03---H.248协议分析-ISSUE3.0

H.248协议分析,Page1,在移动软交换网络中，移动软交换中心MSCServer和媒体网关MGW定义Mc接口。在该接口上，运行媒体网关控制协议，H.248是主要的协议。本课程学习H.248协议基本概念、主要描述符和命令，最后介绍Mc接口的信令交互过程。,前言,Page2,参考资料,IETFRFC3525:GatewayControlProtocolVersion1(2003)ITU-TH.248:GatewaycontrolprotocolVersion3(2005)3GPPTS29.232V4.11.0(2005-03)3GPPTS23.205V4.7.0(2003-06),Page3,学习完此课程，您将会：掌握H.248协议基本概念和结构理解H.248协议中命令用途掌握H.248命令中参数的含义和用途了解Mc接口信令流程,目标,Page4,第一章H.248协议基础知识第二章H.248命令和描述符第三章业务承载属性简析第四章Mc接口信令流程,Page5,内容介绍,第一章H.248协议基础知识H.248协议结构与功能终端与关联H.248消息结构,Page6,H.248协议应用位置,Mc接口是MSCServer（或GMSCServer）与媒体网关MGW间的标准接口，遵从H.248协议，3GPP根据UMTS网络特殊需求，对该接口进行了扩展。,Page7,网关控制协议演化历史,Page8,网关控制协议发展史,H.248和MeGaCo是同一种协议，由ITU与IETF共同开发，ITU-T称之为H.248，IETF称为MeGaCo。H.248协议是在MGCP协议的基础上，结合其它媒体网关控制协议特点发展而成的一种协议。MGCP协议描述能力有欠缺，限制了其在大型网关上的应用。对于大型网关，H.248协议是一个好的选择。MGCP消息传递依靠承载在宽带IP网络上的UDP数据包，而H.248信令消息可基于UDP/TCP/SCTP等多种承载。,Page9,MEGACO/H.248体系结构,媒体网关（MGW）：当媒体流从SCN（电路交换网络）流向分组网络时，网关终结SCN流，打包媒体数据（如果媒体数据不是基于包的形式），并把打包后的业务数据流传给分组网络。当媒体流从分组网络流向SCN时，执行相反的功能。媒体网关控制器（MGC）：MGC负责处理MGW上的资源注册和管理。MGC可能具备这样的能力：根据本地的策略来授权资源的使用。对于信令传输而言，MGC可能具有这种能力：发起和终结SCN信令协议，如SS7-ISUP和Q.931/DSS1。在3G中，MGC就是MSCServer，本课程中MGC与MSCServer视为同一概念。信令网关（SG）：是一个信令代理，能够在IP边缘发送和接收SCN内部信令。SS7-Internet网关中的SG功能可能包括SS7信令中的中继、翻译和终结。,Page10,H.248采用IP承载的协议栈,H.248可以承载在IP和ATM上，协议栈如图。SAAL：ATM信令适配层，包括SSCF、SSCOP和AAL5三子层。思考：IP承载情形下，方式a和b应用场景有何不同？,Page11,Mc接口功能：与呼叫无关的功能,MSCserver与其控制的MGW之间的命令集合称为事务处理，事务处理由一个或几个动作构成，动作又由一系列命令构成。MSCserver与其控制的MGW之间与呼叫无关的事务处理包括：MGW注册与MGW重启MGW退出服务与MGW恢复通信MSCServer退出服务与MSCServer恢复通信终端退出服务与恢复服务审计值,Page12,Mc接口功能：与呼叫相关的功能,MSCserver与其控制的MGW之间与呼叫相关事务有：准备承载与承载建立相关事务对终端进行修改的事务（如改变流方向、隔离承载终结点、激活互通功能、通知发送信号音等）承载资源释放相关的事务。与呼叫相关的具体事务非常多，主要由Add、Modify、Move、Subtract等命令完成。,Page13,内容介绍,第一章H.248协议基础知识H.248协议结构与功能终端与关联H.248消息结构,Page14,H.248连接模型概念：Context、Termination和Stream,连接模型描述MGW中的逻辑实体，这些逻辑实体由MSCServer控制。这个连接模型中两个重要概念是终端（Termination）和关联（Context），与这两个概念密切相关的还有Stream。,Termination：终端，或称终结点，是媒体网关MGW中的逻辑概念，用来发送、接收媒体流或者控制流的资源点，例如SCN网络中的时隙。Context：关联，描述一组彼此联系的终端之间的相互关系。若一个关联中有两个以上的终端，关联描述这些终端的拓扑关系、媒体合成或交换参数。Stream：流，双向的媒体流（业务）或者控制流（信令）。,Page15,H.248连接模型：Context与Termination的关系,一个关联中至少要包含一个终端，否则此关联将被删除。同时一个终端在任一时刻也只能属于一个关联。,Page16,Termination类别,临时终端：一个IP端口(IP地址+端口号)、或一个ATM端口(VPI/VCI)。临时终端，代表临时性的信息流，例如RTP流，当需要时创建，使用完毕后就删除。,半永久终端：用来表示物理实体。例如TDM信道，只要这个TDM信道在媒体网关中被配置，就一直存在，只有当配置信息被删除与之对应的终端才会消失。,Page17,终端的属性,终端特征通过属性来描述，这些属性被组合成描述符，在相关的命令中携带。终端被创建时，媒体网关会为其分配一个唯一标识。TerminationID：不同的终端通过终端ID来引用，终端ID是由MGW自己设置的。终端ID有两种通配方式：“ALL”和“CHOOSE”。终端属性和描述符：用属性描述终端的状态或者特征，属性包含属性ID和属性值，属性值定义在某一描述符中。属性值可以预设也可以由MG提供。ROOT终端：用来表示媒体网关本身。允许在ROOT终端上定义包，Root终端也可以拥有属性、事件、信号、统计和参数。可以用Modify、Notify、AuditValue、AuditCapability、ServiceChange命令对ROOT终端（MGW）进行操作，其它命令则不能使用（Add、Sub、Move）。,Page18,终端：包（Package）,不同类型网关的终端可能具有不同的特性。为了获取媒体网关/媒体网关控制器之间良好的互操作性，将终端的可选属性组合成包，通常终端实现这些包的一个子集。对H.248协议的扩展就是通过定义新的Package来实现的。根据3GPP29.232，H.248标准包有：Genericv1BaseRootPackagev1ToneDetectionPackagev1BasicDTMFGeneratorPackagev1DTMFDetectionPackagev1GenericAnnouncementPackagev1TDMCircuitPackagev13GPP29.232定义的UMTSPackage：必选包：3GUP(UserPlane)package可选包：CircuitSwitchedDatapackage、TFOpackage、3GExpandedCallProgressTonesGeneratorPackage等多个。,Page19,关联（Context）的属性,Context的常用属性如表：,Page20,特殊关联,特殊关联：,特殊关联编码对照表,Page21,内容介绍,第一章H.248协议基础知识H.248协议结构与功能终端与关联H.248消息结构,Page22,H.248协议消息结构,Page23,H.248消息结构,Page24,H.248协议的消息机制,H.248协议发送或接受的信息单元称为消息，消息从消息头（Header）开始，后面是若干个事务。消息头中包含消息标识符（MID，MessageIdentifier）和版本字段。MID用于标识消息的发送者，可以是域地址、域名或设备名，一般采用域名。版本字段用于标识消息遵守的协议版本。版本字段有1位或2位数，2005年版本为3。消息内的事务是相互独立的，当多个被独立处理时，消息没有规定处理的先后次序。,Page25,H.248协议的消息编码,消息是H.248协议发送的一个信息单元。消息可以使用二进制格式和文本格式编码。采用二进制编码时，使用ITU-TX.680（ASN.1）定义的规范描述，使用X.690定义的BER规则编码；采用文本方式编码时，遵循RFC2234ABNF规范。MGC(MSCServer)必须支持两种编码格式，MGW可能支持其中任何一种或两种方式。H.248消息都有相同的结构。,Page26,事务（Transaction）,Transaction：事务，是MGC(MSCServer)和MGW之间的一组命令构成的，由TransactionID来标识。事务包含一个或多个动作，一个动作由一系列局限于一个关联的命令组成。一个事务从“事务头部”（TransHdr）开始。在TransHdr中包含TransactionID。TransactionID由事务的发送者指定，在发送者范围内是唯一的。TransHdr后面是该事务的若干动作(Action)，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（Optional命令除外）。引入事务的一个重要功能是可以保证命令的顺序执行。当命令标记为“Optional”（可选命令），该命令可以越过一个命令执行失败而导致以后命令终止执行的限制，即如果可选命令执行不成功，其后的命令可以继续执行。,Page27,事务（Transaction）请求与相应,事务请求：事务请求由发送方创建，每个TransactionRequest请求激发一个事务，TransactionRequest结构为：,事务响应：对事务请求的响应，有两种：TransactionReply和TransactionPending(表示事务正在处理中)。TransactionReply表明接收者完成该TransactionRequest命令执行(成功或不成功)，对每个事务都应有一个Reply响应。TransactionReply的格式为：,Page28,动作（Action）,动作是由一系列局限于一个关联的命令组成。动作与关联（Context）是密切相关的，动作由ContextID进行标识。在一个动作内，命令需要顺序执行。一个动作从关联头部（ContextHeader）开始，ContextHeader包含ContextID，用于标识该动作对应的关联。ContextID由MGW指定，在MGW范围内是唯一的。MGC（MSCServer）必须在以后的与此关联相关的事务中使用ContextID。在ContextHeader后面是若干命令，这些命令都与ContextID标识的关联相关。,Page29,命令（Command）和描述符（Descriptor）,命令(Command)：是H.248消息的主要内容，实现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和动作，以及指定关联的拓扑结构等。命令由命令头部（CommandHeader）与命令参数构成。描述符(Descriptor):命令的参数集合，对终端Termination的属性定义和修改等操作，正是通过相关描述符来完成的。Command和Descriptor的详细内容在下一章描述。,Page30,小结,本章介绍了H.248协议的功能、协议栈，解释重要概念context、Termination、Stream，对消息结构进行了分析，并解释了事务、动作、命令和描述等概念。本章是H.248协议的基础知识，深刻理解这些基本概念和术语，有利于深入学习媒体网关控制协议的工作原理。,Page31,内容介绍,第二章H.248命令和描述符常用描述符介绍H.248命令3GPP对H.248的扩充(TS29.232),Page32,描述符Descriptors,描述符Descriptors一个命令的所有参数被定义为描述符。Descriptor是由Name和item组成(item可以携带Value)。一些命令可以共享一个或几个描述符。Descriptor可以作为一个Command的输出返回值。在大多数情况下Descriptor作为返回值，只有Name没有其它item。通常，描述符的形式如下：DescriptorName=parm=value,parm=value.,Page33,H.248描述符概览,H.248定义了众多描述符，有些描述符适用于UMTS和固网NGN，有的则不适用于UMTS。下面先浏览一下现有版本定义的描述符。,Page34,H.248描述符概览(续),续上页：,Page35,主要描述符:MediaDescriptors,Media:对媒体流的描述。该描述符由TerminationState和StreamDescriptor组成。在StreamDescriptor中又有三个子Descriptor:Local/Remote/LocalControl组成。在没有StreamDescriptor存在的情况下，这三个Descriptor也可以直接包含在MediaDescriptor中。组成如下：MediaDescriptorTerminationStateDescriptorStreamDescriptorLocalControlDescriptorLocalDescriptorRemoteDescriptor,Page36,主要描述符：MediaDescriptors(续),TerminationState:Termination的属性之一(可以被定义在一个Package中)，描述终端的状态。StreamDescriptor:描述单个媒体流的Remote/Local/LocalControl的内容。可以通过设置Local和Remote参数为“NULL”来删除Stream。StreamDescriptor使用StreamID进行连接。用来标识一个Context中Mediaflowing之间的关系。LocalDescriptor:说明MGW从远端实体接收到的媒体流的参数。RemoteDescriptor:说明MGW向远端实体发送的媒体流的参数。LocalControlDescriptor:描述MGC和MGW之间任何控制终端属性的参数。,Page37,主要描述符：TerminationStateDescriptor,TerminationStateDescriptorTerminationStateDescriptor包含终端状态,由ServiceStatesProperty描述了终端全面的状态。一个终端可以有如下几种状态：Test：表示终端正在被测试OutOfService：退出服务表示此时终端无法通信InService：正在服务或者恢复通信，表示终端可以通信或者正在通信中。,Page38,主要描述符：LocalControlDescriptor,LocalControlDescriptor包含一个终端上的流模式属性值、ReserveGroup、ReserveValue。该描述符还定义MGC(MSCServer)和MGW的之间如何控制媒体流的交互参数。StreamModeProperty：定义与关联外部的媒体流的方向。流模式属性取值有：Inactive：当前终端不能传递媒体流SendOnly：当前终端只能向关联外发送媒体流RecvOnly：当前终端只能从关联外接收媒体流SendRecv：当前终端能接收和发送双向媒体流LoopBack：环回，当前终端将会把收到的媒体流又该终端发送出去。协议定义的默认值:Inactive.在3GPP扩展的H.248中（TS29.232），还定义了抖动缓冲区大小、是否支持隧道、NbUP各种属性，详细见后面的内容。,Page39,主要描述符：LocalandRemoteDescriptors,LocalandRemoteDescriptors：MGC使用LocalandRemoteDescriptors要求MGW在接收和发送媒体流（业务流）时，在指定的终端上预留或提供媒体流的编码和解码资源。如果MGC只给定了Payload类型，没有详细指定该媒体的编解码参数，MGW在响应中要能提供这些编码解码参数，如视频通信时，MGW提供Video详细的解码参数。当H.248消息使用文本格式，则媒体流的格式由SDP协议定义(RFC2327)。,Page40,主要描述符：EventsDescriptor,EventsDescriptor包含了一个RequestID和要求MGW检测和报告的事件列表。常见事件列表包括承载建立、承载修改、承载修改失败，固网中还包括传真提示音、导通测试结果、on-hook和off-hook转换等。,Page41,主要描述符：SignalsDescriptor,Signal：信号，是MGW产生的各种信号音(Tone)和录音通知(Announcements)，以及跟承载相关的信号指示，如hookswitch。简单信号可以复合复杂信号。SignalDescriptor：信号描述符，是MGW发送给终端Termination的一组信号的参数，应用于终端的信号或活动（如回铃音）。SignalsDescriptor包含了一组signals或者一系列signals列表。,Page42,主要描述符：TopologyDescriptor,TopologyDescriptor：描述Context内部各终端间的流(Stream)的方向。该描述符只用于Context，不能用于Termination。拓扑关系有三种：Isolated、Oneway、Bothway。,Page43,主要描述符：ServiceChangeDescriptor,ServiceChangeDescriptor：当MGW发生注册、重启、退出服务、恢复服务时，向MGC（MSCServer）通告时使用的参数组合。ServiceChangeDescriptor包含以下参数:ServiceChangeMethodServiceChangeReasonServiceChangeAddressServiceChangeDelayServiceChangeProfileServiceChangeVersionServiceChangeMGCIDTimeStampExtensionServiceChangeInfoServiceChangeIncompleteFlag在Mc接口通用流程部分，继续说明以上参数。,Page44,其他描述符,DigitMapDescriptor:DigitMap是保存在MG中的拨号方案，由终端检测和报告拨号事件。DigitMapDescriptor就是向终端下达拨号检测规则的参数组合。ObservedEventsDescriptor:在Notify或AuditEvents中上报观察到的事件。StatisticsDescriptor:在审计或删除Termination时，上报Termination中保存的统计值。ExtersionDescriptor:供扩充时使用。EventBufferDescriptor:当Events缓冲区被激活后，用来描述MG中检测到的事件。AuditDescriptor:在审计命令中指定那些内容是需要被审计的。PackagesDescriptor:在AuditValue命令中，返回一个能够被Termination识别的Package列表。,Page45,内容介绍,第二章H.248命令和描述符常用描述符介绍H.248命令3GPP对H.248的扩充(TS29.232),Page46,H.248命令概览,Page47,ADD.Request,Add：在一个关联中加入一个终端。AddRequest由MSCServer发给MGW，要求MGW分配终端Termination。,Page48,ADD.Reply,AddRepley由MGW发给MSCServer，作为Request的响应。,Page49,MOD.Request,Modify：Request命令由MSCServer发给MGW，要求MGW修改一个终端的属性。,Page50,MOD.Reply,Modify：Reply该命令由MGW发给MSCServer，返回终端修改结果。,Page51,SUB.Request,Subtract：从一个关联中删除一个终端。,Page52,SUB.Reply,Subtract：MGW删除终端后，用Reply返回一个可用终端的统计信息。,Page53,MOV.Request&Reply,Move：把一个终端从当前关联中移到另一个关联中。Move命令是唯一一条针对在不同关联中引用一个终端的命令。此命令不能把一个终端从一个空关联中移出或者移入。在呼叫等待业务中会使用Move命令。,Page54,AUD_VAL.Request&Reply,AuditValue：获取有关终端当前特性、事件、信号和统计信息。,Page55,AUD_CAP.Request&Reply,AuditCapabilities：返回MGW中Termination特性的能力集。,Page56,NTFY.Request&Reply,Notify：允许MGW将检测到发生的事件通知给MGC。,Page57,SVC_CHG.Request&Reply,ServiceChange：允许MGW向MSCServer通知一个或者多个终端将要退出服务或者恢复通信。用来MGW向MSCServer进行注册、重启通知。MSCServer可以使用ServieceChange对MGW进行重启。,Page58,内容介绍,第二章H.248命令和描述符常用描述符介绍H.248命令3GPP对H.248的扩充(TS29.232),Page59,3GPP对H.248的扩充,在3GPPTS29.232中定义UMTSPackage：MandatoryUMTSpackages：UMTS软交换核心网必须支持的Package：3GUP(UserPlane)package，主要属性有：UPModeofoperation：UP操作模式透明还是支持模式UPversions：UP版本DeliveryoferroneousSDUs：SDU传输错误指示Interface：RANorCN，接口是在RAN侧还是CN侧InitialisationDirection：UP初始化方向，Outgoing或者Incoming,Page60,小结,本章详细介绍了H.248协议的主要描述符和全部命令。深刻理解描述符和命令，才能理解H.248协议的原理精华。在各描述符中，涉及大量通信原理知识，通过学习也能将通信知识贯穿起来。,Page61,内容介绍,第三章业务承载属性浅析媒体流通用属性ATM承载属性IP承载属性,Page62,Tagsformediastreamproperties,为了更好理解H.248工作原理，本章专门探讨IP和ATM承载时的不同属性，包含Media的公共属性和各承载特定属性。前面已经介绍，H.248协议有二进制和文本编码两种方式。如果使用二进制码，那么Local、RemoteandLocalControlDescriptors的参数将会被指定成tag-valuepairs。在属性分析表中，属性名称由PropertyID表示，二进制编码用标签(Propertytag)表示，并给出属性取值类型(Type)和取值(Value）。,Page63,Generalmediaattributes:媒体公共属性,Page64,Generalmediaattributes（续）,Page65,Generalbearerproperties：公共承载属性,Generalbearerproperties：表示承载方式和误比特率等属性。,Page66,内容介绍,第三章业务承载属性浅析媒体流通用属性ATM承载属性IP承载属性,Page67,通用ATM属性,GeneralATMproperties：ATM通用承载属性,ATM承载通用属性定义了ATM端系统地址、VPI/VCI、业务类型、业务能力、QoS质量类型、突发cell速率等许多参数，详细请参考H.248.1之附录C.4。,Page68,ATMAAL2承载属性,ATMAAL2属性,Page69,ATMAAL5承载属性,AAL5属性,Page70,内容介绍,第三章业务承载属性浅析媒体流通用属性ATM承载属性IP承载属性,Page71,IP承载属性,Page72,承载能力举例,下面的表格在涉及到在承载能力信息的编解码时参考了Q.931.,Page73,小结,本章详细介绍了Nb接口用IP、ATM承载时，承载的不同属性。理解这些属性，能进一步加深对软交换网络承载层面原理的理解。,Page74,内容介绍,第四章Mc接口流程浅析Mc接口通用流程Mc接口特定流程,Page75,Mc接口的通用流程和特定流程,Mc接口通用流程：跟呼叫无关的H.248信令交互过程，如MGW向MSCServer注册、MGW重启、MGW退出服务、MGW恢复通信、MGW审计等，通过ServiceChange、AuditValue、AuditCapability三个命令完成。Mc接口特定流程：与一次呼叫相关的H.248信令交付过程，如建立承载、准备承载、改变流方向、发送信号音、激活语音处理、隧道信息上报与下传、播放录音通知、修改承载特征等等，由Add、Modify、Notify、Subtract、Move命令完成。本课程中的信令流程是逻辑流程，参考3GPP23.205和29.232协议。流程是由H.248命令实现的。,Page76,通用流程：MGWRegister,登记流程：媒体网关(MGW)要开通业务必须首先注册到MSCServer上去。注册成功后，MGW可以立即上报目前MGW的可用物理终端，或MSCServer通过审计命令来获取MGW上可用的物理终端信息。2005年支持的协议栈版本最高为3.0，如果对端的协议栈版本不匹配，MGW响应406“VersionNotsupported”，注册失败。,Page77,通用流程：MGWRegister参数,登记流程参数：,Page78,通用流程：MGWOutofService,MGWOutofService：MGW退出服务这个流程指示了MGW将中断连接并建立一个新的连接。MGW可以选择graceful和forced模式。在graceful模式下连接会在响应后被中断，而forced模式下会被立即中断。,Page79,通用流程：MGWOutOfService参数,OutofService参数说明：,Page80,通用流程：MGWRestoration,MGWRestoration如果MGW从一次失败中恢复或者被重启,将用MGWRestoration流程注册到原来的(G)MSCServer上。MGW将会指示是热启动还是