（计算机应用技术专业论文）网守系统mygk的设计与实现.pdf

ab s t r a c t ab s t r a c t i p t e l e p h o n y is c u r r e n t l y a h o t s p o t i s s u e o n t h e s t u d y o f i n t e rn e t v a l u e - a d d e d s e r v i c e s , a n d i t s a p p l i c a t i o n p r o s p e c t i s c h e e r f u l . t h e g a t e k e e p e r i s a n i m p o r ta n t e l e m e n t o f t h e i p t e l e p h o n y s y s t e m w h i c h i s b a s e d o n h . 3 2 3 p r o t o c o l . t h i s p a p e r a n a l y z e s h .3 2 3 p r o t o c o l a n d t h e re q u i r e m e n t s o f t h e g a t e k e e p e r s y s t e m i n d e t a i l , t h e n d e s i g n s a n d i m p l e m e n t s a g a t e k e e p e r s y s t e m m y - g k . a c c o r d i n g t o t h e fu n c t i o n , t h e p a p e r p a rt it i o n s t h e p r o b a b l e m o d u l e o f my - g k s y s t e m , d e s i g n i n g t h e c / s m o d e s s o ft w a r e a r c h i t e c t ur e a n d e l a b o r a t i n g t h e c o n c r e t e i m p l e m e n t m e t h o d s o f s e r v i c e my g a t e k e e p e r a n d c li e n t my g k m c . my - g k s y s t e m c h o o s e s t h e o p e n p r o j e c t g n u g k a s t h e o r i g i n a l v e r s i o n o f s e r v i c e , b e c a u s e g n u g k s u p p o rt s t h e m u l t i - d o m a i n a n d le v e l s t r u c t u r e m a n a g e m e n t , a n d g i v e s t h e a l i a s c a l l i n g r u l e t h e p r i o r i t y , t h e n it w e l l s o l v e s t h e s y s te m s c o m m u n i c a t i o n o f s p a n n i n g d i ff e re n t d o m a i n s a n d n a t t r a v e r s a l p r o b l e m . t h e p a p e r c o n s t r u c t s t h e d e v e lo p e n v i r o n m e n t o f g n u g k a n d s u c c e s s f u l l y c o m p i l e t h e s o u r c e c o d e . i t p a rt i c u la r l y a n a l y z e s t h e g n u g k s c o re m o d u l e a n d t h e s t a t u s i n t e r f a c e m o d u l e s s o u r ce c o d e a n d r e d e s i g n it s s e c u r it y a u t h e n t i c a t i o n m o d u l e a n d t i t h e f u n c t i o n m o d u l e . m y g a t e k e e p e r , a s h e l l t r a y m a n a g e m e n t s o ft w a r e , m a k e s g n u g k s r u n n i n g m o re a g r e e w i t h t h e r u n n i n g c h a r a c t e r i s t i c o f s e r v e r . t h e c l i e n t m y g k m c m a i n l y m o n i t o r s , c o n t r o ls a n d m a n a g e s t h e r u n n i n g s ta t u s o f my - g k . a c c o r d i n g t o t h e d e s i g n r e q u e s t o f s e r v i ce s ta t u s i n t e r f a c e , my g k m c a p p l i e s t h e c a s y n c s o c k e t a s y n c h r o n o u s u n b l o c k c o m m u n i c a t i o n c a l s s i n n ec t o r e a l i z e t h e t c p c o n n e c t i o n t o s e r v e r . t h e p a p e r e l a b o r a t e s t h e c o n c r e t e d e s i g n i n g a n d p r o g r a m m e o f s o m e f u n c t i o n m o d u l e , s u c h a s u s e r m a n a g e m e n t i n t e r f a c e , s y s te m c o n f i g u re d o c u m e n t s l o n g - d i s t a n ce a m e n d i n g a n d d y n a m i c l o a d i n g a n d c a ll in g m a n a g e m e n t e t c . t h e b i l l - c o u n t i n g c e n t e r a p p l i e s t h e c l a n g u a g e p r o g r a m m e i n t e r f a c e , w h i c h r u n t h e f a s t e s t o f a l l l a n g u a g e p r o g r a m m e , t o e s t a b l i s h a c o n n e c t i o n t o m y s q l a n d u t i li z e s t h e c a c h i n g t e c h n o l o g y t o p r e v e n t t h e l o s t o f s i m u lt a n e o u s c a l l i n g s c d r d a t a . ab s t r a c t f i n a l y , t h i s p a p e r c o n s t r u c t s a n e t w o r k t e s t in g p l a t f o r m o f m y g k a n d s t ri c t l y t e s t s t h e s y s t e m s f u n c t i o n , p e r f o r m a n c e a n d r o b u s t n e s s . t h e re s u l t o f t e s t s i n d i c a t e s t h a t t h e f u n c t i o n o f my g k t o t a l l y a c c o r d s w it h t h e h . 3 2 3 p r o t o c o l c o m m u n ic a t i o n s t a n d a r d a n d t h e s y s t e m c a n o p e r a t e h i g h e ff i c i e n t l y a n d h a s a s t r o n g p r a c t i c a b i l ity . k e y wo r d s : h .3 2 3 v o i p g a t e k e e p e r r a s 南 于 卜 大 学 学 位 论 文 电 任 卜 版 授 权 使 用 协 宝 义 ( 请将此协议书装订于论文首页) 论 文 p 34 4 4 ) m r- q y 系本人在 南开大学工作和学习期间创作完成的作品，并己 通过论文答辩。 本人系本作品的唯一作者 ( 第一作者)，即著作权人。 现本人同意将本作品收 录于 “ 南开大学博硕士学位论文全文数据库”。本人承诺:己 提交的学位论文电子 版与印刷版论文的内容一致，如因不同而引起学术声誉上的损失由 本人自负。 本人完 全了 解 南开 大学图 书 馆关 于保 存、 使 用学 位论文的 管 理办 法。同 意 南开大学图书馆在下述范围内免费使用本人作品的电子版: 本作品呈交当年，在校园网上提供论文目 录检索、文摘浏览以 及论文全文部分 浏览服务 ( 论文前1 6 页)。 公开级学位论文全文电子版于提交1 年后， 在校园网上允 许读者浏览并下载全文。 注:本协议书对于 “ 非公开学位论文”在保密期限过后同样适用。 院 系 所 名 称 :似求 酬钧旬 作 者 签 名 : ; l 任 心 学号 :q q 0 a ! c g 日 期 :7-1-17 年 犷 ” 了) 日 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 并同意如下各项内容: 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，可采用影印、缩印、 扫描、 数字化或其它手段保存论文; 学校有权提供目 录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务; 学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版; 在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名: ? 刃年 月 弓 长 怜 去 .11 - 旦 _ _ . 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在 本授权书。 年解密后适用 指导教师签名: 学位论文作者签名: 解 密 时 间:年月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下: f 丢 套 李 子 于 t s 犷 l 内部5 年 ( 最长 5 年，可少于 5 年) 秘密*1 0年 ( 最长 1 0年，可少于 1 0 年) 机密2 0 年 ( 最长2 0年，可少于 2 0 年) 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明: 所呈交的学位论文是本人在导师指导下 进行的研 究工作及取得的研究成果。 据我所知， 除文中特别加以 标注和致谢的 地方外， 论文中不包含其他人创作的、 已公开发表或者没有公开发表 的研究成果。 对本论文所涉及的 研究工作做出贡献的其他个人和集 体， 均已 在文中作了明确的 说明并在此表示诚挚的 谢意。 本学位论文 原创性声明的 法律责任由 本人承担。 学 位 论 文 作 者 签 名 : i i k 卿年 “ ! 日 第一章 引言 第一章引言 通过i n t e rn e t 进行语音通信是一个非常复杂的系 统工程， 涉及的 技术也特别 多， 其中基本的就是v o i p ( v o i c e o v e r e p ) 技术。 原有的传统电 话网是以电路交 换方式传输语音的，而所谓的v o i p是以i p 分组交换网络为传输平台， v o i p系 统通过对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理，使之可以采用 无连接的u d p协议进行传输。 本章将对v o w技术的相关背景、 发展现状及本文 所要完成的工作做一简要论述。 第一节课题背景发展现状及意义 在过去的一百多年， 我们进行话音通信所依赖的公共电 话网( p s t n )获得 了长足发展，其技术已非常成熟，通话质量也很高，话音业务几乎覆盖了全球 的每一个角落。 但由于p s t n采用电路交换技术， 其固有的业务单一、 扩展灵活 性差、线路独享、剩余频宽浪费等问题至今也未能很好地解决，严重影响了其 应用领域的进一步扩展。随着计算机网络的发展， i p分组交换技术逐渐成熟， 很好地弥补了电路交换技术的不足， 为v o i p 技术的发展提供了可靠的技术支持， 而上世纪9 0年代中 后期i p网 络的大规模建设为在同 一条数据线上同时 进行数 据、 语音、视频和传真等通信业务提供了充足的物质条件， v o i p技术就在此时 应运而生了。 v o 1p是把语音、 视频或传真等信号转换成数字数据，然后与其它数据一起 共享同一个 ep网络， 用户除了交纳网费外， 长途语音通信基本上是免费的。音 频数据经过 ip电话系统的转换及压缩处理，每个i p电 话传输速率约占用 9至 l l k b i t / s 的带宽，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 的带宽时， i p电话数是原来的5 到8 倍。1 9 9 5 年2 月，以色列v o c a l t e c 公司研制出可以 通 过i n t e rn e t 网 打长途电 话的 软 件 产品i n t e rn e t p h o n e l l l ， 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 联机用户进 行通话。这项技术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i p 电话技术得到迅速发展， 人们把这种在i n t e m e t 第一章 引言 上实现的电话业务称为i n t e m e t 电话，这就是i p 电话的雏形。 自1 9 9 5 年以 来， v o i p 在全球经过 1 1 年的 发展，技术和市场都己 发展到成 熟期，语音清晰度甚至超过了 传统电话，市场占有率也越来越大。据外电报道， 市场调研公司i n - s t a t 于2 0 0 6 年初公 布的 一份报告称，全球网路电 话 ( o t ) 服 务市场已经形成， 2 0 0 5 年全球网络电话总数为1 6 0 0 万，预计到2 0 0 9 年全球网 络电 话数量将超过5 5 0 0 万12 。 在我国， 2 0 0 5 年e p 电 话的市场也己 经达到了4 5 5 3 亿分钟，收入达到了3 9 0 亿元， v o i p在中国的发展可谓如火如茶，专家预测未 来几年中我国将会 成为v o i p 行业发展利润空间最大的市场。 目 前国内可以 支持v o i p 业务开展的主要实现形式有三种，即基于h .3 2 3 协 议的i p 电 话网 络、 基于 会话 启动 协议 ( s i p 协议 ) 的e p 电 话网 络和基于 软 交 换设 备的e p 电 话网络。 本文构建的v o i d电 话系统采用了当前技术最成熟和应用最广 泛的h . 3 2 3 协议体系，它和其它的相关通信协议一同为多媒体信息的编码、通 信过程中的呼叫、媒体信道的控制以及媒体流的传输方式等内容都做了统一的 规范。 在基于h . 3 2 3 协 议体 系 的i p 电 话 系 统中 ， 网 守 ( g a t e k e e p e r ) 是其中的 一个 重要管理部件。 第二节课题任务及所做的主要工作 本课题是实验室和天津数联新创发展有限公司合作开发的基于 h .3 2 3的商 v o i d系统， 该系统为行业用户提供一个完整的v o i d解决方案， 向客户提供终 用端 v o i p 优良 网守等功能部件。 在这个项目 中， 作者的任务是研究解决基于h .3 2 3 协议的 系统的重要管理部件网守系统的设计与实现问题， 为 v o i d 运营商提供性能 标准 控制 读了 构。 、安全可靠、功能齐全的网守软件系统。 本文设计的m y g k网守作为v o i p 系统的重要管理部件， 完全符合h . 3 2 3 - v 5 ， 并能与其它符合h .3 2 3 标准的设备互通， 具有地址解析、呼叫接入、 带宽 、域管理、呼叫管理、带宽管理等网守应具备的基本功能。 通过查阅大量关于v o i p的参考文献， 了解了v o i d 技术的发展轨迹， 认真研 i t u - t定义的h 3 2 3 - v 4 及h .3 2 3 - v 5 的 法定草案，熟悉了h . 3 2 3 协议体系结 实际开发中为了节省时间、缩短开发周期，my - g k系统从几个公开源码的 网守软体中选用了g n u g k作为其服务端蓝本，分析了g n u g k的设计思想以及 c + + 类的实现。作者对g n u g k 的源码做了深入分析，并对其中的认证/ 计费等功 第一章 引言 能进行了改进设计，为方便管理员管理 my - g k的服务端，本文设计实现了 g n u g k 的 外壳管理软 件m y g a t e k e e p e r 。 为进 一 步 方便 用 户 使用 和管理m y - g k 系统， 本文还设计并实 现了 系统的 可视化远程客 户 管 理软 件m y g k m c ， 即 第四 章 将详细介绍的my - o k客户端程序。 本文设计的网守系统最终要投入商业运营，认证叶费是其不可缺少的附加 功能.根据运营商的要求， 在m y g k m c 设计基础上为m y - g k系统建立了 认访 计费中心。 最后，搭建了m y - g k系统的测试平台，完成了 对系统各组成部分的性能、 功能和健壮性等评测工作及不同终端在不同情况下的呼叫实验。结果表明，此 系统完全达到了预期的设计目 标，基本满足了客户需求. 第三节本文内容安排 本文将分七个章节进行论述。 第一章是全文的一个概述，主要介绍课题背景、发展现状，以及作者所做 的主要工作和论文内容安排. 第二章是全文的一个过度， 为后面内容做铺垫。 重点对my - g k系统进行需 求分析，设计了本系统的体系结构。根据体系结构设计要求，本章还对 h .3 2 3 系统的组成、 h . 3 2 3 协议标准以 及系统开发中用到的各种信令消息和消息的传递 过程进行了阐述。 第三章为全文的一个重点内容， 讲述my - g k系统服务端的设计与实现， 对 本系统选用的服务端蓝本 g n u g k做了介绍。最后对服务端外壳管理软件 m y g a t e k e e p e r 的开发过程做了说明。 第四章主要介绍m y - g k系统客户端的设计与实现， 先是对其进行了需求分 析， 然后按照需求分 析的 几个功能 部分对m y g k m e 的实 现做 详细 论 述。 第五章为my - g k系统搭建了测试平台， 完成了对系统的评测工作。 第六章是对本文的一个总结， 主要总结了my - g k系统的特色， 然后提出了 改进建议和今后的工作方向。 第二章 my - g k体系结构设 计 第二章 my - g k体系结构设计 根据目 前构建v o i p 系统的三种实现方式， 通过技术分析、市场调研和参阅 有关文献，本系统选用了h .3 2 3 协议标准来构建if电 话系统。h . 3 2 3 系统中， 网守是系统的重要管理部件，本章将对网守系统的需求和设计目标进行详细分 析，并完成my - g k系统的体系结构设计。 通过对my - g k系统的需求分析得知， 本系统必须处理h .3 2 3 协议标准中定 义的r a s 信令消息、 h .2 2 5 .0 呼叫 信令消息以 及h .2 4 5 控制信令消息， 从而完成 h . 3 2 3 标准定义的网守基本服务功能和呼叫建立过程。 因此本章讲述m y - g k体 系结构设计前， 先对设计中 用到的与h .3 2 3 标准 相关的 理论知识进行介绍， 这可 以很好地帮助理解my - g k系统的设计思想。 第一节h .3 2 3 协议的选择 h .3 2 3 系统与其它两个系统 ( s i p系统和基于软交换的系统) 相比，它的发 展最早、 技术最成熟、 应用最广泛。 为了 在没有提供q o s 保证的e p 分组交换网 上进行多媒体会议，i t u - t从1 9 9 5 年5 月就开始制订多媒体会议业务的信令协 议标准， 并于1 9 9 6 年1 2 月 通过了s g - 1 6 研究组研究制订的h .3 2 3 建议第一版， 即基于包交换的多媒体通信系统建议( p a c k e t - b a s e d m u l t i m e d i a c o m m u n i c a t i o n s s y s t e m s ) 。 从首版开始制订 至今， h .3 2 3 己 有i i 年的 发 展历程， 其间先后发布了 5 个版本，目 前正致力于第六版的研究与制订。 h . 3 2 3 v 4 就已 经非常成熟稳定， 其后的改进并不大。由 此可见，h .3 2 3协议与v o i d技术的发展历史是基本一致 的，早期的v o i d 系统大都基于此协议构建。 h . 3 2 3 基本上是一种兼顾传统呼叫流程和 i p分组交换网特点发展而来的开 放标准体制， 代表了v o i p 的大潮流。 它的特别之处是吸取了 许多电信网的组网、 互联和运营经验，能够与p s t n网和其他数据业务网互联互通， 这也正是h .3 2 3 标准在全世界广泛使用的一个重要原因。采用h .3 2 3 技术体制， v o i p运营商可 以基本上继承传统运营商的管理和运营模式这对我国以及东南亚国家组建 v o i p 大网特别重要。 在国内， 运营商组建的v o i p网都是全国性大网， 而且对网 第二章 m y - g k体系结构设计 络的扩展性和稳定性要求极高，组网多层多域，覆盖城市多达 4 0 0个，每月的 话务量在几亿分钟以上。 组建这样的大网，采用h .3 2 3 技术是合适的选择。 s i p ( s e s s i o n i n i t i a t i o n p ro t o c o l ) 协议是由i e t f 提出 并大力倡导的， 其发展 在美国十分热门。 这是因为: 一是美国的互联网技术发展很快; 二是s i p 技术发 展初期的实现条件比较简单。在美国充分开放的电信环境下，简单能带来巨大 的创新诱惑和想象空间，因此吸引了美国国内一批设备制造商和新兴运营商、 服务商投入大量财力和精力。 s i p 技术基本上是基于动态i n t e r n e t 模式来建网的， 它的网络不是一个多层次的网络，而是一个扁平的单层次网络，呼叫流程与 p s t n网有所不同。例如，用户呼叫天津地区号码0 2 2 ，那么在以h . 3 2 3 标准组 建的v o i p 网上，它首先考虑如何将这个呼叫送到天津，然后再送达目的地， 其 寻址、 组网方式与传统电 话网极其相似。 但在s i p网上则靠动态数据库的方式来 寻址，甚至可以没有长途和短途之分。s i p模式的优点是与i n t e r n e t 紧密结合， 适于开发新的、与互联网结合的语音应用，其缺点是在组网、管理、运营、计 费方面的考虑还有待成熟， 在与传统p s t n网的互联互通方面对一些非正常情况 的处理也有待完善，在组建v o i p 大网的实践方面，仍有待积累经验。 应该说， 在我国和东南亚国家选用h .3 2 3 技术标准来组建v o i p网是适宜的。 这是因为，这些国家的电话普及率偏低，基本通话业务的需求还在快速增长。 这就意味着在相当长的一段时间内，话音业务仍会按传统的运营和管理体制来 运行，这就需要v o i p网具有与传统电信网接近的呼叫流程和处理机制，具有很 好的扩容性、可管理性、 可运营性， 与现有的p s t n网有较好的互通性。 美国国 情与中国不同， 美国的电话普及率已 达9 0 %， 互联网发展十分迅速， 因此在v o i d 上的策略是更注重作为互联网的增值应用。值得注意的是组建一个互联网的增 值业务网与组建一个电信级v o i p 大网概念是不同的。 软交换是n g n ( n e x t g e n e r a t i o n n e t w o r k i n g ) 的 核 心设备。 基于 软交换思 想，目 前已出现了融合媒体网关控制器、 h .3 2 3 协议中网守以及其它设备功能的 软交换设备。采用这种软交换设备构建的网络也可以提供ep电话业务，但由于 这种综合性设备不适合规模运营，基于软交换设备的i p电话网络自 产生至今始 终存在争议，一直没有被认为是构建i p电话网络体系的独立标准。目 前国内开 展的软交换实验也基本停留在单域、小规模的验证上，一些问 题还有待研究。 基于以上几点分析，本文选用h . 3 2 3 协议也就顺理成章了。 第二 章 m y - g k体系结构设计 频信号， 也可以同时选择支持c c 7 2 2 , g 7 2 8 , g 7 2 9 , g 7 2 3 . 1 . m p g e - 1 音频编 码。 实际通信时， 通过h .2 4 5 协议中的能力交换过程， 发送方和接收方间协商决 定使用何种编码方式处理数据。 终端应该可以 按不对称方式工作， 例如按g 7 2 3 . 1 编码发送，按g7 2 9 编码接收。 为了提高网络传输资源的利用率，经过编码生成的多个音/ 视频数据帧装入 一 个r t p ( r e a l t im e t r a n s p o rt p r o t o c o l 实时 传 输协议) 报文 中 发 送。 为了 消除 接收信号的延时抖动和保证多 种媒体信号间的同步， 在h .3 2 3 终端中设置“ 接收 通路延时”这一缓冲装置解决相关问题。 系统控制功能是h . 3 2 3 终端的核心， 它为终端接入系统并在交互媒体信息前 进行正确操作提供控制。 控制分三部分:r a s控制使终端通过网守接入系统， 从而接受管理并使用服务;呼叫控制的作用是在终端间建立、维护及拆除呼叫 联系， 并启动或终结h .2 4 5 控制: h .2 4 5 控制负责打开/ 关闭终端用于媒体流传输 的 信道、 设定参数及与另一端协商收发处理能力等。 h .2 2 5 .0协议定义了 r a s 控制和呼叫控制的功能，描述控制过程及所用信令类型和格式。 2 . 2 . 2 网关 网关是h . 3 2 3 系统中的可选部件， 也是h .3 2 3 的端点设备。 其最通用功能是 在h . 3 2 3 终端与其它类型终端的交互过程中执行转换服务， 转换的内容不仅包括 媒体信息编码， 还包括通信协议信令。 图2 .3 表示了h .3 2 3 终端通过网关与其它 终端的互操作. 图2 3 h . 3 2 3 终端通过网 关与其它终端的互操作性 第二章 m y - g k体系结构设计 从图2 . 3 可以看出，h . 3 2 3 网关的主要应用有: i . 负责与g s t n的v7 0 终端和h .3 2 4 终端建立连接。 2 . 通过基于n - i s d n的电路交换网络，与远端的h . 3 2 0 终端建立连接。 3 . 通过b - i s d n网络与远端的h . 3 2 1 终端建立连接. 另外， 网关除了负责h .3 2 3 终端与现有网络终端的互通外， 为了绕开路由器 瓶颈或某一段低带宽链路， 网关也可以为处于不同网段的两个h .3 2 3 终端提供旁 路通信通道，即h . 3 2 3 终端网关 h .3 2 3 终端。 2 . 2 .3 网守 网 守( g k ) 是h .3 2 3 系统网 络中 一个实体3 ，它可以为h . 3 2 3 的 终端、网 关和m c u提供地址解析、呼叫接入控制、带宽管理、 端点定位等服务。 网守不 能发起呼叫， 但可参与呼叫控制， 是可寻址的h . 3 2 3 实体。 在h .3 2 3 系统中， 网 守是可选部件，而在实际运营的i p电话系统中，它是一个不可缺少的重要管理 部件。 网守 在逻辑上独立于端点， 然而在物理实现上， 可以共存于终端、 m c u , 网关、 mc 、 或其它非h . 3 2 3网络设备中，如本文设计的my g k软件系统运行 在p c机或专用服务器上. 当网守存在于h .3 2 3 系统中时，以下5 项是其必须提供的服务: 地址解析:网守必须可以进行别名地址到传输地址的转换，这种转换可以 通网守系统维护的转换表来实现。 接入控制: 网守必须能 够采用r a s 的a r q , a c f , a r j 消息来批准或拒绝 端点接入系统网络。本功能需求依赖于呼叫授权、剩余带宽、以及其它某些由 生产厂商规定的准则，但也可以是零功能，即允许所有请求接入。 带宽 控制:网守必须能够支持r a s 的b r q , b r j , b c f 消息来控制带宽. 但依赖于带宽管理，不过也可以 不对带宽加以控制而接受所有带宽改变请求。 注册管理:注册管理主要负责终端 ( 网关情况相同)向网守或下级网守向 上级网守的注册或取消注册。 域管理:域管理指为已注册到网守的终端、mc u和网关等设备提供上述功 能服务。 i p电话网络的拓扑结构复杂，网守实现时必须能够适应各种网络结构 环境，即能支持单域，也能支持多域。在多域情况下，各域既可以建立平等和 直接的联系，也可注册到上级g k形成层次管理. 第二章 m y g k体系结构设计 h .3 2 3 标准除定义了网守必须提供的服务， 下面6 项功能是协议规定的可选 服务，不过在实际设计网守系统时 ( my g k )这些功能需求又是必可少的: 呼叫控制信令:网守可以决定是否由自己 控制呼叫信令的完成，也可以选 择由 终端自 行处理呼叫信令，即命令终端相互之间直接连接呼叫信令信道。采 用终端自 行处理呼叫控制信令，网守可以避免处理h .2 2 5 .0 呼叫控制信号. 呼叫授权:通过使用h .2 2 5 .0 信令，网守可以拒绝一个未授权终端的呼叫。 拒绝的原因包括对特定终端或网关的使用权限制或对某些时段的使用权限制， 但并不只局限在这两个方面。 带宽管理:这项服务主要用来控制允许同时接入网络的h .3 2 3 终端的数量， 即通过使用h .2 2 5 .0 信令，网守可以由于带宽受限而拒绝某终端的呼叫接入。 不 过这可能也是一项无效的功能，即允许所有的终端接入。 呼叫管理:网守可能维持了一个正在进行中的 h .3 2 3呼叫列表，列表信息 会指示一个被呼叫的终端状态( 如是否占 线) ， 并可以 为带宽管理功能提供服务. 别名地址修改:如果网守在一个a c f 中返回一个别名地址， 端点必须在建 立连接时使用该别名地址。 拔号数字转换: 网守可以 将拔号数字转换为一个e . 1 6 4 号码或一个专用网络 号码，实现终端间的电话号码拨叫。 上述 1 1 项功能服务是h .3 2 3 标准为网守定义的基本服务， my - g k系统进行 需求分析时将对网守的基本服务和扩展功能做进一步描述。 第三节h .3 2 3 协议 h . 3 2 3 标准是一个框架性协议，是一组具体协议的统称，包括h .2 2 5 .0 协议 中的r a s ( r e g i s t r a t i o n , a d m i s s i o n a n d s t a t u s ) 协议、 q .9 3 1 部分、 h .2 4 5 控制协 议、 r t p / r t c p ( r e a l t i m e p r o t o c o l/ r e a l t i m e c o n t r o l p r o t o c o l ) 以 及音 / 视频编解 码协 议3 。 该标准己 在 工业界 广为 采用， 是i p电 话系统 最重 要的 技术 基 础， 也 是各厂商设备互通的技术依据，本节将对该协议做比较详尽的阐述。 2 . 3 . 1 h . 3 2 3 协议与t c p / i p 协议之间的层次关系 在 t c p / i p协议的四层体系结构中，h .3 2 3 协议位于最高层，属于应用层的 第二章 my - g k体系结构设计 控制协议。h . 3 2 3 协议与t c p / e p 协议的层次关系如表2 . 1 所示 表2 . 1 e l 3 2 3 与t c p / i p 的层次关系 音视频编解码协议终端控制和管理协议数据应用 音频编 解 码 g . 7 x x 视频编 解 码 h . 2 6 x h . 2 2 5 . 0 r 冉 5 h . 2 2 5 . 0 呼叫控制 h . 2 4 5 媒体信 道控制 t . 1 2 0 系列 r t p / r t c p 传输层 ( u d p )传输层 ( t c p ) 网络层 ( i p . i c h p 和 i g m p ) 链路层 ( 以 太网、令牌环网、 p d d i . i e e e 8 0 2 . 3 等) 由表2 . 1 可知， h . 3 2 3 协议是基于p b n制定的， 协议栈的下面两层就是p b n 的底层协议。传输层u d p 协议用于传送实时媒体流以及传送终端与网守之间交 换的信令， t c p 协议负责传送呼叫控制和媒体信 道控制信令以 及数据 信号。 h .2 2 5 .0 和h .2 4 5 是h . 3 2 3 协议栈的核心协议， 前者主要用于端点与网守间 的通信以 及呼叫控制，后者用于建立媒体信道， 控制媒体流的传输，具体协议 过程将在后面几节中详细论述。 r t p / r t c p用于传送音/ 视频信息， 音频编解码协议有g7 1 1 , g 7 2 2 , g 7 2 3 . 1 , g7 2 8 , g7 2 9 等，用于视频编解码的有h .2 6 1 和h .2 6 3 等协议。t . 1 2 0 负责实时 数据传输。 2 . 3 . 2 音/ 视频编解码协议 音频编解码采用相应的g系列协议， 其中g 7 1 1 ( p c m 一 脉冲编码调 制) 为必 备的编码方式，其余为任选方式，目 前e p 电话最常用的是g 7 2 9 a和g 7 2 3 . 1 . 这些实时音频编码信号封装在r t p协议分组中， 以提供定时信息和数据报序号， 供接收端重 组信号， 其作 用类 似a t m ( a s y n c h r o n o u s t r a n s f e r m o d e 异步 传 输 模 式)中的a a l i . r t c p 协议提供q o s 监视功能， 它是r t p 协议的 一部分. 需 要指出的是， r t i ， 虽然名为实时协议， 但只是提供了实时应用的适配功能和质 量监视手段，并不提供机制保证信号的及时传送， 也不能确保q o s . 视频编解码采用相应的h系列协议， 如h .2 6 1 , h .2 6 3 等协议。 第二章 m y - g k体系结构设计 2 .3 . 3 r a s 信令协议 r a s( 注册、 接入和状态) 信令协议是利用h .2 2 5 .0 消息来执行在端点和网 守之间的注册、接入、带宽改变、状态以及脱离过程。r a s信令信道独立于呼 叫信令信道和h .2 4 5 控制信道， 是不可靠的信道。 在没有网守的网络环境中， 不 使用r a s 信令信道。 包含一个网守的网络环境中，要在端点之间任何其它信道 建立前首先打开端点和网守之间的r a s信令信道。为了清楚表示 my g k处理 的r a s信令信道消息，本文对处理的所有 r a s信令消息做了归纳总结，如表 2 .2 所示. 表2 .2 r a s 协议定 义的 信令消 总 过程消息n自 me消息名 网守发现 g r q ccf grj g a t e k e e p e r r e q u e s t g a t e k e e p e rc o n f i r m g a t e k e e p e r r e j e c t 网守发现请求 网守发现确认 网守发现拒绝 端点注册 r r q rcf r r j u r q uc f ur j r e g i s t r a t i o n r e q u e s t r e g i s t r a t i o n c o n fi r m r e g i s t r a t i o n r e j e c t u n r e g i s t r a t i o n r e q u e s t u n r e g i s tr a t i o n c o n f r r m u n r e g i s t r a t i o n r e j e c t 注册请求 注册确认 注册拒绝 注销请求 注销确认 注销拒绝 端点定位 l r q l cf l rj l o c a t i o n r e q u e s t l o c a t i o n c o n f i r m l o c a t i o n r e j e c t 端点定位请求 端点定位确认 端点定位拒绝 呼叫接入 a r q acf arj a d m i s s i o n r e q u e s t a d m i s s i o n c o n f i r m a d m i s s io n r e j e c t 呼叫 接入请求 呼叫接入确认 呼叫接入拒绝 呼叫脱离 d r q dcf dr .i d i s e n g a g e r e q u e s t d is e n g a g e c o n f ir r n d i s e n g a g e r e j e c t 呼叫脱离请求 呼叫脱离确认 呼叫脱离拒绝 带宽改变 b r q bcf br1 b a n d w i d t h r e q u e s t b a n d wi d t h c o n f i r m b a n d w i d t h r e j e c t 带宽改变请求 带宽改变确认 带宽改变拒绝 状态查询i r q i rk i n f o r e q u e s t i n f o r e q u e s t a c k 信息请求 信息请求响应 网关资源指示 rai r ac r e s o u r c e av a i l a b l e l n d i c a t e r e s o u r c e a v a i l a b l e co n f i n n 网 关资 源可用性指示 网关资源可用性确认 第二章 my - g k体系结构设计 r a s信令信道通过在端点和网守之间传递上表中列出的各种消息，完成 r a s协议定义的网守发现、端点注册、端点定位等服务过程，对这些服务过程 的处理是m y - g k系统体系结构设计时必须考虑的，在2 .5 节中将分析my g k 对这些功能过程的处理。 2 . 3 . 4 h .2 2 5 . 0 呼叫信令协议 h .2 2 5 .0 的 呼 叫 控 制 协 议 消 息 14 1 主 要 取自 q .9 3 1 和q .9 3 2 协 议 ， q .9 3 1 和q .9 3 2 是i s d n的标准，之所以被直接借用，是为了加快h .2 2 5 .0 协议制定的 速度、保 证可靠性且便于与s c n的互通.h .2 2 5 .0 的呼叫控制协议按h .3 2 3 协议的要求， 在q .9 3 1 和q .9 3 2 协议的 基 础上 对信 令过 程做了 筛选， 增补了 信 令消息中 用户 用户信息 单元。 j u i e ) 的内 容， 并 对消息中其它某些字段 编码 和定义 进行了 扩充和界定。 由 于本文主要论述h .3 2 3 协议标准， 对原q .9 3 1 / q .9 3 2 的消息不做 具体介绍， 下面只将h .2 2 5 .0 协议借鉴改进q .9 3 1 / q .9 3 2 的呼叫 控制 信令消息进 行说明，如表2 . 3 所示。 表2 .3 h .2 2 5 . 0 呼叫信令消息 ( 注: m -必备消息 a 一 可选消息) 消息类型消息名消息性质 呼叫建立消息 s e t u p( 建立) a le r tin g( 提醒) c o n n e c t ( 连接) s e t u p a c k n o w l e d g e ( 建 立确认) c al l p r o c e e d 吨 ( 呼叫 进行中) p r o g r e s s( 进展) m m m o o o 呼叫清除消息 r e l e a s e c o m p le te ( 清除 完 毕) m 其他消息 s t a t u s( 状态) s t a t u s i n q u ir e ( 状态查 询) i n f o r m a t i o n( 信息) n o t if y( 通知) m o o 0 q .9 3 2 消息f a c il it y( 性 能) u s e r i n f