（通信与信息系统专业论文）综合交换子系统软件设计及实现.pdf

南京邮电学院硕士学位论文 摘要 摘要 网络的飞速发展，数字化处理的不断进步，以及v o l p 技术的日益成熟，有 力地推动了以e t h e m e t i p 为基本网络架构的企业级i pp b x 的应用，其中的综合 交换机子系统提供了i p p b x 与传统p b x 的无缝连接，受到了人们的普遍关注。 论文首先针对i p p b x 使用的相关技术和协议进行了描述，重点介绍了系统 所采用的v o l p 通信协议：s i p ( 会话初始化协议) 。然后通过分析和比较目前 i p p b x 较为流行的两种模式提出了系统的总体设计方案，论述综合交换机在 i p p b x 系统中的逻辑地位，并据此给出了综合交换机的功能要求和设计目标。 基于以上分析，论文进一步深入研究了综合交换机的软件设计方案和关键实现技 术，确定软件模块划分，详细描述各类模块的功能结构和实现方法，定义了模块 间的通信方式和交互信息，并给出完整的s d l 图以及典型业务的呼叫流程。最 后论文客观地总结了综合交换机目前存在的不足以及未来所要做的工作。 其i p 通信子系统由作者独立开发完成的综合交换机n i p x 已经成功地运用于 2 0 2 教研室和台湾冠宇公司联合开发的i p p b x 系统，通过了详尽的系统测试和 验收，达到预期设计目标，运行效果良好。 南京邮屯学院硕士学位论文a b s t r a c t a b s t r a c t t h er a p i de v o l u t i o no fn e t w o r k s ，t h ea d v a n c e m e n to f d i g i t i a lp r o c e s s i n ga n dt h e g r o w t h o fv o i p t e c h n o l o g yh a v ep u s h e df o r w a r d t h e a p p l i c a t i o n so f i p p b x ，i nw h i c h t h ei n t e r g r a t e ds w i t c h i n gs u b s y s t e mh a sb e e np a i da t t e n t i o nt ob yp e o p l ed u et oi t s f u n c t i o n a l i t yo fp r o v i s i o n i n gs e a m l e s sc o n n e c t i o nb e t w e e ni p - p b xa n dl e g a c yp b x f i r s t l yt h ep a p e rg i v e sad e s c r i p t i o no f t p p b xr e l a t e dt e c h n o l o g i e sa n dp r o t o c o l s ， e s p e c i a l l y s i pp r o t o c o l ，t h ek e yv o l pc o n t r o lp t o t o c 0 1 t h e na f t e ra na n a l y s i sa n d c o m p a r a s i o no f t w ot y p e so f p o p u l a ri p p b xm o d e ，t h eg e n e r a la r c h i t e c t u r ea n d t h e l o g i c a lm o d e lo f i n t e g r a t e ds w i t c h i n gs u b s y s t e m o f t p p b xi sp r o p o s e d a sar e s u l to f i t ，t h ep a p e rp u t sf o r w a r dt h ef u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t sa n dd e s i g nt a r g e t a c c o r d i n gt o t h e s ea n a l y s e s ，ad e t a i l e dd i s c u s s i o ni sd e v o t e dt ot h es o f t w a r ed e s i g ns c h e m ea n dk e y i m p l e m e n t a t i o nt e c h n i q u e s ，i n c l u d i n gt h el a y e r e ds o f t w a r es t r u c t u r e ，t h ef u n c t i o na n d i m p l e m e n t a t i o no f e a c ht a s kb l o c ka sw e l la st h ec o m m u n i c a t i o nm e t h o da n dm e s s a g e e x c h a n g eb e t w e e nt a s k s i nt h em e a n t i m e ，ac o m p l e t e df s md i a g r a ma n dt y p i c a l s u p p l e m e n t a r y s e r v i c em e s s a g es e q u e n c ec h a r t sa r ep r o v i d e d f i n i a l f y ，t h ep a p e r s t a t e sf u r t h e rw o r kt ob eu n d e r t a k e n t h e i n t e r g r a t e ds w i t c h i n gs u b s y s t e m n i p xi n d e p e n d e n t l yd e v e l o p e d b y t h e a u t h o rh a sb e e na p p l i e dt ot h ei p p b xs y s t e m j o i n t l yd e v e l o p e db y 2 0 2r e s e a r c ha n d t e a c h i n gs e c t i o n ，n u p t a n dk y l i n kt e l e c o m m u n i c a t i o nc o m p a n yl t d ，t a i w a n t h e s y s t e mp a s s e ds o p h i s t i c a t e ds y s t e ma c c e p t a n c et e s ta n da c h i v e dt h ee x p e c t e dd e s i g n t a r g e tw i t hs a t i s f a c t o r yp e r f o r m a n c e 南京邮电学院学位论文独创性声明 y6 2 8 8 2 1 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 含为获得南京邮电学院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：焦璺昌日期：望堡笙 南京邮电学院学位论文使用授权声明 南京邮电学院、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 南京邮电学院研究生部办理。 研究生签名：焦昌! 导师签名 日期：鳓 敝 南京邮电学院硕上学位论文第一章引言 第一章引言 1 1 i p p b x 的技术发展背景 随着网络技术的飞速发展和i n t e m e t 的爆炸性增长，数据网的规模正以惊人 的速度日益扩大，这有力促进了以e t h e m e t i p 为基本网络架构的企业级i p 电话 系统的运用与实施。由于这种系统使用方便快捷、经济高效、功能强大，能够充 分满足企业在内部实现单一网络中综合数据、语音，甚至图像的应用要求，因此 受到了业界的普遍关注。 传统的企业级电话系统以p b x ( p r i v a t e b r a n c h e x c h a n g e ) 为核心，其主要功能 是为一个集中用户组提供可控制的内部电话交换能力，完成内部与外部之间的出 群入群呼叫，以及实现一系列补充业务。它与传统的企业局域网是相互分离的， 局域网不具有对非i p 话音的交换功能，p b x 系统同样也不具备有i p 数据的交换 功能，这样企业的网络带宽和速率都不能得到充分地挖掘和利用，限制了企业对 大量多媒体业务信息的需求。因此这势必引发企业网应用重大革新的局域网数 据、话音综合处理与应用，即企业级i p 电话系统。企业级i p 电话系统的核心产 品称为i p p b x ，其功能为以开放的局域网包交换技术实现专用p b x 语音服务的 功能，达到与现有局域网的无缝集成。它不仅可以使内部的数据网和话音网合一， 还可以满足保持企业持续运作和蓬勃发展的全方位需求。从复杂的呼叫控制和呼 叫中心能力，到集成的语音邮件和计算机电话集成：从呼叫者身份识别到多重、 多级自动值机员，到终端话机的轻松添加、移动和改交；从局域网和广域网 ( l a n w a n ) ，到i n t e m e t 的连接能力，并可同时降低相关的整体费用，使企业 能够以经济、可管理的方式获得所有功能。 下面我们对传统的p b x 与i p p b x 做一个比较。传统的p b x 存在的问题有： 首先它对新兴的c t i ( 计算机与电话集成) 和v o l p 支持不够：其次传统的p b x 都采用的是专用技术，缺乏开放性和标准性，因此兼容性很差，并且价格昂贵： 再次p b x 的连接方式是基于物理端口或电路交换形式的固定连接，它使得pb x 的每一部用户分机与交换机的某一物理端口相关联，在用户位置发生变化时， 用户电缆的物理配置相应也要发生变化，这使网络的扩展性与系统配置的灵活性 受到了很大的限制。而i p p b x 的出现则可以解决这些问题：i p p b x 和c t i 可 以很好地结合，许多产品都支持m i c r o s o f t 的t a p i ( 电话应用程序编程接口) 标 准，能与一些c t l 应用实现无缝连接，实现呼叫控制以及呼叫中心的功能：由 于i p p b x 建立在一个开放的标准i p 上，所有的产品都遵循相同标准，互操作性 强，故采用i p p b x 可以大大节省以前使用传统产品时维护专有设备的费用；在 企业i p p b x 系统中，终端设备之间的连接主要基于逻辑上的网络结构，这样在 网络扩容或用户变更时，不需要对交换机物理端口进行配置，仅需对部分或个别 南京邮电学院硕士学位论文第一章引言 逻辑端口重新定义或对i p 地址进行修改即可。例如，用户可以随意把话机插入 任意可用的网络端口中，网络根据电话i p 地址来识别用户，而不需要知道话机 的具体位置。此外，i p p b x 还可利用其v o l p 功能用市话价格拨打长途电话，极 大地节省了长途通讯费用。因此，从以上分析可知i p p b x 与传统p b x 相比有 着十分明显的优势。 再从市场角度来看，与p b x 等传统话音系统的销售呈下降趋势的情况相对， i p p b x 系统的销售则一直呈上升趋势，形势十分看好。以下给出几项统计数据： 根据s y n e r g yr e s e a r c h 公司的市场报告，整个i p p b x 市场的销售额有望从2 0 0 0 年的2 1 3 0 0 万美元增长到2 0 0 5 年的3 9 亿美元，其售出的电话线数在2 0 0 5 年超 过1 9 0 0 万线。s y n e r g y 公司还预测，截止到2 0 0 5 年，现有的全部p b x 系统销售 额中的2 5 将被i p p b x 系统所取代。另据p h i l l i p s 信息技术公司的统计，截止 到2 0 0 4 年，在总的供货线数上，网络电话市场将与p b x 市场持平。最近的数字 也表明美国公司对p b x 市场的公司投资下降了1 7 ，而l a n 电话系统的安装量 比p b x 多1 4 。此外，市场需求分析表明i p - p b x 具有相当庞大的用户群体， 市场潜力极大，它的用户群不仅包括大量的中小企业、特殊消费群体( 如学生是 v o i p 消费比例最高的用户群，因此基于v o l p 的校园网的业务建设将给学生带来 便利，给运营商带来利润) 还有一些新电信运营商，特别是在开放的二级运营商 等。以上种种数据表明，i p p b x 决不仅仅是停留在实验室里的展示品，抑或是 昙花一现，而是已经得到了市场认可，并将最终被广泛采用，不断走向成熟的商 用产品。正是鉴于1 p p b x 如此迅猛的发展以及蕴蓄的无穷潜力，目前，已经有 很多厂商进入i p p b x 市场，不仅诸如3 c o m 、c i s c o 等计算机网络厂商推出了 i p p b x ，传统的通讯厂商如l u n c e n t 、s i e m e n s 等也纷纷加入到这一行列，构建 了通讯界一道靓丽的风景线。 1 2i p p b x 的发展方向 尽管i p p b x 在发展中遇到很多问题，但是i p p b x 还是顽强地出现在我们面 前，我们相信他能够成为服务于大众的优秀产品。因此，有必要探讨i p - p b x 今 后的市场热点在那里，这将是i p p b x 体现其生命力的最好途径。 - i p p b x 是构建新一代呼叫中心的理想平台 呼叫中心发展到c t is e r v e r 模式已经过了三个阶段： ( 1 ) 单一的p b x 及人工坐席； ( 2 ) p b x 及计算机辅助的人工坐席； ( 3 ) p b x 通过c ts e r v e r 与计算机网络综合。 通过对呼叫中心的发展，不难看到，呼叫中心发展趋势具有服务对象和服务 手段多元化、计算机技术应用的深入和一体化等特点。因此，在新一代呼叫中心 发展( 不妨称之为”第四代呼叫中心”) 中至少必须解决以下一些问题： ( 1 ) 能为来自i n t e m e t ( 拨号上网或w w w ) 、f a x 、t e l e p h o n e 等用户提供服务； 南京邮电学院硕k 学位论文 第一章引言 ( 2 ) 能降低成本，使中小型用户也能拥有自己的呼叫中心； ( 3 ) 能提供更多、更好的性能； ( 4 ) 应具有呼叫中心之间的联网功能，进行呼叫中心之间资源的有效调配。 采用i p p b x 作为平台的呼叫中心完全解决了上述问题。i p p b x 产品具有更 高的性能价格比，它必将给呼叫中心带来更多的市场契机。很多人传统地认为 c t i = c + t ，特别是熟悉呼叫中心的入都认为c t is e r v e r 扮演着一个加号的角色， 认为c t i 虽然提高了呼叫中心的性能，同时也增加了其运营的成本。i p p b x 毫 无疑闯是c t i 的又一次发展，它不再是两网简单的相加，而是彻底去掉了一套 昂贵的p b x 网络及两网连接设备，电话网络仅成为服务对象接入的一个手段， 这种系统结构的设计使得呼叫中心的成本至少降低了3 0 ，同时由于开放的 i p p b x 能够提供许多功能，使得呼叫中心的性能价格比得到极大提高。 - i p p b x 是构建未来综合信息系统的有效方式 9 0 年代初，互联网商业化的普及成功并由此引起的生活和商业方式的革命 性变革直接导致了两个爆炸性增长；上网人数和各种各样的w e b 网站。互联网 世界的摩尔定律由芯片时代的1 8 个月缩短为半年，每半年主要i s p 的互联网骨 干链路的带宽就要增长一倍。另一方面，新的商业模式不断出现，人们已不满足 于单一数据或是文本文件的传输。对图像、声音、视频的传输要求加剧了对带宽 的需求。t c p i p 协议的产生使传统电信业务和网络数据业务的综合统一成为可 能。所以，近年来世界各大电信公司纷纷进行战略重组，采用高速宽带i p 交换 路由技术构筑电信业务网络，业内人士对宽带网的传输速率约定俗成的定义是至 少应达到2 g b s 。在这样一个宽带网络中，许多业务可以有效地进行融合，各种 业务可以通过有限的接口接入到这一网络中，这就是大家所追求的综合信息网 络。i p p b x 并附加上m c u 的功能将是构建这一网络有效交换节点的方式之一， 特别适合于中、小网络系统的构建。 - i p p b x 可取代部分集团电话系统 i p p b x 能够为集团用户提供全面的网络和语音解决方案，可以满足保持企 业持续运作和蓬勃发展的全方位需求。从复杂的呼叫控制和呼叫中心能力，到集 成的语音邮件和计算机，电话集成；从呼叫者身份识别到多重、多级自动值机员， 到终端话机的轻松添加、移动和改变；从局域网和广域网( l a n w a n ) ，到i n t e r n e t 的连接能力。使企业能够以经济、可管理的方式获得所有功能。i p - p b x 通信系 统最优异的特性应该是其灵活性。它适应企业运营的方式。 - i p p b x 将是信息网络接入商的热点产品 由于i p p b x 产品系统可以将现有的信息网络( l a n w a n ) 和话音技术有 效地结合在一起，因此，该产品对于一些新电信运营商来说是一个首选的产品。 特别是在开放的二级运营商市场，该类运营商将首选网络接入市场，i p p b x 对 于他们来说应是较好的一种产品。特别应指出的是。i p - p b x 系统的对外接1 2 1 可 以对p s t n 网络，同时还可以直接对i p 电话网络系统，一网多能，适合未来发 南京邮电学院硕士学位论文第一章引言 展。 1 3 本人所作的工作 进入新世纪以来，v o l p 技术在业界热点不断，从运营级的软交换网络到企 业级的i p p b x 系统，无不成为人们关注的焦点。自2 0 0 1 年起，笔者就开始致 力于v o l p 技术的研究，在导师的指导下，认真学习了v o l p 的常用信令：s i p 协 议并深入探讨了i p 与p s t n 业务互通的相关问题，同时将这些研究成果成功应 用于项目开发实践。 作者所在的教研室通过与台湾交换机制造商冠宇公司合作，在其交换机平台 n i p x 上，成功开发出了基于s i p 协议的，可在局域网环境下提供话音通信能力， 实现传统p b x 的常规业务及增值业务的i p p b x 系统。笔者作为该项目的骨干 成员，承担系统核心部件n i p x 的开发，结合项目研发的实际情况，成功地运用 v o l p 信令控制技术和i p 与p s t n 互通的业务逻辑将n i p x 改造成为具有综合交 换能力的子系统。2 0 0 3 年l o 月，作者所作的工作已经和整个项目一起成功通过 了合作厂商的测试和验收。 文章依据笔者的研究成果和项目开发中所获得的经验，参照v o l p 技术的相 关标准和协议，深入探讨和分析了综合交换机子系统的控制技术和实现方法。 4 南京邮电学院硕士学位论文 第二章i pp b x 系统相关技术、协议概述 第二章i p p b x 系统相关技术、协议概述 2 1 q 9 3 1 信令概述 了解i s d n 的人都知道i s d n 信令可分为两种：u n i 信令和n n i 信令，其中 i s d nu n i 信令是指s t 接口上的信令协议，由d 信道传送。和一般的接入段信 令一样，它由3 层协议组成：物理层、数据链路层和呼叫处理层，其中物理层和 链路层均为i s d n 专用的，而第三层的呼叫控制协议q 9 3 1 则具有一定的普遍意 义，被h ，3 2 3 协议族中的h 2 2 5 0 所借鉴，同时还作为作者所开发的综合交换机 n i p x 中各模块之间的交互信息。 由上可知，q 9 3 1 的作用就是作为i s d n 用户一网络( u n i ) 的第三层信令 协议，用于基本呼叫控制，和网络节点接口( n n i ) 的7 号信令i s d n 用户部分 ( i s u p ) 配合，完成从主叫用户到被叫用户的端到端连接的建立和释放。 q 9 3 1 消息有4 大类，共2 2 个。消息名及作用如表2 1 所示。 以下给出典型的信令流程( 整体发码) ，以方便读者理解。 主叫终端发端交换机终端交换机 被叫终端 s e 、t u p ! 一一一一一、一一 s e t u p ： ：! 些! 咝型虬 些墼步 a l e r ! ! 盟一 一一一一一一一一一一_ 一一一_ 一：! 螋哆 c o n n 堕! 一 一一一一一一一一一一一一_ 一 c o g x e c ta c k l 一 c o n n e c ta c k s e s s i o n d i s c o n n e c t d i s e 0 n n e c t r e l e 望一! ! 些哆 一 她：! ! ! 逛! ! ! 图2 1 q 9 3 l 基本呼叫信令过程 南京邮电学院硕士学位论文第二章i p ，p b x 系统相关技术、协议概述 消息类别消息名 作用 s e t u p ( 建立)请求建立呼n q ( e p 建立b 信道连接) 呼叫建立消息 s e t u p a c k ( 建立确认)响应s e t u p 消息，请求后续地址消息( 用 于重合发码情况) c a l lp r o c e e d i n g ( 呼叫进行中) 响应s e t u p 消息表示被叫号码己全， 呼叫建立过程己启动 a l e r t i n g ( 震铃) 指示呼叫已经到达被叫，正向其发通知 c o n n e c t ( 连接) 指示被叫用户应答 c o n n e c t a c k ( 连接确认) 响应c o n n e c t 消息 p r o g r e s s ( 进展) 指示呼叫建立中的其他信息( 如网间互 通、带内信令等) s u s p e n d ( 暂停) 终端请求暂停呼叫，允许保留b 通道 呼叫信息 s u s p e n d a c k ( 暂停证实)响应s u s p e n d 消息，表示已受理呼叫暂 阶段消息 停 s u s p e n dr e j e c t ( 暂停拒绝) 响应s u s p e n d 消息，表示拒绝暂停 r e s u m e ( 恢复) 终端请求恢复原先暂停的呼叫 r e s u m e a c k ( 恢复证实) 响应r e s u m e 消息，表示呼叫已恢复 r e s u m er e j c e t ( 恢复拒绝) 响应r e s u m e 消息，表示呼叫恢复失败 d i s c o n n e c t ( 拆线)指示b 信道连接已拆除 呼叫清除消息 r e l e a s e ( 释放)响应d i s c o n r e c t 消息 r e l e a s ec o m p l e t e ( 释放完成)响应r e l e a s e 消息，表示释放b 信道台 呼叫引用( c r ) r e s t a r t ( 重启动) 重启动相关b 信道( 强制恢复空闲) r e s t a r t a c k ( 重启动证实) 响应r e s t a r t 信息 i n f o r m a t i o n ( 信息)提供附加信息( 如后续被叫地址) n o t i f y ( 通知)通知远端用户呼叫中发生事件( 如呼n q 其他消息 暂停恢复) s t a t u se n q u i r y ( 状态询问) 终端或网络向对方询问呼叫状态 s t a t u s ( 状态) 响应s t a t u se n q u i r y 消息，也可主动报 告呼叫状态或收到不认识消息 2 2s i p 协议概述 2 2 1s i p 协议功能描述 表2 iq 9 3 1 消息及其作用 s i p ( s e s s i o ni n i t i a lp r o t o c o l ，会话初始化协议) ，是i e t fi p t e l ( 1 p 电话组) 工 作组制定的i p 电话系统标准，它是在诸如s m t p ( 简单邮件传送协议) 和h t t p ( 超文本传送协议) 基础之上建立起来的，用来建立、改变和终止基于i p 网络 6 南京邮电学院硕士学位论文 第二章i pp b x 系统相关技术、协议概述 的用户间的呼叫。为了提供电话业务，以s i p 为基础的i p 电话系统，以下简称 s i p 系统，还需要结合不同的标准和协议，它所采用的协议栈结构如图2 2 所示。 从图中可以看到，基于s i p 的i p 网络电话系统与目前我国广泛运用的另一 用于v o l p 服务的信令协议h 3 2 3 采用的媒体传输层相同，均采用p c m 编码或其 他压缩编码的话音信号经r t p 协议封装后在i p 网络上传送，并用r t c p 检测传 送的质量。r s v p 协议作为可选项，用于资源预留，以保证通话质量。r t s p ( r e a l f i m e s t r e a m i n gp r o t o c o l 实时流协议) 是i n t e r n e t 会话中常用的协议之一，用于 控制存储媒体的实时流操作。 s i p 是主要的信令协议，它的特点包括：基于文本协议，实现方式简单灵活， 易于扩展；可在t c p 或u d p 上传输，不过常用的是在u d p 传送s i p 消息，以 保证简单快速；在传送呼叫控制信令的同时，还在消息体中传送呼叫的媒体类型 和格式等信息，这部分信息的传送是利用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 a l 会话 描述协议) 完成的，关于s d p ，作者将在后面再作介绍。 本质上，s i p 提供以下功能：名字翻译和用户定位；特征协商；呼叫参与者管理； 呼叫特征改变，用户应该能够改变呼叫过程中的呼叫特征。 媒体传送 信令q o s ，( g 7 x x , h 2 6 1t 、一一笠笠 。i 一一 ，一，一、一、 i s i p ( r s v pj l r t s p ) f r t s p1 l 、 _ t 手三 王工0 ：1 应扣 一一l 一一一、 i p v 4 ，i p v 6 j 【 l 一一 一一工一 i 一! 、 l p p p l r a a 。3 j 4 i ( a a l 5 ff p p p + f 一一一 一 +榭c 、 t 土一枣，! 、，! 、 s d h j r a t m jf 以太网) f v3 4 图2 2s i p 系统协议栈 2 2 2s i p 系统的结构划分 s i p 是一个c s 协议，因此在s i p 系统中有客户机和服务器之分。客户机是 指为了向服务器发送请求而与服务器建立连接的应用程序。用户代理( u s e r a g e n t ) 和代理( p r o x y ) 中含有客户机。服务器是用于向客户机发来的请求提 供服务并回送应答的应用程序。 南京邮电学院硕士学位论文 第二章i pp b x 系统相关技术、协议概述 基本s i p 服务器有四类： - 用户代理服务器：位于用户端，当接到s i p 请求时联系用户，并代表用户返 回响应。 - 代理服务器：代表其他客户机发起请求，既充当服务器又充当客户机的媒介 程序。它在转发请求之前可能改写原请求消息中的内容。 - 重定向服务器：接收s i p 请求，通过响应告诉客户下一跳服务器的地址，然 后由客户根据此地址向下一跳服务器重新发送请求 注册服务器：接收客户机的注册请求，完成用户地址的注册。 用户终端程序往往需要包括用户代理客户机和用户代理服务器。代理服务 器、重定向服务器和注册服务器可以看作是公众性的网络服务器。在s i p 中还 经常提到”定位服务器”的概念，但是定位服务器不属于s i p 服务器。s i p 服务器 请求定位服务的方式也不在s i p 的讨论范围之内。 2 3 3 s d p 协议概述 会话描述协议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 ) 是由i e t f 提出的用来 描述多媒体会话相关数据的协议，为用户加入会话提供足够的媒体信息如类型、 编码格式等。 s d p 没有规定对传输协议的要求，无自身的传送机制和控制过程，只要合适， 在应用时可将s d p 描述作为相应消息的消息体携带于s i p 、s a p ( 会话通报协议) 、 r t s p ( 实时流播协议) 或s m t p ( 简单邮件传输协议) 等协议中。在s d p 中， 一个多媒体会话是指发送者、接收者以及从发送者到接收者的数据流( 可能包含 多个媒体流) ，如多媒体会议。s d p 虽然简单，却涵盖了多媒体会话的各种媒体 信息，分为会话级描述和媒体级描述。前者适用于会话中的所有媒体，后者只对 某个媒体流有效。描述采用多行文本形式，每行均为“ = ”的格式。 “t y p e ”是大小写敏感的单个字符，代表各个头域；“v a l u e ”是结构化文本串， 具体格式依不同头域有所差异，但必须按表2 2 的顺序排列，便于协议分析和错 误检测。 南京邮电学院硕上学位论文 第二章i p p b x 系统相关技术、协议概述 v = ( s d p 协议版本号，一般设该值为0 。) o = ( 会话所有者及会话标识符) s = ( 会话名称) i = ( 会话相关信息) u = ( u r i ，指向有关该会话的附加信息) e = ( 会话负责入的e - m a i l 地址) p - ( 会话负责人的电话号码) c = ( 连接信息) b = ( 所建议的会话带宽) 个 一个或多 t = 定义了会话的开始、结束时间。 会话 个时间 r = 定义了周期性会话的重复间隔。 级描 描述 述 z = ( 当一个周期举行的会话延续到不同时制时，对周期时k 的调 整) k = ( 密钥) a = $ ( 可以有多个会话属性) m = ( 媒体名称及传输地址) i = $ ( 媒体标题，标示会话中的每一个媒体流。) 一个或多个媒体 c = ( 连接信息) b = ( 带宽信息) 级描述 k = $ ( 密钥) a = ( 可以有多个媒体属性) 2 3 4s i p 消息介绍 表2 2s d p 通用格式 s i p 消息总体上由两类组成：客户机发给服务器的s i p 请求和服务器对客户 机的s i p 响应，其起始行分别采用请求行、状态行格式。请求按照请求行中的方 法( m e t h o d ) 最初有i n v i t e 、b y e 、o p t i o n s 、a c k 、c a n c e l 及r e g i s t e r ， 后为实现各项补充业务进行了扩展，如用于实现呼叫转移的r e f e r 方法，实现 呼叫转移的s u b s c r i b e 方法，以及为通告呼叫状态的n o t i f y 方法等，后面 还会做详细介绍。而响应消息则分别由各自的状态码标示，并在原因短语中详细 描述呼叫信息，以方便人机交互。状态码为三位整数，根据最高位分为五类，从 总体上又归为临时响应及最终响应两种。临时响应只能提供呼叫进展信息，而不 能终止s i p 事务；最终响应则意味着一个s i p 事务的结束。 9 南京邮电学院硕上学位论文 第二章i p p b x 系统相关技术、协议概述 方法名请求消息含义 i n v i t e 邀请被叫加入呼叫并建立一个新连接。 b y e 释放呼叫请求，可以由主叫或被叫任一方发起。必须在挂机前发出b y e 请 求。 o p t l o n s 向对方询问( 承载) 能力信息，但不建立呼叫连接。 a c k 证实客户机已收到对i n v i t e 消息的最终响应，表明了可靠的消息交换。 c a n c e l 。 取消一个尚未得到最终响应的请求。 r e g i s t e r客户机向服务器登记或去登记位置信息。 表2 2s i p 请求消息 状态码响应消息含义 临时响 1 丰丰 已收到请求并在处理中，尚未得到明确回复。如振铃、呼叫前转等信息。 世 2 枷 请求已被成功接受。 3 木木 为完成本次请求必须采取进一步的动作。如给出用户的新位置或其他业 最终响务方式。 应4 籼# 客户的请求中包含错误语法或服务器不能完成该请求。客户不应再尝试 向该服务器重发相同的请求，但可以对原请求加以改动后重发或将原请 求发给另一个服务器。 5 丰丰 服务器本身出错或不支持一个正确的消息请求。 6 丰丰 该请求无法在任何服务器上实现，如被叫拒绝接受呼叫。 2 3 5 s i p 呼叫流程示例 表2 3s i p 响应消息 校园网 5 i p 会话请求 一 s i p 会话响应 图2 3s i p 呼叫流程示例图 0 南京邮电学院顿上学位论文第二章i pp b x 系统相关技柬、协议概述 下面作者将以图2 3 及具体消息格式对s i p 会话过程作详细描述。 1 登记去登记过程 校园网中的j j x i o n g 用户对外联系地址为：j j x i o n g n j u p t e d u c r 。当该用户 在校园网中移动到某个主机时，采用r e g i s t e r 向s i p 服务器动态登记一个或多 个可达位置，并通过e x p i r e 参数或r e g i s t e r 中的e x p i r e 域值申明用户所期望 的登记有效期限，缺省值为1 个小时( 1 ) 。 登记的注销和改动同样是通过r e g i s t e r 完成的，具有相同的c a l l i d 值， 顺序增加的c s e q 序号。去登记时，c o n t a c t 域值为“$ ”，e x p i r e 域值为0 ；改 变登记时，先注销所有登记再重新登记新位置。消息结构和参数如下所示。为清 楚起见，每个字段给出注解。列于“；”符号右侧： r e g i s t e rs i p ：n j u p t e d u c n $ i p 2 0 v i a ：s i p 2 o u d pp c n j u p t e d u c n f r o m ：s i p ：j j x i o n g n j u p t e d u c r l：登记者 ，l o ：s i p ：j j x i o n g n j u p t e d u c r ：被登记的源地址 c a l l i d ：j j x i o n g p c n j u p t e d u c n c s e q ：ir 陆i s t e r c o n t a c t ： ：后继联系地址及传输方式 e x p i l e s ：7 2 0 0 ：登记将在2 个小时后失效 2 邀请过程 一个完整的邀请过程包括i n v i t e 和a c k 两个请求。 另一用户m i z k ，他的对外联系地址为：m i z k n j u p t e d u c r l ，使用i p 电话呼 叫用户j j x i o n g ，该请求先被递交给s i p n j u p t e d u c n 服务器( 2 ) ，而后通过 p r o x y 的定位机制转送给主机j j x i o n g n j u p t e d u c n ( 3 ) 。 初始的 k v i t e 消息除了包括如下所示的主、被叫地址、呼叫主题等头域外， 还可以指示呼叫优先级、呼叫路由请求及主叫所希望的联系地址等。消息体中主 叫1 i 指明既可以在3 4 5 6 号端口接收一定格式的r t p 语音流，也可在9 8 7 6 端口 接收视频流。 l n v l 1 es in ：j j x i o n g n j u p t e d u c ns i p 2 0：被n q 地址 v i h ：s ip 2 ( ) l d f ) t l o n e n j u p t e d u c n i ：r ：s i p ：m iz k n j u p t e d u c n ：t a g = 4 5 6 7 8 9 ，主叫地址 1 ( ) ：s i p ：j j x i o n g n j u p t e d u ，c n ：原始被叫地址 c a li 一1 d ：6 6 6 6 p t t o n e ，n j u p e d u c n c s e q ：j i n v ir e c o n t c 眦一m y p e ：a p p l i c a t i o n s d p ：表明消息体应由s d p 程序解释 c o n t e n t i ，e n g t h ：1 2 4 南京邮电学院硕士学位论文 第二章i p p b x 系统相关技术、协议概述 v = o o = l i1 2 3 4 5 66 5 4 3 2 1i ni p 4p h o n e n j u p t e d u c n c = i ki p 4p h o n e n j u p t e d u c n m = a u d i o3 4 5 6r t p a v p0 34；0 、3 、4 分别代表p c m u 律、g s m 和g 7 2 3 格式 m - v i d e o9 8 7 6r t p a v p3 i ：、3 i ，代表符合h 2 6 1 格式的视频流 s i pp r ( ) x y 服务器转发i n v i t e 请求时，将请求u r 。地址转换为查询得到的登 记地址并增加v i a 域。不改变其他头域及消息体。 i n v i t e s i p ：j j x i o n g n j u p t e d u c ns i p 2 0 v i a ：s i p 2o u d ps i p n j u p te d u c n v i a ：s i p 2 o u b pp h o n e n j u p t e d u c n f r o m ：s i p ：m j z k n j u p t e d u e n ：t a g = 4 5 6 7 8 9 t o ：s i p ：j j x i o n g n j u p t e d u e n c a 1 一i d ：6 6 6 6 p h o n e n j u p t e d u c n c s e q ：1i n v i t e c o n t e n t t y p e ：a p p l i c a t i o n s d p c o nl e n tl e n g t h ：1 2 4 改换为用户确切地址 添加s i pp r o x y 自身地址 j j x i o n g 接受呼叫请求( 4 ，5 ) ，但只支持在5 0 0 4 号端口接收g g m 、g 7 2 3 格 式的音频流，不支持视频流的传送。 s i p 2 02 0 0o k v i a ：s i p 2o u d ps i p n j u p le d u c r l v i a ：8 i p 2 o u d pp h o n e ，n j u p t e d u c n f t o m ：s i p ：m iz k n j u p t e d u c n ：t a g = 4 5 6 7 8 9 r o ：s ip ：j j x o n g n j u p te d u c n ：t a g = 9 8 7 6 5 4 c a l1 一l d ：6 6 6 6 p h o n e n j u p t e d uc n c s e q ：1i n v i t e o n g p c n j u p t e d u c n a p p i c a ti o n s d p h ：7 8 v 2 0 o = w a n g4 4 5 6 3 7 5 3 3 2 1 8i 、i p 4p c n j u p t e d u c n c = i ni 1 ) c n j u p t e d uc n m = a u d i o5 0 0 4r t p a v p34；只支持在5 0 0 4 号端口接收6 s m 、g 7 2 3 格式 m = v i d c o0r t p a v p：端口为0 ，媒体子类型为空，表示对v i d e o 的不支持。 由于2 0 0 响应中的c o n t a c t 域包含了被叫的联络地址，这之后的呼叫事务 可直接在m i z k 和j j x i o n g 之间进行，不必再经过p r o x y 服务器转发。主叫m i z k i 2 = 兰：辩州 叭 盱 三 m 眦 m c c c 南京邮电学院坝士学位论文第二章i pp b x 系统相关技术、协议概述 发送a c k 证实已收到最终响应，a c k 请求中可以带有一个与