（通信与信息系统专业论文）基于h248的mgc实验系统的设计与实现.pdf

重庆邮电大学硕士论文摘要 摘要 软交换技术是下一代通信网络解决方案的焦点之一，已经被大量应用于现有的 商用通信网络中。h 2 4 8 协议和s i p 协议同为软交换网络的两大核心协议，已成为 电信领域的研究热点。h 2 4 8 协议是一种已经被大量应用的媒体网关控制协议，在 电路交换向软交换的演进过程中，发挥着不可替代的作用。本文是在软交换网络应 用越来越广泛，并且当前各大高校的教学实验课程从验证型向研究型转变的背景下， 通过对软交换中的h 2 4 8 协议进行研究，实现了一个基于h 2 4 8 协议的专为应用于 教学实验而设计的媒体网关控制器( m g c ) 。 本文首先分析软交换的相关背景知识和软交换实验系统的现状，然后介绍 h 2 4 8 协议的起源、连接模型、消息结构、命令、描述符、基本信令流程和媒体网 关控制器等。在此基础上，分析系统的需求并对系统进行整体的框架设计，然后对 总体框架内的各个模块进行详细的设计和实现。最后，在实际的局域网环境中，对 系统的各项功能和性能进行测试，验证系统是否达到既定的设计目标。 本文设计和实现的基于h 2 4 8 协议的m g c 实验系统，是在w i n d o w s 操作系统 下采用c + + 语言编写的开源的系统，具有结构简单清晰、成本低廉和能进行二次开 发等特点，能够支持h 2 4 8 协议的基本功能，系统之间可以相互通信，并能接入现 有的软交换教学实验系统中。本系统既可应用于缺少h 2 4 8 协议支持能力的软交换 实验系统中，也可进行独立的实验系统开发，有助于降低部门的开发成本，提高工 作效率，适合目前应用的需要。 关键词：下一代通信网络，软交换，h 2 4 8 ，s i p ，媒体网关控制器 重庆邮电大学硕士论文a b s t r a c t a b s t r a c t s o f t s w i t c ht e c h n o l o g yi so n eo ft h ek e ys o l u t i o n so f n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k , a n d h a sb e e nw i d e l yu s e di nt h ee x i s t i n gc o m m e r c i a lc o m m u n i c a t i o n sn e t w o r k s b o t hh 2 4 8 p r o t o c o la n ds i pp r o t o c o la r et h ec o r ep r o t o c o l so fs o f l s w i t c hn e t w o r k ，a n dh a v eb e c o m e h o t p o i n t si nt h er e s e a r c hf i e l do f t e l e c o m h 2 4 8p r o t o c o li sak i n do ft h em e d i ag a t e w a y c o n t r o lp r o t o c o lt h a th a sb e e nw i d e l yu s e d , a n dp l a y sa ni r r e p l a c e a b l er o l ei nt h e e v o l u t i o np r o c e s so ft h ec h a n g i n gf o r mc i r c u i ts w i t c h i n gt os o f t s w i t c h n o w a d a y s ，t h e s o w i t c hn e t w o r ki su s e dm o r ew i d e l ya n dt h et e a c h i n ge x p e r i m e n tc u r r i c u l u mo f m a j o r f a m o u su n i v e r s i t i e si st r a n s f o r m i n gf r o mt e s t i n gt y p et or e s e a r c h i n gt y p e ；u n d e rs u c h b a c k g r o u n d ，t h i sp a p e ri m p l e m e n t sam e d i ag a t e w a yc o n t r o l l e r ( m g c ) b a s e do nh 2 4 8 p r o t o c o l ，w h i c hi sd e s i g n e de s p e c i a l l yf o ra p p l i c a t i o ni nt h ee x p e r i m e n t a lt e a c h i n g t h i sp a p e rf i r s t l ya n a l y s e st h eb a c k g r o u n do fs o r s w i t c ha n dp r e s e n t ss i t u a t i o no f s o f t s w i t c he x p e r i m e n ts y s t e m ，a n dt h e nd e s c r i b e st h e o d g i no fh 2 4 8p r o t o c o l ，t h e c o n n e c t i o nm o d e l ，m e s s a g es t r u c t u r e ，c o m m a n d s ，d e s c r i p t o r s ，b a s i cs i g n a lp r o c e s s e s ， m e d i a g a t e w a yc o n t r o l l e ra n d s oo n o nt h eb a s i s ，w ea n a l y s i st h er e q u i r e m e n to ft h i s s y s t e ma n dd e s i g nt h eo v e r a l lf i 碰n e w o r k ，t h e nw ed e s i g na n di m p l e m e n te v e r ym o d u l eo f t h eo v e r a l lf r a m e w o r ki nd e t a i l f i n a l l y , i nt h ea c t u a ll o c a la r e an e t w o r ke n v i r o n m e n t , w e t e s tt h ef u n c t i o n sa n dp e r f o r m a n c eo ft h i ss y s t e ma n dv e r i f yw h e t h e ri ta c h i e v e st h e d e s i g ng o a l so rn o t t h i sp a p e rp r e s e n t st h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fm g ce x p e r i m e n ts y s t e m b a s e do nh 2 4 8 ，w h i c hi st h eo p e ns o u r c es y s t e mu s i n gc + + l a n g u a g eu n d e rw i n d o w s o p e r a t i n gs y s t e m i to w n sc l e a ra n ds i m p l es t r u c t u r e ，l o wc o s ta n dc a nb eu s e df o r s e c o n d a r yd e v e l o p m e n t b e s i d e si ts u p p o r t st h eb a s i cf u n c t i o n so fh 2 4 8p r o t o c o l ，m a k e s d i f f e r e n ts y s t e m sc o m m u n i c a t e 、 r i me a c ho t h e ra n dh a sa na c c e s st ot h e e x i s t i n g s o t k v i t c ht e a c h i n ge x p e r i m e n ts y s t e m t h i ss y s t e mc a nb ea p p l i e do nt h es o f t s w i t c h e x p e r i m e n ts y s t e mt h a tc a n n o ts u p p o r th 2 4 8p r o t o c o l ，a n di tc a nu n d e r t a k ed e v e l o p m e n t o fi n d e p e n d e n te x p e r i m e n ts y s t e m , c o n t r i b u t i n gt ol o wc o s to fd e p a r t m e n ta n de n h a n c i n g w o r ke f f i c i e n c y s oi ti ss u i t a b l ef o rt h en e e d so fc u r r e n ta p p l i c a t i o n k e y w o r d s ：n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k , s o f l s w i t c h , h 2 4 8 ，s i p ，m e d i ag a t e w a yc o n t r o l l e r i i 重庆邮电大学硕士论文插图和附表清单 插图和附表清单 插图清单： 图2 1 网关分离功能模型图。5 图2 2h 2 4 8 协议在软交换网络中的位置图6 图2 3 协议的连接模型图7 图2 4h 2 4 8 协议栈结构图8 图2 5h 2 4 8 协议的消息结构图8 图2 6 注册及初始化流程图。1 2 图2 7h 2 4 8 协议呼叫建立和释放流程图1 3 图2 8m g c 在n g n 网络中的位置图1 6 图4 1 系统的总体架构图2 1 图4 2 系统的层次结构图2 l 图4 3 系统模块总架构图2 2 图4 4 子系统间的通信图2 3 图5 1 主控制模块的实现流程图2 5 图5 2 子系统流程图2 6 图5 3 传输层子系统模块结构图2 7 图5 4h 2 4 8 消息接收模块的实现流程图2 7 图5 5 分析子系统结构图2 8 图5 6 分析子系统的实现流程图2 9 图5 7a p g 解析实现流程图3 0 图5 8 终端控制子系统结构图3l 图5 9h 2 4 8 终端控制模块的实现流程图3 2 图5 1 0 呼叫控制子系统结构图3 3 图5 1 1h 2 4 8 呼叫控制模块的实现流程图3 4 图5 1 2 状态机模块结构图3 5 图5 1 3h 2 4 8 状态机的状态迁移图3 6 图5 1 4 公共状态机的状态迁移图3 7 图5 15h 2 4 8 协议状态机协调图3 8 图5 1 6h 2 4 8 呼叫状态实现流程图3 9 图5 1 7 定时器子系统结构图4 0 图5 1 8 定时器子系统的实现流程图4 0 v 1 重庆邮电大学硕士论文 插图和附表清单 图5 1 9 数据子系统结构图4 1 图5 2 0 数据库模块结构图4 2 图5 2 1 数据库子系统实现流程图4 2 图5 2 2 呼叫数据的处理流程图4 3 图5 2 3 超时数据处理流程图4 3 图5 2 4h 2 4 8 和s i p 协议互通的总体设计图4 5 图5 2 5h 2 4 8 与s i p 协议互通的状态机模块结构图4 6 图6 1 测试网络拓扑图4 7 图6 2h 2 4 8 功能测试网络图4 9 图6 3 注册初始化测试结果数据包及流程图5 0 图6 4 心跳功能和超时重传功能测试结果数据包及流程图5 1 图6 5 呼叫建立和释放测试结果数据包和流程图5 2 图6 6m g c 系统间功能互通测试网络图5 3 图6 7m g c 系统之间用户呼叫建立测试结果数据包及流程图5 4 图6 8m g c 系统间呼叫释放测试结果数据包及流程图5 5 图6 9 接入软交换实验系统测试网络图5 6 图6 1 0 接入实验服务器的注册数据包图5 6 图6 1 1m g c 系统捕获的数据包和流程图5 7 图6 1 2 实验服务器捕获的数据包和流程图5 8 图6 1 3 设置呼叫跟踪条件图5 9 图6 1 4 信令跟踪图5 9 图6 15 信令流程图6 0 图6 1 6 性能测试网络图6 0 图6 1 7 主叫同时摘机捕获的数据包图。6 1 附表清单： 表2 1h 2 4 8 协议的命令l o 表2 2h 2 4 8 协议的描述符1 1 表5 1 控制子系统命令处理分类3 0 表6 1 常规性功能测试结果5 3 表6 2 性能测试结果6 2 o 重庆邮电大学硕士论文第一章绪论 1 1 论文选题背景 第一章绪论弟一早三百y 匕 近年来，移动通信和i n t e m e t 高速发展，移动话音、p 话音、即时通信等现代通 信方式对传统p s t n 语音产生了巨大的冲击，单纯的语音业务已明显不能满足用户的 业务需求【l j 。因此，为了适应高质量通信业务的需求，下一代网络( n g n ，n e x t g e n e r a t i o nn e t w o r k ) 应运而生。n g n 技术的出现给电信行业带来了新的希望，被人 们认为这是一次新的电信革命【2 】。从广义上来说，n g n 是指不同于这一代，以数据 为中心，基于开放的网络架构，提供包括语音、数据、多媒体等多种业务融合的网 络体系。但是，广义的n g n 只是一个虚的概念，人们更多的是使用狭义的概念，即 n g n 特指以软交换为核心，光连网为基础，兼容所有三网技术的开放体系架构，现 阶段所说的n g n 通常指狭义的基于软交换的n g 3 1 。 基于软交换技术的下一代n g n 网络是业务驱动的网络，通过呼叫控制、媒体交 换及承载的分离，实现了开放的分层架构，各层次网络单元通过标准的协议互通， 可以各自独立演进，以适应未来技术的发展。利用软交换技术，全球服务提供商和 运营商能够优化他们的网络，并且能够提供新的业务和应用来获取新的利润【4 】。目 前，国内的三大运营商移动、电信和联通，都大量铺设了以软交换技术为主的 下一代网络( n o n ) ，基本上解决了传统网络中存在的各种缺陷，并在相当长的一段 时间内能够满足客户对各种高质量业务的需求【5 1 。 s i p 协议和h 2 4 8 协议是下一代软交换网络的两个核心协议，它们各具有不同的 协议特性，在各自的应用领域中都具有不可替代的技术优越性【6 】。s i p 协议是一种由 互联网工程任务组( m t f ) 于1 9 9 9 年提出的基于口网络的实时通信应用协议，主要应 用在对等的网络实体中 7 1 。h 2 4 8 协议又日q m e g a c o 协议，是媒体网关控制器( m g c ) 与媒体网关( 1 讧g ) 之间的一种媒体网关控制协议，由国际电信联盟远程通信标准化组 织( r r u t ) 和t f 共同研究的结果，主要应用在分层的网络架构中，是一种主从式结 构的协议。 h 2 4 8 协议继承了m g c p 等传统媒体网关控制协议的优点，并结合了软交换的控 制与承载相分离的特点，使得它在n g n 软交换网络中占有重要的地位。它可以应用 于s c n ( s w i t c h e dc i r c u i tn e t w o r k ) 、i p 、a t m 、有线电视网或其他可能的电路或分组 网络中任何两种或多种网络之间的媒体网关控制协议。h 2 4 8 报文本身可以承载在任 何类型的分组网络上，例如i p 、a t m 等。相比于传统的m g c p 等协议，h 2 4 8 协议能 够支持更多的传输协议，并且提供更多的应用层支持，管理也更为简单。 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 在现有的商用网络中，h 2 4 8 协议已经得到了广泛的应用。如目前国内使用的第 三代移动通信系统，基本上都是3 g p pr 4 版本的软交换网络，在此网络架构中，h 2 4 8 协议作为一种媒体网关控制协议，被广泛应用于控制层的软交换( 1 v i s cs e r v e r ) 和接 入层的媒体网关( m g w ) 之间，并已经显露出有取代其它媒体网关控制协议的趋势。 而且，h 2 4 8 协议应用于商用的同时，也在持续的版本更新中，以适应通信网络技术 的高速发展潮流。 由此可见，h 2 4 8 协议作为下一代n g n 软交换网络中重要的应用协议之一，必 将被广泛的应用。 1 2 研究的现状 软交换技术是下一代通信网络解决方案的焦点之一，各大厂商制造的软交换设 备已经相当成熟并被广泛的应用于各种通信网络中，各大院校的交换原理或各种通 信技术课程中也都增加了软交换的内科引，但是，能供学生使用的软交换实验系统 的平台还是相当有限。 目前，在网上公布的实验系统主要有北京万控有限公司的j h k y i 型软交换综 合实验系统和重庆邮电大学移动互联网研究所实验室研发的软交换教学实验系统， 它们可以让学生深入分析网络协议标准，呼叫信令流程，以及下一代软交换核心标 准的s i p 协议。但是，这些实验系统仅仅支持s i p 协议，功能过于简单，不能让学 生很好的学习整个软交换网络的信令控制过程。 另外，除了只支持s i p 协议的实验系统外，还有一些社会商业应用和教学实验 兼顾的软交换实验系统，如中兴的z x s s l 0s s l 软交换实验系统。它们的功能一般 都比较齐全，包含的协议也很多，如s i p 、h 2 4 8 等，可以让学生很好的学习软交换 的相关知识。但是，因为它们要兼顾社会商业应用，所以设备相当复杂，操作起来 很困难，价格也昂贵。 总的来说，到目前为止，现有的软交换实验系统，要么就是只支持s i p 协议的 简单实验系统，要么就是价格昂贵的兼顾商业利益的实验系统，都没能很好的为学 生提供学习软交换知识的平台。而且各厂家为了自身的商业利益，都没有向学生提 供开放的或大部分开放的代码，大部分软交换实验控制设备也不能够在常用的电脑 上运行和操作。在协议的支持上，大部分实验系统都支持s i p 协议，但是，对于与 s i p 协议的实现机制和应用目标都不同的h 2 4 8 协议，则相对较少。况且，目前还 没有专门针对教学实验的、便宜的、在普通电脑上就能运行和操作的支持h 2 4 8 协 议的实验系统。 2 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 1 3 论文主要工作 针对软交换实验系统的背景和现状，选用比较有代表性的、在现实通信网 络中应用得比较广的h 2 4 8 协议，设计和实现专门针对教学实验的一种软交换 机媒体网关控制器( m g c ) 。 本m g c 实验系统需要达到的主要功能目标如下： 能够独立的完成多个基于h 2 4 8 协议的用户之间同时进行的基本呼叫。 作为一个独立的媒体网关控制器，具备如心跳功能、注册功能、初始化功能 和超时重传功能等常用的功能。 媒体网关控制器能够与其它的媒体网关控制器、s i p 服务器等进行通信，具 有网络扩展能力。 具备添加扩展实验项目功能，为在软交换实验平台上添加h 2 4 8 协议的各种 实验项目做好准备，同时能够接入现有的软交换教学实验系统中。 为了实现以上目标，本文利用计算机完成媒体网关控制器、使用局域网作为 传送承载网、使用l a d 网关作为接入部分来完成软交换网络的组建。可以看出， 重点在于设计并实现媒体网关控制器，本文的主要工作描述如下： 现状分析：深入了解h 2 4 8 协议的相关实现代码，为实现媒体网关控制器做 好准备。 方案设计：本系统选用开源的a b n f 解析器( a p ga b n fp a r s e rg e n e r a t o r ) 来进行h 2 4 8 和s i p 协议的底层解析，在w i n d o w s 操作系统下，使用c + + 语言实 现媒体网控制器的系统软件开发。并详细阐述系统各模块的具体功能和设计流程。 开发实现：根据设计思路，按照软件工程的方法进行软件开发实现，重点论 述媒体网关控制器软件系统的详细设计与实现。 测试验证：根据设定的网络环境，测试既定的设计目标，并对测试结果进行 详细分析。 1 4 论文组织结构 本论文组织结构如下： 第一章：分析h 2 4 8 协议在n g n 软交换网络中的重要地位和市场前景； 阐述软交换实验系统的现状及基于h 2 4 8 协议的媒体网关控制器( m g c ) 实验系 统的意义；列出本文的主要工作；最后阐述论文的组织结构。 第二章：介绍h 2 4 8 协议的起源、相关概念、常用流程等，并简要介绍媒 体网关控制器的作用和特点。 3 重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论 第三章：详细阐述系统的设计目标、功能、运行环境和开发所涉及的主要 技术，完成系统的需求分析。 第四章：介绍系统的总体设计，简要说明各功能模块之间的联系。 第五章：根据第四章的系统总体设计，对各个功能模块进行详细的设计和 实现，并根据h 2 4 8 协议的设计思想，简要说明h 2 4 8 协议与s 1 p 协议互通的 实现方式。 第六章：搭建测试环境，测试系统的功能和性能，并分析测试结果。 第七章：总结本文所做的工作，并提出下一步的研究开发方向。 4 重庆邮电大学硕士论文第二章h 2 4 8 协议 2 ih 2 4 8 协议的起源 第二章h 2 4 8 协议 未来的信息通信网络朝着技术整合、业务整合、网络融合的方向发展，其中口 网络和电信网络的融合已经成为势不可挡的趋势t 9 。i p 网络除了能提供经济的语音 数据服务外，还能满足融合、易于扩展、稳定、便于管理、安全以及可全球接入等 的要求。虽然p s t n 符合上述条件，但i p 网络能够以更高的标准达到这些要求，并且 只需花费传统交换网2 0 的费用【m 】。另一方面，p s t n 基础设施仍然很完善，包含众 多的用户。因此，为了能让这些用户使用p 网络来提供服务，需要提供不同网络之 间互通的网关设备【1 1 】。 传统的网关如基于h 3 2 3 体系的第一代p 电话网关，包含媒体变换、信令转换、 呼叫控制等众多功能，网关相当复杂，而且网络的可扩展性、安全性和组网的灵活 性等方面都存在很大的问题，对于口电话系统的大规模部署也造成了很大的制约【1 2 1 。 因此，提出了将业务、控制和信令相分离的概念，即将m 电话网关分离成信令网关 ( s g ) 、媒体网关( m g ) 和媒体网关控制器( m g c ) 三部分【1 3 】，它的分离模型如图2 1 所 示。其中，m g 负责媒体格式的转换，完成p s t n 网络和p 网络两侧的通信；s g 负责 信令底层的转换，即从t d m 电路传送转变为疋网络中的传送方式；m g c 又称软交换 ( s o t t s w i t c h ) ，负责根据收到的信令控制m g 的连接建立和释放f 1 2 】【1 4 】【1 5 】。 g k g k 争 篾器曩控制n 艮髟s i g t r a n 夕 吨 h 2 4 8 簦麓媒体k 音拶 礤 m g i p 终剜 图2 1 网关分离功能模型图 在分布式的网络架构中，媒体网关控制器与信令网关使用最多的是s i g t r a n 协 议来传送信令，而媒体网关控制器则是通过使用如m g c p 、h 2 4 8 等媒体控制协议来 实现对媒体网关进行控制。m g c p 协议是由i e t f 在较早的时候定义的，以实现媒体 网关控制器和媒体网关之间的控制接口，而h 2 4 8 协议则是在m g c p 协议的基础上， 由n u t 和i e t f ( i e t f 称h 2 4 8 协议为m e g a c o 协议) 在2 0 0 0 年1 1 月联合推出【1 6 j 。h 2 4 8 协议继承了m g c p 的所有优点，并在业务提供、高可靠性、q o s 和可维护性等方面进 5 重庆邮电大学硕士论文 第二章h 2 4 8 协议 行了很多改进，使其能很好地适应下一代网络的需要。 2 2h 2 4 8 协议的介绍 2 2 1 协议在软交换网络中的位置 h 2 4 8 协议是一种用于媒体网关控制器( m g c ) 与媒体网关( m g ) 之间的主从式结 构的标准接口协议。它提供了m g c 在呼叫处理过程中，控制媒体网关的各类静态 及动态资源( i p a t m t d m ) 的能力( 包括终端属性、终端连接交换关系及其承载的媒 体流) ，还提供了独立于呼叫的媒体网关状态维护与管理的能力【1 7 】。 在软交换网络中，可将整个网络分为4 层：业务层、控制层、传送层、接入层 【l 引。h 2 4 8 协议用于控制层的媒体网关控制器0 讧c - c ) 设备，通过传送层的i p 网络， 控制接入层的各类网关设备，实现软交换网络的控制与承载的分离【1 9 】。h 2 4 8 协议 在软交换网络中的典型应用如图2 2 所示。 业务层 2 2 2 连接模型 控制层 传送层 接入层 图2 2h 2 4 8 协议在软交换网络中的位置图 连接模型用于描述媒体网关中的逻辑单元或实体，这些逻辑单元或实体由媒体 网关控制器( m g c ) 来控制【2 0 l 。在h 2 4 8 协议中，终结点( t e r m i n a t i o n ) 和关联( c o n t e x t ) 是连接模型中定义的两个主要抽象对象。 终结点表示发起或接收一个或多个媒体流的逻辑实体。终结点可分为半永久性 终结点和临时性终结点，其中半永久性终结点表示物理实体的终结点，如标识t d m 通路的终结点，它在网关中永远存在；临时性终结点表示临时存在的终结点，如r t p 6 重庆邮电大学硕士论文 第二章h - 2 4 8 协议 流，它通常只能存在一段时间。在一个网关中，使用终结点标识符( t e n n i n a t i o n i d ) 来唯一标识一个终结点。在i t u - th 2 4 8 1 建议书中，定义了一类特殊的终结点标识 符即根终结点( r o o t ) ，它表示整个网关【2 0 1 1 2 1 1 。 关联描述一个终结点集之间的关联关系，当一个关联涉及多个终结点时，关联 将描述这些终结点所组成的拓扑结构以及媒体混合交换的参数。在同一网关中，使 用关联标识符( c o n t e x t i d ) 来唯一标识一个关联。空关联( n u l lc o n t e x t ) 是一类特殊 的关联，用于包含所有未被包含于任何关联之内且未与任何其它终结点发生联系的 终结点的集合f 2 2 1 。 图2 3 协议的连接模型图 图2 3 为h 2 4 8 协议连接模型的一些基本连接示例，图中包含了4 个关联： ( 1 ) 关联中包含有三个终结点，一个使用r t p 流的临时性终结点，另两个表示电 路交换网( s c n ) 承载信道的半永久性终结点。图中描述了d 网络与电路网络的三方 通信中的拓扑关系。 ( 2 ) 关联中只包含有一个终结点，此终结点表示使用r t p 流的临时性终结点，并 处于呼叫等待状态中。 ( 3 ) 表示空关联，在此关联下的所有终结点都是未被包含于任何关联之内且未 与任何其他终结点发生联系的终结点。此关联中只有个表示电路交换网( s c 承 载信道的半永久性终结点，此终结点处于正常空闲状态。 ( 4 ) 关联中包含了两个终结点，一个使用r t p 流的临时性终结点，另一个是表示 电路交换网( s c 承载信道的半永久性终结点。图中描述p 网络与电路网络的两方 7 重庆邮电大学硕士论文 第二章h 2 4 8 协议 通信中的拓扑关系。 2 2 3 协议消息 2 2 3 1 协议栈结构 h 2 4 8 协议应用于m g c 与m g 之间的接口，工作于网络中的应用层。它可以 基于p 方式承载，也可基于a t m 方式承载，但是目前的组网结构一般采用基于p 的方式。图2 4 给出了基于的协议栈结构。 图2 4h 2 4 8 协议栈结构图 h 2 4 8 协议是假定下层的传输网络是不可靠的，而且协议消息的传输大部分是 承载在u d p f i p 上，因此各种事务的状态及可靠性都由协议本身来实现【2 3 1 。 2 2 3 2 消息结构 消息是协议发送的信息单元，h 2 4 8 协议把一个或多个命令封装成一个消息进 行发送或接收。h 2 4 8 协议消息可以是二进制格式或文本编码格式，目前主要以文 本格式为主1 2 4 。 h 2 4 8 消息 l h e a d e rt r a n s a c t i o n1t r a n s a c t i o n2t r a n s a c t i o nn i t r a ma c t i o n1a c t i o n 2 a c t i o n1 1 、 ic 仪h d rc 改p r o p e r t i e sc o m m a i l d1 i c o m m a n d i lc m did e s c r i p t o rd e s c r i p t o r 图2 5h 2 4 8 协议的消息结构图 在h 2 4 8 协议的消息结构中，采用的逐层封装的格式，如图2 5 所示。h 2 4 8 8 重庆邮电大学硕士论文第二章h 2 4 8 协议 协议的消息由消息头( h e a d e r ) 和一个或多个事务( t r a n s a c t i o n ) 两大部分组成。消息头 ( h e a d e r ) 包含消息标识符( m i d ) 和版本字段，而m d 标识消息的发送者，可以是域 地址、设备名或域名，一般采用域名；版本字段就是标识协议使用的版本，目前使 用的版本是1 。事务( t r a n s a c t i o n ) 描述消息所要做的事情，事务之间是相互独立的， 当多个事务独立处理时，协议没有规定处理的先后顺序。 事务包括事务请求( t r a n s a c t i o n r e q u e s t ) 和事务响应( t r a n s a c t i o n r e p l y ) 两种类型。 事务请求表示请求另一个终端( m g c 或m g ) 执行相应的操作；事务响应则是接收到 请求后返回给请求终端的消息。事务响应又包含“r e p l y 和“p e n d i n g 两种，其 中，“r e p l y ”表示已经完成了命令的执行，返回成功或失败的信息；“p e n d i n g 指示命令正在处理，但仍然没有完成【5 】。 每一个事务由事务头( t r a mh d r ) 和若干动作( a c t i o n ) 组成。在事务头中包含的事 务标识符( t r a n s a c t i o n i d ) 是由事务的发送者指定，在发送者范围内是唯一的。在事务 头后面，是该事务的若干动作，这些动作必须顺序执行。若某动作中的一个命令执 行失败，该事务中以后的命令将终止执行。 动作是由一系列局限于一个关联的命令组成。动作与关联是密切相关的，动作 由c o n t e x t i d 进行标识，它包含在关联头( c t x h d r ) 中，由媒体网关唯一确定。在同一 个动作中，命令必须按顺序执行。在以后的与此关联相关的事务的操作中，媒体网 关控制器( m g c ) 必须使用相同的c o n t e x t i d ，并且在此关联后面的命令，都是与此 c o n t e x t i d 标识的关联相关的。 h 2 4 8 协议消息结构中的命令( c o m m a n d ) 及命令中的描述符( d e s c r i p t o r ) 将在 2 2 4 节中进行描述。 2 2 4 命令和描述符 2 2 4 1 命令 命令( c o m m a n d ) 是h 2 4 8 消息的主要内容，实现了对关联和终端属性的控制， 包括指定终端报告检测到的事件，通知终端使用什么信号，以及指定关联的拓扑结 构等。命令由命令头( c m d h d r ) 和命令参数构成，命令参数则由描述符( d e s c r i p t o r ) 来组织t 2 4 。 h 2 4 8 协议包含了8 个协议操作命令。大多数命令都是由m g c 发出，m g 接收 瞄】，但是n o t i f y 和s e r v i c e c h a n g e 命令是例外。n o t i f y 命令由m g 发送给m c , - c ，因 为它是用来向m g c 报告m g 中所发生的事件。s e r v i c e c h a n g e 命令既可以由m g 发 起，也可以由m g c 发起，具体由终端的实际情况决定【2 6 】。h 2 4 8 协议中命令的用 途和含义可以参见表2 1 。 9 重庆邮电大学硕士论文 第二章1 4 2 4 8 协议 表2 ih 2 4 8 协议的命令 命令名称命令代码 描述 m g c - - - , m g ，把终结点添加到关联中。如果添加终结点时不 a d da d d 指明c o n t e x t i d ，将生成一个关联，然后再将终结点添加到该 关联中。 m o d i f y m o d m g c - - - * m g ，修改终结点的属性、事件和信号等参数。 m g c - + m g ，从关联中删除终结点，同时返回终结点的统计 s u b t r a c ts u b 状态。如果此终结点是关联中最后一个终结点，则删除关联。 m o v em o v m g c - - - ，m g ，将终结点从一个关联中移到另一个关联。 m g c - - m g ，获取有关终结点的当前特性、事件、信号和统 a u d i t v a l u e a u ov a l 计等信息。 m g c - m g ，获取m g 所允许终结点的特性、事件和信号等 a u d i t c a p a b i l i t i e s a u dc a p 所有可能值的相关信息。 n 砸f 3 r n t f y m g - - - ，m g c ，m g 将检测到的事件向m g c 发送通知。 m g - - m g c 或m g c - m g ，m g 使用s e r v i c e c h a n g e 命令向 ， m g c 报告一个或多个终结点将要退出服务、进入服务或注册 s e r v i c e c h a n g e s v c _ c h g 等。同时，m g c 也可以使用s e r v i c e c h a n g e 命令请求m g 将一 个或多个终结点进入服务或者退出服务。 2 2 4 2 描述符 描述符( d e s c r i p t o r ) 表示一个命令的输入和输出参数。描述符由名称( n a m e ) 和参 数( i t e m ) 组成，某些参数允许设置数值( v a l u e ) 。一些命令可以共享一个或几个描述符， 也可以作为一个命令的输出返回值。在大多数情况下，描述符作为返回值时，只有 描述符的名称而没有参数。描述符的文本格式如下所示： d e s c r i p t o r n a m e = p a r m - - v a l u e ，p a r m - - v a l u e ) 。 参数值的类型有三种：完全指定( f u l l ys p e e i 删、部分指定( u n d e r s p e c i f i e d ) 和多 重指定( o v e r s p e c i f i e d ) 1 2 0 。 1 ) 完全指定：指定的参数具有确定的、唯一的值。 2 1 部分指定：参数使用通配值“c h o o s e ，允许命令响应方选择任意一个所 支持的参数值。 3 ) 多重指定：具有多个可能的参数值列表，表中参数值的顺序越靠前，则优 先级就越高。命令响应方可以从该列表中选择一个参数值返回给命令消息 的发起方【u 】。 如果命令中省略了某些描述符，则除审计( a u d i t ) 描述符以外，该描述符的参数 值将保持以前的值不变。如果在命令中没有包含审计描述符，则除了s u b t r a c t 命令 1 0 重庆邮电大学硕士论文第二章n 2 4 8 协议 外，该审计描述符将被认为是空。每一个命令都要指定所操作的终结点标识符 ( t e r m i n a t i o n i d ) ，终结点标识符可以使用通配符，以便重复某些相同的操作。 在h 2 4 8 协议中定义了1 9 种描述符，但是，对于每个命令并非所有的描述符都是 合法的输入参数或输出参数，协议定义的描述符可以参见表2 2 。 表2 2h 2 4 8 协议的描述符 描述符名称简写功能描述 m o d e mm d标识m o d e m 类型及其它参数的信息。 m u xm x在多媒体呼叫中，将媒体和对应的承载通道联系起来。 m e d i am描述媒体流属性的列表。 t e r m i n a t i o n s t a t et s 与特定媒体流无关的终结点属性。 s t r e a ms t 指定一个媒体流的r e m o t e l o c a l l o c a l c o n t r o l 描述符的参数列表。 l o c a l l 对m g 接收到的媒体流进行的描述。 r e m o t er 对m g 发送到远端实体的媒体流进行的描述。 l o c a l c o n t r o l0 对m g 和m g c 之间的一些控制参数的描述。 e v e n t s e 描述需要m g 检测的事件，以及当某事件被检测到时做出的反应。 e v e n t b u f f e re b 当e v e n t b u f f e r 处于激活状态时，m g 要检测的事件。 s i g n a l s s gm g 请求应用于终结点的信号集合。 定义什么信息需要被审计，只用于a u d i t c a p a b i l i t i e s 和a u d i t v a l u e a u d i ta t 命令。 p a c k a g e s p g 用于a u d i t v a l u e 命令的参数，返回终结点实现的包的列表。 d i 百t m a p d m为m g 定义的号码采集规则，检测和报告终结点的拨号事件。 s e r v i c e c h a n g e s c 描述s e r v i c e c h a n g e 命令发生的原因。 o b s e r v e d e v e n t so e 报告m g 检测到的事件，可用于n o t i f y 或a u d i t v a l u e 命令。 报告与终结点有关的统计数据，可用- y a u d i t v a l u e 、a u d i t e