g e n t ) 。 4 r o u t e ：r o u t e 和v i a 字段正好相反，它被用来作为r e q u e s t 消息的路由路径。 5 r e c o r d r o u t e ：当p r o x ys e r v e r 希望与u a 相关的后续消息都能通过它来转发时，它就会 在消息中添加r e c o r d r o u t e 字段，内容为自己的地址信息。 6 c o n t a c t ：任何能够建立对话的请求消息中都必须有c o n t a c t 字段，指定一个s i p 或者s i p s u r i ，后续请求可以用它来联系到当前u a 。 7 r e f e r - t o ：指示请求接受者向该地址发送请求。 在s i p 消息中还包含了p r o x y r e q u i r e 、m a x f o r w a r d 、c a l l i d 等等相关字段，因为在本 文中没有具体涉及到，所以这里不再详细介绍。 i m s 在s i p 消息中增加了以下两个字段： 1