（计算机应用技术专业论文）基于h323的网守系统及其功能扩展.pdf

浙江大学硕一l 学位论文 摘要 在传统电话系统中，一次通话从建立系统连接到拆除连接都需要定的信令 来配合完成。同样，在口电话中，如何寻找被叫方、如何建立应答、如何按照 彼此的数据处理能力发送数据，也需要相应的信令系统，一般称为协议。h 3 2 3 协议就是其中一种基于t c p i p 的v o 口通讯协议，它用于交换网络上的音频、视 频、信令，并且很好的解决了点对点以及多点视频会议中诸如呼叫与会话控制、 多媒体带宽控制等问题。 本文介绍了基于h 3 2 3 协议开发的网守系统的设计与实现。 第章：介绍了系统开发的背景，对v o l p 这一概念做了介绍以及对其产生 的原因做了分析。 第二章：介绍h 3 2 3 协议，对其通讯流程，体系结构，以及各种通讯信令做 了简要介绍。 第三章：介绍了基于h 3 2 3 协议的网守的各个模块划分，以及对网守，计费 后台管理的功能进行了简介。 第四章：详细说明了各个模块的开发，包括模块的流程、基本通讯结构，并 对部分相关代码做了说明。 第五章，总结了本文的主要工作和创新点，并对以后的工作做了展望。 关键词：h 3 2 3 。r a $ ，h 2 2 5 ，网守，计费，后台管理 浙江大学硕二l 学位论文 a b s t r a c t m a k i n gt e l e p h o n ec a l l sb yc o n v e n 6 0 n a lm e 3 3 , 1 5c o n s i s t si nap r o c e s so f e s t a b l i s h i n ga n dd i s e n g a g i n go f c o n n e c f i o n s ，w h i c hi n v o l v e sc o o r d i n a t i n gs i g n a l s t h ei pt e l e p h o n es y s t e mw o r k si nt h es a m ev e i n i t sw o r k i n gp r o c e d u r ei s a c c o m p a n i e db ya s e to f s i g n a l sd e s i g n a t e da sp r o t o c o l sw h i c ht a r g e ta ts e a r c h i n ga c a l l e e ，e s t a b l i s h i n gac o n n e c t i o na n ds e n d i n gd a t aw i t h i nb i l a t e r a lp r o c e s s i n gc a p a c i t y h3 2 3 av b 口c o m m u n i c a t i o np r o t o c o lw h i c hd e v e l o p sf r o mt c p i p b a s e d t e c h n o l o g ya n dw h i c h f e a t u r e se x c h a n g eo f v i d e o ，a u d i oa n ds i g n a l s ，p r o v i d e sf i n e s o l u t i o n s t os u c h p r o b l e m s a s t h e c o n t r o l o f s e s s i o t l c a l l s ，m u l t i m e d i a b a n d w i d t h i n p e e r - t o - p e e r ”o r m u l t i - p e e r ”v i d e oc o n f e r e n c e s t h e p r e s e n tt h e s i sm a k e s a ne l a b o r a t i o no nt h ed e s i g n i n ga n db u i l d i n g u po f a h 3 2 3 - b a s e dg a t e k e e p e r , t h ef i r s tc h a p t e rb e g i n sw i t hag e n e r “i n t r o d u c t i o nt ot h ed e v e l o p i n g b a c k g r o u n do f t h es y s t e mi tl a y so u t t h eb a s i cc o n c e p tv o i pa n da n a l y z e si t s c a u s a t i o n ， t h es e c o n dc h a p t e rp u t sf o r w a r dt h eh ，3 2 3p r o t o c o l ，b r i e f i n go ni t s c o m m u n i c a t i o np r o c e d u r e ，s y s t e ms t r u c t u r ea sw e l la sa l ld i f f e r e n tt y p e so f c o m m u n i c a t i o ns i g n a l s t h et h i r dc h a p t e rp r e s e n t sac l a s s i f i c a t i o no f t h em o d u l e si nh 3 2 3 p r o t o c 0 1 - b a s e dg a t e k e e p e ra n dg o e so i lt oc o v e rt h er e s p e c t i v ef u n c t i o n so f t h e g a t e k e e p e rc h a r g s n ga n 6m a n a g i n g 。o n g 。j e t h ef o u r t hc h a p t e re x p a t i a r e so ni n d i v i d u a ld e v e l o p m e n to ft h em o d u l ew i t h i l l u s t r a t i o n so f i t sf l o wc h a r t t h eb a s i cc o m m u n i c a t i o , 3s t l u c t u r e s ，a n dt h ec o d e s c o n c e m e d 浙江大学硕士学位论文 t h ef i f t hc h a p t e rc o n c l u d e sw i t has u m m a r yo f t h ep r e s e n tw o r k ，p r o v i d i n g i n s i g h t sf o rt h ef u t u r e k e y w o r d s ：h 3 2 3 ，r a s ，h 2 2 5 ，g a t e k e e p e r , c o u n t e r , m a n a g ec o n s o l e 浙江大学硕士学位论文 1 1 背景 第1 章概论 在过去的一百多年，我们都依赖公共电话网f p s t n ) 来进行话音通讯，当两 个地点进行通话时，就有一条固定的线路分配给这对话的双方，这条线路虽然可 能还存在多余的频宽，但其它信息欲不能同时传递。后来当出现数据通讯时，我 们又添置了额外的数据线来处理数据通讯，但话音和传真通讯仍然由p s t n 来 处理。今天拥有口数据网络的企业，就可以利用v o 口技术在同一条数据线 上同时进行数据、话音和传真通讯。 v o i p 把话音或传真转换至数据，然后与其它数据起共享同一个母网 络。由于话音和传真在数据网络上免费搭乘了“顺风车”，所以长途通讯基本上 是免费的。经过口电话系统的转换及压缩处理，每个普通电话传输速率约占用 8 1 i k b i t s 带宽，因此在与普通电信网同样使用传输速率为6 4 k b i t s 的带宽对，口 电话数是原来的5 8 倍。 1 9 9 5 年2 月以色列v o c a l t e c 公司研割出可以通过i n t e m e t 弼打长途电话 的软件产品”n t e m e tp h o n e ”。用户只要在多媒体p c 机上安装该软件，就可以 通过i n t e m e t 网和任何地方安装同样软件的联枫用户进行通话。这项技术上的 突破引起全世界的瞩目，其背后的无限商机也使许多公司进行此项技术的研究， 从而使口电话技术得到迅速发展，人们把这种在i n t e m e l 上实现电话业务称为 i n t e m e t 电话，应该说是口电话的雏形。 1 。2v o l p 介绍 1 2 1什么是v o l p v o t p 就是应用i p 进行的简单话音业务的传输，这一。定义并不令人感到奇怪。 但是，你应垓意识列v o l p 不是陶啦地意味着通过i n t e r n c t 的衙音： 浙江火学硕士学位论文 i n t e m e t 是使用i p 的互连网络的集合。人人都能利用这些网络间的互连实现 系列广泛的应用，从电子邮件到文件传输再到电子商务( e - c o m m e r c e ) 。不久我 们将会看到，v o m 面临的一个最大的挑战就是话音质量，可接受话音质量的关 键之一是带宽。如果我们能保证有足够的带宽可隧用来提高话音质量，那时，我 们需要控制和优先考虑可利用带宽的接入。当今，这个控制并没有通过i n t e m e t 发生。事实上，每一个i n t e r n e t 用户影响其他所有用户的处理，个用户传送巨 大文件可能导致其他用户处理进程更加缓慢。其结果有可能是通过i n t e m e t 的话 音质量从可以接受变为极坏。 不过还是有希望的，就i n t e r n e t 的规模、用户数量、使用的技术而言，i n t e m e t 变化很迅速。很大的努力应用于下一代i n t e r n e t 的技术开发，因此，通过i n t e m e t i 苛质量的话音可能变得很平常而不是不可能。但是，这一天仍没有到来，因此， 当运营商级与v o l p 互斥，通过i n t e m e t 的运营商级话音可能好。1 n t e m e t 电话可 能被认为是v o n , ( 亦称i p 电话) 的子集或者一种特殊情况。 同时，通过带宽和接入更易管理的网络来开发v o p 存在着更大的机遇。这 样的种情况就是下一代电信公司，这些公司从一开始就在建设运用v o 口技术 的电话网络，而且对当前的通信公司提出了巨大的挑战。 1 2 2 为什么使用v o l p i p 和i n t e m e t 提供许多新的令人兴奋的业务，在过去访问某些类型的信息需 要花费数周时闻，现在你可瞬间查到实际存在的任何东西，你可以按一个按钮便 可通信和与同事、朋友、家庭成员共享信息。许多在线商场和各种各样的商品迅 速增长。证明通过i n t e r n e l 可利用服务的多样性的一个很好的例子就是，在2 0 0 2 年，以“d o t t o n ig u y ”署名的达拉斯的某个人没有离开家，完全通过i n t e r n e t 度 过了一年。 1 】 换句话说，人们正在以新的令人兴奋的方式使用i n t e r n e t 。i n t e m e t 也意味着 带来具有特殊意义的收入机会和新的公司企业应运而生。但是，通过电子商务带 来的收入比电话运营公司带求的收入少得多。话音仍然是系手锏业务。 浙大学硕二l 学位论文 n t e m e t 是使用i p 的互连网络的集合。人人都能利用这些网络间的互连实现 一系列广泛的应用，从电子邮件到文件传输再到电子商务 e c o m m e 0 。不久我 们将会看到，v o l p 面临的一个最大的挑战就是话音质量，可接受话音质量的关 键之一是带宽。如果我们能保证有足够的带宽可以用来提高话音质量，那时，我 们需要控制和优先考虑可利用带宽的揍入。当今，这个控制并没有通过i i i f e t 发生。事实上，每一个h l t c r n c t 用户影响其他所有用户的处理，一个用户传送巨 大文件可能导致其他用户处理进程更加缓慢，其结果有可能是通过i u t e m e t 的话 音质量从可以接受变为极坏。 不过还是有希望的，就i n t e r n d 的规模、用户数量、使用的技术而言，i d t 耐 变化很迅速。很大的努力应用于下一代i n t e m e t 的技术丌发因此，通过i n t e m e t 高质量的话音可能变得很平常而不是不可能。但是，这一天仍没有到来，因此， 当运营商级与v o l p 互斥，通过i n t e r u e t 的运营商级话音可能好。i n t e m e t 电话可 能被认为是v o 疋( 亦称i p 电话) 的子集或者一种特殊情况。 同时，通过带宽和接入更易管理的网络来开发v o d 存在着更大的机遇。这 样的一种情况就是下一代电信公司，这些公司从一开始就在建设运用v o i p 技术 的电话网络，而且对当前的通信公司提出了巨大的挑战。 1 2 2 为什么使用v o i p 口和i n t e m e t 提供许多新的令人兴奋的业务，在过去访问某些类型的信息需 要花费数周时问，现在你可瞬问查到实际存在的任何东西，你可以按个按钮便 可通信和与同事、朋友、家庭成员燕享信息。许多在线商场和各种各样的商品迅 速增长。证明通过i n t e r n d 可利用服务的多样畦的一十很好的例子就是，在2 0 0 2 年，以“d o ic o mg u y ”署名的达拉斯的某个人没有离开家，完全通过i n t e r n e t 度 过了一疰。 换旬话说，人们| 在咀新的令人兴奋的方式使用i n t e n l e t 。i n t e r a c t 也意味着 带来具有特殊意义的收入机会和新的公司企业应运而生。但足，通过电子商务带 来的收入比电话运营公司带，求的收入少得多。话音仍然足系手锏、 p 务 求的收入比电话运营公司带来的收入少得多。话音仍然足系手锏、 k 务 浙江大学硕士学位论文 在1 9 9 9 年，a r n a e o n c o m 有大约1 6 亿美元的收入，但并没有获利。y a h o o ! ， i p 世界里最著名的公司之一，在1 9 9 9 年5 8 8 6 亿美元的收入中获净收益0 6 1 1 亿美元。相比较，南方贝尔从2 5 0 亿美元收入中获净收益3 5 亿美元。在此期间， 贝尔大西洋公司从3 3 0 亿美元收入中获净收益4 7 亿美元，其中一大部分收入来 自常规的电话。为了更深入强调这一点，你在任一便利店里买电话卡，几乎每天 都有越来越多的话音通信公司成立，话音有着大的商机。 传统电话技术通信公司使用电路交换传输话音通信。假如这些通信公司能取 得大的收入和利润，为什么有人使用如婵等分组交换技术传送话音而不使用电 路交换? 电路交换从一开始就是设计用来传送话音而且完成得很好，既然这样， 为什么要尽力巩固没有明显衰落迹象的事物呢? 用电话交换传送话音既有优点又有缺点。尽管有人认为电路交换是一种昂贵 的解决方案。毫无疑问电路交换传输话音有其优点。但是，电路交换不适用其他 情况。如今，人想要像从前一样地交流，但是他们也要其他的通信方式电子 邮件、实时消息、视频、w w w 等。电路交换不能适合多媒体通信新世界的技术 需要。而且电路交换设备有许多属性，包括运营商和供应商不如理想情况。p 不仅提供了另一种技术选择，而且提供了一种新的经营的方式。【1 面 口作为话音传送的一个富有吸引力的选择有许多原因，主要包括以下几方 设备费用低； 话音和数据应用的集成； 带宽需求低： i p 的广泛可用 生。 1 3 本人做的工作 本人列h 3 2 3 协议进行的研究，在此基础上实现了一个基于h3 2 3 通信协议 的网守，并对其作了功能扩展，其主要功能如下： 终端管理和通l 禹管珲 浙江大学硕= k 学位论文 对通话进行实时计费 后台管理，实时监控网守运行状况，并且能够对通话记录做出一定统计 整个系统的设计和开发都由本人独立完成。 浙江大学硕士学位论文 第2 章关键技术研究 传统的电话网络中有特定的信令协议，在一个呼口q 发生前和呼蹦进行的过程 中，都要用到这些信令协议i 这样，就可以传递呼叫请求，监视呼日q 的进行以及 妥善地结束个呼叫。 最好的例子即为“综合业务数字网用户部分协议”( i s u p ) ，它是7 号信令系 统( s s 7 ) 信令组的一部分。在口语音w o n , ) 系统中，出于同样的原因，信令协议 也是必须的。 最初的v o 口系统使用专用信令协议。显而易见的缺点就是两个用户必须要 使用同一厂家的系统才能进行通信。由于在不同厂商的系统之间缺乏互操作性， 给使用带来了极大的不变，从而阻碍了早期v 0 i p 的发展。针对这一问题， i t u t ( 国际电联) 提出了h 3 2 3 建议用于v o l y 的标准化信令协议。今天， h 3 2 3 在v d i p 网络中是被用得最广泛的一种信令协议，本章将对其进行详细讨 论。 为了能在不保证q o s 的分组交换网络上展丌多媒体会议，由 t u 的第1 5 研 究组s g 一1 5 于1 9 9 6 年通过h 3 2 3 建议的第一版，并在1 9 9 8 年提出了h 3 2 3 的第 二舨。h ，3 2 3 制定了无q o s ( 服务质量) 保证的分组网络p b n ( p a c k e t b a s e d n e t w o r k s ) 上的多媒体通信系统标准，这些分组网络主宰了当今的桌面网络系统， 包括基于t c p t i p 、i p x 分组交换的以太网、快速以太弼、令牌网、f d d i 技术。 因此，h 3 2 3 标准为l a n 、w a n 、n t e r r t e _ c 、因特网上的多媒体通信应用提供了 技术基础和保障。 h 3 2 3 是i t u 多媒体通信系列标准h3 2 x 的部份，该系列标准使得在现有 通信网络上进行视频会议成为可能，其中，h 3 2 0 是在n i s d n 上进行多媒体通 信的标准：h 3 2 1 是在b i s d n 上进行多媒体通信的标准：h 3 2 2 是在有服务质 量保证的l a n 上进行多媒体通信的标准：h3 2 4 是在g s t n 和无线阿络上进行 多媒体通信的标准：h 3 2 3 为现有的分组网络p b n ( 如i p 网络) 提供多媒体通 浙江大学碗士学垃论文 信标准。若和其它的球技术如i e t f 的资源预留协议r s v p 相结合，就可以实现 d 网络的多媒体通信。基于i p 的l a n 正变得越来越强大，如i po v e r s d h s o n e t 、i po v e r a t m 技术正在快速发展以及l a n 宽带正在不断的提高。 由于能提供设备与设备、应用与应用、供应商与供应商之间的互操作能力，因此， h 3 2 3 能够保证所有h 3 2 3 兼容设备的互操作性。更高速率的处理器、日益增强 的图形器件和强大的多媒体加速芯片使提p c 成为一个越来越强大的多媒体平 台。h 3 2 3 可提供p b n 与别的网络之间进行多媒体通信的互连互通标准。许多 计算机、网络通信公司，如i n t e r 、m i c r o s o f t 和n e t s c a p e 都支持h 3 2 3 标准。h 3 2 3 标准包括在无q o s 保证的分组网络中进行多媒体通信所需的技术要求。这些分 组网络包括l a n 、w a n 、i n t e m e t 因特网以及使用p p p 等分组协议通过g s t n 或i s d n 的拨号连接或点对点连接。【l 】 从整体上来说，h 3 2 3 是一个框架性建设，它涉及到终端设备、视频、音频 和数据传输、通信控制、网络接口方面的内容，还包括了组成多点会议的多点控 制单元( m c u ) 、多点控制器( m c ) 、多点处理器( m p ) 、网关以及关守等设备。 它的基本组成单元是”域”，在h 3 2 3 系统中，所谓域是指一个由关守管理的网关、 多点控制单元( m c u ) 、多点控制器( m c ) 、多点处理器( m p ) 和所有终端组 成的集合。个域最少包含一个终端，而且必须有且只有一个关守。h 3 2 3 系统 中各个逻辑组成部份称为h 3 2 3 的实体，其种类有：终端、网关、多点控制单元 ( m c u ) 、多点控制器( m c ) 、多点处理嚣( m p ) 。其中终端、网关、多点控制 单元( m c u ) 是h 3 2 3 中的终端设备，是网络中的逻辑单元。终端设备是可呼 叫的和被呼q 的，丽有些实体是不遁被呼口q 的，如关守。h 3 2 3 包括了h 3 2 3 终 端与其它终端之间的、通过不同网络的、端到端的连接。 h 3 2 3 为基于网络的通信系统定义了四个主要的组件：( t e r m i n a l ) 、网关 ( g a t e w a y ) 、关守( g a t e k e e p e r ) 、多点控制单元( m c u ) 。终端是分组网络中能 提供实时、双向通信的节点设各，也是种终端用户设备，可以和网关、多点接 入控制单元通信。所有终端都必须支持语音通信，视频和数据通信可选。h 3 2 3 规定了不同的音频、视频或数据终端协同工作所需的操作模式。它将是下一代因 特网电话、音频会议终端和视频会议技术的主要标准。在发端，从输入设备获取 浙江大学硕士学位论文 的视频和音频信号，经编码器压缩后，按照一定格式打包，通过网络发送出去， 在收端，来自网络的数据包首先被解包，获得的视频、音频压缩数据经解码后送 入输出设备，用户数据和控制数据也得到了相应的处理。它所包含的各个功能单 元及其标准备或协议分剐是： 视频编解码( h 2 6 3 h 2 6 1 ) ：完成对视频码流的冗余压缩编码。 音频编解码( h 7 2 3 ，l 等) ：完成语音信号的编解码，并在接收端可选择地加 入缓冲延迟以保证语音的连续性。所采用的标准为i t u t 的h 7 2 3 1 ，它提供 5 3 k b i t s 和6 3 k b i t s 两种码率，采用线性预测综合分析编码方法，分剐使用代数 码本激励线性预测和多脉冲最大似然量化，从而各自获得编码复杂度和质量的优 化。 各稽数据应用：包括电子白板、静止图像传输、文件交换、数据霹共存、数 据会议、运程设备控制等，可用的标准为t 1 2 0 、t 8 4 、t 4 3 4 等。 控制单元( h 2 4 5 ) ：提供端到端信令，以保证h 3 2 3 终端的正常通信。所采 用的协议为h 2 4 5 ( 多媒体通信控制协议) ，它定义了请求、应答、信令和指示 四种信息，通过各种终端间进行通信能力协商，打开关闭逻辑信道，发送命令 或指示等操作，完成对通信的控制。 i - t 2 2 5 层：将视频、音频、控制等数据格式化并发送，弼时从网络接收数据。 另外，还负责处理一些诸如逻辑分帧、加序列号、错误检测等功能。 2 1h 3 2 3 的体系结构 h 3 2 3 建议对其自身的总体体系结构和方法论作了详细描述，并与其他几个 建议结合成一个有机的整体。在阅读该建议时，应与其他建议结合起来，同样的， 在阅读其他建议时。也应该参考h3 2 3 。与h 3 2 3 有关的建议有许多，但最重要 的建议有两个：h 2 2 5 0 和h 2 4 5 。 h3 2 3 的作用范围如图2 1 所不。这- - 体系结构包括了h3 2 3 终端、网关、 浙江大学项：l 学位论文 关守，以及多点控制单元( m c u ) 。h 3 2 3 的总体目标是实现h 3 2 3 端点之间的媒 体流交换，其中，一个h 3 2 3 端点可以是一个h 3 2 3 终端，也可以是一个关守， 或是一个m c i j 。 图2 - 1h 3 2 3 的范围及h 3 2 3 终端的交互 h 3 2 3 终端是与其他 l 3 2 3 端点进行实时通信的端点。一个典型的终端就是 一个终端用户通信设备，它至少要能支持一种音频编码，最好是还能够支持其他 几种音频视频编码格式。 网关是在h 3 2 3 网络和其他类型网络之间提供转换服务的h 3 2 3 端点。在这 里，区别于h 3 2 3 网络的其他类型网络是指i s d n 网或者常规电话网( 用l f u t 的说法是普通交换电话网g s t n l 等。在h 3 2 3 网络一侧，网关支持h3 2 3 信 令并按照h 3 2 3 的要求接收分组里的信息。在连接电路交换网络的另侧，网关 支持电路交换网络中的信令协议。在h ，3 2 3 网络一侧，网关具有h 3 2 3 终端的特 征。在电路交换网络一侧，网关具有这网络上的节点的特征。网关两例信令协 议以及媒体格式之但j 的转换在网关内部进行。这- - 一转换无论对电路交换网中的其 他诲点，迁是h 3 2 3 网络中的其他端点柬况都是透明的。、。l 坶个h 3 2 3 终端间需 j - 14 _ j 1 ：4m 浙江大学硕：f ：学位论文 要通过外部网络( 比如说公用交换电话网p s t n ) 进行通信时，网关还可以充 当它们之间的通信管道。 在t t ，3 2 3 网络中，关守是一个可选实体。当关守存在时。它可以控制许多 h 3 2 3 终端、网关和多点控制器( m c ) 。我们在此所提到的控制是指：关守可对来 自一个或多个端点的访问进行授权，并可以允许或拒绝端点发来的任何呼叫。关 守还可以提供带宽控制服务，结合带宽和，或资源管理技术，有助于保证服务质 量。除了上述功能，关守还可以提供地址转换服务，这样就可以在网络中运用别 名。 一个关守控制的多个终端、网关以及多点控制器的集合被称为一个域，图 2 2 展示了这样的一个域。一个域可以跨越多个网络或子网，域中的实体的具体 位置可以灵活安排。 1 浙江大学硕士学位论文 图2 - 2 一个h 3 2 3 区域的例子 m c 是一个管理多个终端和或网关之间多点会议的i - i 3 2 3 端点。通过向与会 各方传达能力集信息，m c 指示出可被各个实体共享的媒体。不仅如此，当其他 端点加入正在进行的会议，或是有端点退出该会议时，m c 还可以改变这些资源 的配置。m c 可以被安最在一个独立的m c u 中，也可以与网关、关守或h ，3 2 3 终端等实体结合在一起。 每个m c 至少拥有一个多点处理器( m p ) ，m p 在m c 的控制下工作。对媒体 流的处理实际上是由m p 宜接来完成的，它接收m 个输入流通过交换、混合 或交换+ 混合处理，生成n 个输出流。m c 和m p 之间的控制仂、议目前还没有标 准化。 浙江大学硕：i 学位论文 m c 能够支持两类多点会议：集中型和分散型，如图2 - 3 所示。在集中型的 配置中，会议中m c 采取集中一辐射的方式与每个端点进行通信。在分散型韵配 置中，会议中的每个端点采取点到点的方式与m c 交换控制信令，但也可以通过 多点传送的方式与其他与会者共享媒体。 分散式会议 浙江大学顺1 学位论文 图2 - 3h 3 2 3 会议配置的实例 2 2h 3 2 3 信令概述 h 3 2 3 的协议栈如图2 - 4 所示。同时，我们还可以看到可靠和不可靠的传输 协议。在p 网络中它们分别指传输控制协议( t c p ) 和用户数据报协议( u d p ) 。从 图中可以清晰地看出媒体交换是通过运行在u d p 上的r t p 来实现的，当然只要 有r t p 则r t c p 是不可少的。在图2 4 中我们还可以发现两个没有讨论过的协议； h ，2 2 5 0 和h 2 4 5 。实际在h 3 2 3 端点之问交换的消息由这两个协议定义。它们 是通用的协议，可以用于任何种网络体系结构中。在h 3 2 3 网络体系结构中， h 2 2 5 0 和h 2 4 5 协议的运用方式由h 3 2 3 建议详细说明。 音频视频应用终端应用控制 音频视频实时传输控h 2 2 5 0r a sh 2 2 5 0 呼叫h 2 4 5 控制信l 编解码器制协议信令信令令 实时传输协议 不可靠传输可靠传输 网络层( 网络协议) 数据链路层 物理层 图2 - 4 h ，3 2 3 协议栈 2 2 1h 3 2 3 协议概述 正如前面提到的，h 3 2 3 实体问交换的信令消息实际上是由h 2 2 5 0 和h 2 4 5 来详细说明的。 h 2 2 50 协议包括两个部分。一部分是r r u t o 9 3 l 建议的变体。q 9 3 i 是 1 s d n 第三层的规范，了解i s d n 的人对它应该相当熟悉。这一部分用于在h3 2 3 端点之间建立以及拆除连接。陔类信令被称作呼叫信令或是q9 3 】信令。h2 2 50 的另部分被称作登录、许可和状态( r a s ) 信令。这 信令用于端点和关守之问， 浙江大学硕士学位论文 使关守可以管理其所在域中的端点。例如，一个端点用r a s 信令登录到关守 关守用该信令来许可或是拒绝端点对网络资源的访问。 h 2 4 5 是用于两个或多个端点之间的控制协议。h 2 4 5 的主要作用是管理 h 3 2 3 与会者之间的媒体流。它可以确保一个实体只发送能够被另个实体接收 和理解的媒体。h 。2 4 5 运行在端点之间的一条或多条逻辑信道上。这些逻辑信遭 在与会者之间传递媒体流，它们有许多特性，例如媒体类型、比特率等等。 上述三个信令协议r a s 、q 9 3 1 和h 2 4 5 可用来建立呼叫、维持呼 叫和拆除呼叫。 不同协议消息的传递是交替进行的。对此可以这样来理解：当一个端点想要 与另一个端点建立呼叫时，首先，源端点使用r a s 信令来从一个关守那里获得 许可：然后，源端点用q 9 3 1 信令来建立与目的端点的通信；最后，源端点使用 h 2 4 5 控制信令与目的端点协商媒体参数并建立媒体传送。 根据消息的种类或是环境的不同，可以用不同类型的信道来传递h 3 2 3 消 息。例如：r a s 消息在r a s 信道上传送；呼叫信令消息在呼叫信令信道上传送； h 2 4 5 控制消息在h 2 4 5 控制信道上传送；传送数据的媒体流实际上是在一个或 多个逻辑信道上传送的。这一过程涉及到多个不同的信道，但这些信道并非拥有 自己的独立的物理接口或是硬件设备。其实，在d 网络环境中，一个信道指的 就是一个套接字( 口地址+ 端口号) 。比方说，如果一个端点使用一个特定的i p 地 址和端口号来接收r a s 消息，则所有到达这个i p 地址和端口的r a s 消息就被 认为是到达了这个端点的r a s 信道。 2 2 2h 3 2 3 寻址 在h 3 2 3 网络中，每一个特定的实体都有一个网络地址来唯一地标识自己。 在口网络中，这种网络地址就是i p 地址。如果有域名服务( d n s ) ，按照r f c 8 2 2 ， 就可以用统一资源定位器( u r l ) 来表示i p 地址。例如，由于关守支持r a s 协议， 它就可以采用“r a s ：g k l s o l n e d o n l a i n ”这样一个u r l 来标氓自己。要使用u r l 则需要卟j 之1 、h 关联的端 1 号，刈r a s 而黾如果没有特别申l - ：j ，17 1 9 即为 ：卜) i ； ! 7 4 浙江大学硕一【：学位论文 它的默认端口号。 为了便于标识，每个实体，如终端、网关以及：m c u 都应该采用与控制关 守相同的域名。 对每个网络地址而言，一个h 3 2 3 实体可能拥有一个或多个传输服务访问点 ( t s a p ) 标识符。通俗的讲，一个t s a p 就是某一实体上的特定逻辑信道的标识符。 在m 网络中，t s a p 即指套接字。 通常用来传送信令或进行媒体交换的的端口号是动态分派的，但有几个例外 要注意：关守的u d p 发现端口的端口号是1 7 1 8 ，关守的u d p 登录和状态端口 的端口号是1 7 1 9 ，呼口q 信令t c p 端口的端口号是1 7 2 0 。这些端口号都在i a n a 中进行了登记。其中第一个端口号的作用是让端点决定它应该登录到哪一个关 守。第二个端口用于向关守发送r a s 信令。第三个端日用束发送呼蹦信令消怠“列 如q 9 3 1 1 。 除了网络地址和t s a p 标识符，h ，3 2 3 还允许终端和网关拥有一个或多个别 名。如果要用到别名，节点就必须能够在别名和口地址之问进行转化。关守功 能之就是完成这种转化，而且这种转化还需要r a s 信令的支持。 h 3 2 3 在分配别名地址上很灵活。别名形式多种多样，一个端点可能拥有多 个别名。唯一的限制就是，一个别名在一个域中必须唯一。使用射名的一个突出 好处就是可以使用e 1 6 4 格式号码作为别名。例如，可以为通过p r i 接口连接在 一台用户小交换机0 b x ) 上的网关分配一组e 1 6 4 号码作为别名。这些号码可以 对应于连接到该p b x 上的一组电话号码。这样，当另外的h 3 2 3 端点想要呼叫： p b x 上的一个号码时，由于使用了别名，会使操作过程变得容易得多。只有关 守和网关需要知道别名和网关地址之间的对应关系。主叫端点和其他实体利用关 守来处理必要的翻译工作。 2 2 3编解码 劁2 - 4 提及r 音频和视频编码，其r j 视频的支”是刮选的。当需要支持视 浙江大学硕士学位论文 频编码时，h 3 2 3 端点至少要支持h 2 6 1 的四分通用交换格式( q c i f ) 。 对音频的支持是不可少的，根据h 3 2 3 的要求，必须支持g 7 l l 编码( 包括a 律和p 律两种格式1 。如果对带宽的要求稍高，g 7 1 1 当然不会成为语音编解码 的首选。具备g 7 1 l 编解码能力是强制性的，这样所有的h 3 2 3 端点至少可以支 持一种音频编解码。实际上，大多数端点都可以支持多神更商效的编织码。话说 回来。如果一个系统仅用g 7 l l 一种编解码，则v o p 在提高带宽利用率上的优 势就无法体现出来了。 2 3r a s 信令 r a s 信令用在关守及其控制端点之问，它是关守用来控制其所在域内瑞点 的信令协议。 值得注意的是，在h 3 2 3 中关守是个可选实体，这样，r a s 信令也是可 选的。如果一个端点想要使用关守提供的服务，刚它必须使用r a s 。如果端点 不使用关守提供的服务，则那些由关守提供的功能就必须由端点自己来完成a r a s 信令在h 2 2 5 0 中定义，它支持如下功能： 寻找关守让端点找到可以对自己进行控制的关守。 登录让端点登录到一个特定的关守，从而加入那个关守所控制的域。 注销让端点脱离关守的控制，或让关守删除该端点已有的登录，把它强 行逐出本域。 许可在端点请求访问一个网络并加入某一会话时使用。对许可的请求描 述了端点所需的带宽，根据所请求的带宽，关守可以选择接受或是拒绝这一请求。 带宽改变在端点向关守请求分配额外的带宽时使用。 端点位置关守完成别名到网络地址转换的功能。当一个端点想与某一只有 别名的端点通信时将会使用本功能。接收到这一请求时，戈守将会用 个网络地 毛1 1 趣弦7 4 瓠 浙江大学硕士学位论文 址给以晌应，以建立与请求端点的联系。 拆线端点用其来向关守通知它想断开一个特定的呼叫。它也可以被关守用 来强制端点断开一个已有的呼叫。 状态在关守和端点之间使用，用来通知关守与某一呼叫相关的信息比 如现有的带宽占用。 资源可用性用在网关和关守之间，它可以通知关守当前的可用能力，比 如说可用的带宽有多少，等等。网关还可以用这一消息来通知关守，它的能力已 经耗尽，或即将耗尽。 非标准这是在端点和关守之间用来传递专用信息的一个机制。当然，这 消息的内容及其功能在h2 2 5 0 中没有定义。 2 3 1寻找关守 在有一个或多个关守的网络中，个端点应该登录到其中一个关守上去。为 完成登录，这个端点首先应该找到一个合适的关守，即这个关守应该愿意对此端 点进行控制。当然，预先得为端点配置将要使用的关守的地址。从这个角度来看， 实质上就不存在找寻关守的过程。 确切地说，这个端点只是简单地通过询问而登录到关守上。尽管这方法可 以加快登录速度，但是它缺乏灵活性。在一个网络中，多个关守可能采取分担负 荷的模式工作，或采取主从备用的模式工作当主关守出故障时，由备用关守 接替其工作。由此可见，静态登录关守模式在这些情况下并非最佳选择，于是就 产生了自动寻找关守的方法。 当一个端点不知道关守在何处时，可以采用这种自动寻找方法来确定自己的 关守。为我到能够对自己进行控制的关守，端点发送关守请求( g r q ) 消息。这一 消息可被送往多个己知地址，或被发往用于关守发现的组播地址2 2 40 1 1 4 1 端 口号是1 7 1 8 。 浙江大学硕士学位论文 g r q 消息含有许多参数，其中有一个是关守的标识符。如果这一参数为空， 则表示发出这一消息的端点愿意接受任何收到这一消息的关守作为自己的关守。 形象地说，这一端点发出的请求就好像在说：“有谁愿意成为我的关守? ”如果这 一参数菲空，则表示端点请求由该参数指明的关守作自己的关守。 可能有一个或多个关守用关守确认( g c f ) 消息做出响应，表明其愿意对这一 端点进行控制。此外，关守还有可能以关守拒绝( g r j ) 消息做出响应，表明这一 关守不愿意承担对该端点的控制。当关守发送一个g p o 消息时，消息中将会包 括拒绝的原因，例如，关守端资源不足。 这一过程如图2 5 所示。在图示情况中，想要找寻关守的终端只发送一个 g r q 消息，但把它发往关守发现的组播地址，这样不止一个关守能够收到这一 消息。在图2 5 中，关守1 发送一个g r j 消息，关守2 发送一个g c f 消息，于 是，这个终端将会登录到关守2 上。 有一种情况值得注意，如果在一个关守发出的g c f 消息中含有 a l t e m a t e g a t e k e e p e r 。这一可选参数，就表明其他的关守会尝试去担任这个端点 的关守，而不是说这个发出g c f 消息的关守愿意去担任浚端点的关守。更确切 的说，这种g c f 消息差不多介于一个确认响应和一个完全否定响应两者之间， 等于是在说：“我无法帮助你，但可以试试旁边的关守。”这一响应在负荷分担或 是冗余配置的模式中会被用到。【1 1 浙江大学硕：l 学位论文 图2 - 5 关守发现 个端点次只能接受一个关守的控制。如果一个端点同时收到了从多个关 守发来的g c f 消息时，它就得从这几个关守之中做出选择。另一方面，如果在 定时期间端点没有收到对g r q 消息的确认响应，则这个端点就会重新发出g r q 消息，不过距离上一次发送g r q 请求的时间应在5 s 以上。 2 3 2 端点( e n d p o i n t ) 登录以及取消登录 寻找关守是端点用来决定哪一个关守可被用作控制自己的关守的手段。实际 上，在一个关守对g c f 发出g r q 响应后，并不意味着它马上就成为请求端点的 控制者。端点请求关守的控制并加入该关守所在域的过程即是登录。 个端点向关守发出登录请求( r r q ) 消息则表示个登录过程开始了。这一 消息按照在端点中配置的地址，或是通过端点寻找过程确定的地址发往关守。关 守使用r a s 信令的熟知端口1 7 1 9 来接收这一消息。 在端点发出的r g q 消息中含有两个地址，一个是端点用来收发r a s 消启、的 地址，另一一个是j = ； j 柬收发呼叫信令消息的地址。r r q 消息中也吲能禽有别名， 浙江大学硕士学位论文 在呼叫中用作端点的标识符。r r q 中还可能含有一个或多个备选地址，它们可 用作备用或是冗余地址。这些地址可能都有自己的剐名。 关守能够以多种理由拒绝端点的登录请求，对此，它发出一个登录拒绝消息。 比方说，当该端点企图使用一个在域中已有的别名时，其登录请求就会被拒绝。 如果没有什么问题，而且关守愿意接受登录请求它就发出一个登录确认限e d 消 息。如果端点发出的p r o 中没有指明端点所用的别名，则关守可以回送一个含 有别名参数的r c f 消息，为端点分配一个剐名。 在登录消息中可以设置该消息的生存时间，这一硬是可选的。在砌硷中， 端点可以设置一个t i m e t o l i v e 参数，指明登录消息的存续时间。该参数用3 2 个 b i t 表示，单位是s ：这意味着其最大值可达4 2 9 4 9 6 7 2 9 5 s ，相当于1 3 6 年。在所 发出的登录消息将要超期时，端点可以再发出个r r q ( 其中含有k e e p a l i v e 这 可选参数) 来重新设置计时器，以扩展登录的存续时间。 完成登录后，端点可以发送一个取消登录请求( u r q ) 来取消本次登录。正常 情况下，关守会发送个取消登录确k ( u c f ) 汴t 息表示对此确认。不过，如果端 点事先没有登录到关守上，则关守会发出一个取消登录拒绝r j ) 的消息，表示 对此拒绝。 关守也可以通过向端点发送一个u r q 消息来取消该端点的登录。发生这种 情况的一个可能原因是登录已经超时了。在收到关守发出的u r q 后端点应该 发出个u c f 响应。图2 - 6 描述了一个登录和取消登录的实例。 浙江大学硕：l 学位论文 图2 - 6 登录与撤销登录的例子 2 3 3端点位置 端点位置服务是一个地址转换服务。当端点或是关