VOIP培训之协议体系

2005 5 15 软交换 VoIP协议体系 软交换网络系统结构 特性服务器 应用服务器 策略服务器 SCP 软交换 软交换 核心分组网 各类接入网关 AG 网络接入服务器 NAS 信令网关 SG 媒体网关 MG 各类用户终端 SS7 PSTN ISDN SIP T BICC SS7 SIGTRAN INAP PARLAY SIP JAIN XML 媒体 接入层 传送层 控制层 业务 应用层 主要的控制协议 国际电信联盟 ITU H323H248 Megaco互联网工程任务组 IETF SIPMGCPMegaco H248 其他相关协议 实时传输协议 RTP 和RTP控制协议 RTCP 音频压缩协议G 7xxG 711G 723G 726G 727G 728G 729 H 323系统组成 终端多点控制单元 MCUs 网关网守 H 323系统组成 终端多点控制单元 MCUs 网关网守 终端 电话视频电话IVR设备语音邮件系统 软电话 多点控制单元 负责管理多点会议 两个以上端点参与会议 MCU包含管理呼叫信令的多点控制器 MC 和可选的处理媒体混合 切换或其他媒体处理的多点处理器 MPs 网关 网关由 媒体网关控制器 MGC 和 媒体网关 MG 组成 它们可以共存或单独存在MGC处理呼叫信令和其他媒体无关功能MG处理媒体网关将H 323接入到其他网络 包括PSTN H 320系统 其他H 323网络 代理 等 网守 网守在H 323系统中为可选组件 用于接纳控制和地址解析网守允许呼叫在端点间直接传递或通过自己路由 H323协议栈组成 H 323 IP UDP RTP RTCP TCP UDP TCP UDP UDP TCP AudioCodecG 711G 723 1G 729 VideoCodecH 261H 263H 264 V 150 T 120 TCP UDP T 38 H 225 0CallSignaling H 245 H 225 0RAS 终端控制和管理 数据应用 媒体控制 媒体应用 用户接口 RAS 用于端点和网守之间以允许网守管理端点允许端点请求呼叫接纳允许网守为端点提供地址解析功能当网络中存在网守时 要求有RAS信令 即在强制使用网守的情况下 RAS的一般格式 RAS消息一般具有三种类型请求 xRQ 拒绝 xRJ 证实 xCF 网守搜索请求 GRQ网守搜索拒绝 GRJ网守搜索证实 GCF网守注册请求 RRQ轻量级RRQ 呼叫接纳请求 ARQ定位请求 LRQ带宽请求 BRQ退出请求 DRQ信息请求 IRQ请求处理中 RIP资源有效性 RAI业务控制指示 SCI H 225呼叫信令 TPKT Q 931Header IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE IE UUIE 四个八位组 分离线上的消息 TCP必用 在RFC1006的第6节定义 为0 x03 0 x00 HH LL HH和LL以网络字节顺序代表包括TPKT报头的整个消息长度 所有消息都有一个Q 931报头 包含称之为 协议鉴别符 0 x08 的一个八位组 三个八位组用于CRV 0 x02 HH LL 其中0 x02是CRV的长度 HH和LL是以网络字节顺序代表CRV 一个字节用于消息类型 在Q 931相应章节规定 各种适于消息类型的信息单元 IEs 它们在H 225 0中列出 但是注意任何有效Q 931IE都可能传递 端点不可以此认为协议失败 UUIE指的是 用户 用户信息单元 它应该是链上的最后一个单元 但是一些实现没有适当组织信息单元的顺序 它由0 x7E HH LL PD和DATA组成 0 x7E是用户 用户信息单元标识符 HH和LL以网络顺序代表DATA的长度 PD是ASN 1的协议鉴别符 0 x05 DATA是ASN 1PER编码后的 H323 用户信息 H 225 0呼叫信令消息 SetupCallProceedingAlertingInformationReleaseCompleteFacility ProgressStatusStatusInquirySetupAcknowledgeNotifyConnect H 323基本呼叫建立过程 没有网守的情况 同一个网守 网守选路的信令过程 双网守 网守 网守选路的信令过程 H 245媒体控制 H 245向已经建立的多媒体提供 控制 终端能力交换主 从确定逻辑通道信令会议控制 H 245控制通道 H 245消息通过称之为H 245控制通道的特定 通道 来承载 打开H 245控制通道是可选的H 245通道通常是单独的TCP连接 但它可以通过隧道方式在H 225 0呼叫信令通道内当使用UDP用于呼叫信令 H 245控制通道必须通过隧道方式在H 225 0呼叫信令通道内 H 245消息 TPKT H 245PDU 四个八位组用于分离线上的消息 对TCP来说是必要的 这在RFC1006的第6节中定义 为0 x03 0 x00 HH LL HH和LL以网络字节顺序代表包括TPKT头部的整个消息的长度 H 245消息以ASN 1PER方式编码 在H 245控制通道中紧跟TPKT头部之后 其他H 245PDUs可在第一个之后编码 然而 许多实现不能处理这种情况 因此不建议像这样将H 245PDU一个接一个地放置 强烈建议TPKT头部之间仅放置一个H 245PDU 但是要为这种情况作准备 H 245PDU H 245PDU H 245PDU 快速启动 发起快速连接响应快速连接 SIP协议简介 SIP协议的特性SIP系统组成SIP消息结构SIP呼叫信令 SIP协议的特性 简单性高效性可伸缩性灵活性对移动的支持可扩展性 SIP系统组成 用户代理用户代理服务器 UAS 用户代理客户 UAC 代理服务器注册服务器 SIP消息结构 起始行首部消息体 SIP消息组成 SIP请求消息INVITEACKCANCELBYEREGISTEROPTIONS SIP消息组成 SIP响应消息1xx 提示信息 请求已经收到 可继续处理请求 2xx 表示呼叫已经正确的被接受和处理 3xx 重定向 表示该呼叫需被重定向处理 4xx 客户机错误 表示该消息存在表达错误 5xx 服务器错误 表示服务器不能处理该消息 6xx 全局错误 请求不能在任何服务器中处理 INVITE请求消息 Request Line INVITEsip 01010000 222 170 2 21 user phoneSIP 2 0Via SIP 2 0 UDP222 170 2 22 branch z9hG4bKaclqaxqNmFrom tag 1c7314To Call ID 20581015610156unaT 66666666 01010000 222 170 2 22CSeq 74175INVITEContact Supported em timer replacesMax Forwards 70Accept Language enAllow REGISTER OPTIONS INVITE ACK CANCEL BYE NOTIFYUser Agent Gohigh Sip Gateway MG3000 R16FXS v 4 20 354 608Content Type application sdpContent Length 208 Cancel请求消息 Request Line CANCELsip 6666015 192 216 2 18 5060SIP 2 0Via SIP 2 0 UDP192 216 2 45 5060From tag D073 84C6To Call ID 0800 20F9 9C0A 3FEF D073 84C6 192 216 2 45 5060CSeq 5604CANCELContent Length 0Max Forwards 70Contact sip 7777012 192 216 2 45 5060Supported timer ACK请求消息 ACKsip 6666015 192 216 2 18 5060SIP 2 0Via SIP 2 0 UDP192 216 2 45 5060From tag D073 84C6To tag 3116BFC C1FCall ID 0800 20F9 9C0A 3FEF D073 84C6 192 216 2 45 5060CSeq 5604ACKContent Length 0Max Forwards 70 BYE请求消息 BYEsip 7777004 192 216 2 45 5060SIP 2 0Via SIP 2 0 UDP192 216 2 18 5060From tag 31C3B60 5D0To tag D343 04DBDate Tue 04Jan200017 24 15GMTCall ID 9A14A53C C20211D3 8021CF6B 62EE8EC3 192 216 2 18User Agent Gohigh Sip Gateway MG3000Max Forwards 6Timestamp 947006699CSeq 103BYEContent Length 0 对INVITE请求的200OK响应 SIP 2 0200OKVia SIP 2 0 UDP192 216 2 45 5060From tag D5B5 84E1To tag 325DB78 2267Date Tue 04Jan200017 34 46GMTCall ID 0800 20F9 9C0A 3FEF D5B5 84E1 192 216 2 45 5060Server Gohigh Sip Gateway MG3000CSeq 5576INVITESession Expires 1800 refresher uasAllow INVITE OPTIONS BYE CANCEL ACK PRACK COMET REFER SUBSCRIBE NOTIFY INFOAllow Events telephone eventContact Content Type application sdpContent Length 273 MGCP协议简介 MGCP的定义MGCP协议的起源MGCP协议结构和命令MGCP工作流程 什么是MGCP 媒体网关控制协议 MediaGatewayControlProtocol 从外部呼叫控制单元 称为媒体控制器或呼叫代理 对电话网关进行控制的协议 MGCP起源 由Level3公司牵头组成的论坛开发的Internet协议设备控制规范 InternetProtocolDeviceControlSpecification 与Cisco Bellcore 现为Telecord 合作开发的简单网关控制协议 SimpleGatewayControlProtocol 融合而成的 分离网关的思想 MGCP的分离网关结构 关键 将媒体变换功能和网关控制功能分离媒体网关MG 提供PSTN和IP之间的媒体映射和编码转换功能信令网关SG 负责信令转换媒体网关控制器MGC CallAgent 根据收到的信令控制媒体网关的连接的建立和释放 MGC才真正对信令消息进行分析和处理 并进行应用层的互通变换 网关分解功能模型 MGCP协议结构 协议消息分为 命令和响应采用三次握手方式 命令 响应 证实 采用SDP描述连接参数 IP地址 UDP端口 编码方式和RTP应用文档等 采用UDP传送 MGCP协议命令 EndpointConfiguration CA MGNotificationRequest CA MGNotify MG CACreateConnection CA MGModifyConnection CA MGDeleteConnection CA MGAuditEndpoint CA MGAuditConnection CA MGRestartInProgress MG CA 呼叫控制流程 点对点 用户A 网关A 呼叫代理 网关B 与PSTN电话的呼叫流程 RGW AnalogPhoneA CallAgentMediaGatewayController MGCP MGCP IP网话音 PSTN网 AnalogPhoneA TGW SS7 ISUP IP ISUP SS7 SG 用户A 网关A 呼叫代理 TGW 开始记录 双向连通 SS7 IAM 建立TGWPSTN侧的中继连接 MDCX RQNT 呼叫控制流程 与H 323终端多连接 用户A RGW 呼叫代理 H 323终端 GK RGW Gatekeeper H 323 H 323 呼叫流程 与SIP终端 SIPPhoneUser RGW AnalogPhoneA CallAgentMediaGatewayController MGCP SIP IP网话音 SIPProxy 用户A 网关A 呼叫代理 SIP代理 开始记录 双向连通 用户B H248协议简介 H 248与MGCP终端与 Termination 上下文 Context H 248八个命令典型呼叫过程 H 248与MGCP 是网关分离概念的产物是基于主从原则的协议由ITU和IETF共同制定 ITU的为H 248 IETF的为MegacoH 248是在MGCP协议 RFC2705 的基础上发展而成的一种协议H 248已逐步取代MGCP成为网关控制标准协议 两个重要抽象概念 终端 Termination 是MG逻辑实体 能够发送和 或接收一种或多种媒体上下文 Context 是一些终端之间的联系 是描述终端间拓扑关系和媒体混合 交换的参数 终端 Termination 模拟用户接入网关中的电话线 中继网关中的中继电路都是终端的实例 一个终端在任一时刻属于且只能属于一个上下文 终端可以是固定的 即在MG启动时被初始化并一直存在的 例如一个TDMChannel 也可以是临时的 即在需要时被创建 例如RTPFlows 终端 Termination ROOT终端代表MG本身 终端可以有应用其上的信令终端可以设置来检测事件终端可以累积统计信息 在接到请求时或从上下文中被删除时发给MGC 上下文 Context 上下文是连接终端的桥梁 一个上下文可以包含一个或更多终端 NULL上下文包含所有未使用的终端 Context中允许的Termination数目是MG的一个特性参数 八个命令 H 248的命令可以用binary编码也可以用text编码 MGC必须同时支持两种编码方式 用于终端操作的有Add Subtract Move Modify四个命令 用于事件报告的Notify 用于管理的AuditCapability AuditValue ServiceChange 典型呼叫过程 UserA RGW1 MGC RGW2 UserB MODIFYtocheckoff hook MODIFYtocheckoff hook Response Response UserAoffhook