协议分析-第9章ngn主要

主要内容一、下一代网络的协议架构

二、下一代网络的主要协议

三、软交换主要协议间的比较2《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议3《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议一、下一代网络的协议架构下一代网络的简单回顾下一代通信网络的特点是基于IP技术的多厂商、多技术、不同体系结构的复杂融合体。网络互通是NGN成功的必要条件。NGN网络主要包括软交换、 网关、信令网关、智能终端和各种数据库/服务器等。软交换技术在这样一个异构网络中起着极为重要的作用。标准化协议是支持通信设备互通互连、提高通信设施效率、保障通信网络服务质量的关键因素。4《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议下一代网络协议之间的关系IP网络IP网络特征服务器信令网关PSTN8#SS7C

KA

RD信令交换点网关控制器C

AK

DR网关服务器47网关控制器,H.248,H.248SIP,H.323SS7RTPRTPSIP,H.323应

》5网第关9章：NGN的主要协议《网络协议与下一代网络的协议架构H.323H.225.H.2405H.225RASH.450H.235SIPVoIP信令M2UAM3UASUAMTP3ISUPTCAPSCCP信令网关控制网关控制数据H.248MEGACO编码协议音频编编RTCPRTPRTSPT.126/T.127T.124T.122/T.125T.123T.120TCPUDPSCTPUDPUDPTCPIP6《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议下一代网络协议的分类按对等性区分对等协议

非对等协议按功能区分呼叫控制协议传输控制协议控制协议……7《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议下一代网络协议的分类非对等协议主要指

网关控制协议H.248/MEGACO。H.248/MEGACO是一个非对等主从协议，与其它协议配合可完成各种NGN业务。对等协议包括SIP、H.323、BICC等。SIP、H.323存在竞争关系，由于SIP具有简单、通用、易于扩展等特性，逐渐发展成为主流协议。8《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议下一代网络协议的分类呼叫控制协议：ISUP、TUP、PRI、BRI、BICC、SIP-T、H.323等。LDAP、RADIUS等。传输控制协议：TCP、UDP、SCTP、M3UA、M2PA等。控制协议；H.248、 、SIP等。业务应用协议：PARLY、INAP、MAP、•管理协议：SNMP、COPS（通用开放性策略业务）。9《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议10《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议二、下一代网络的主要协议网关控制协议H.248/MEGACO呼叫控制协议(H.323建议)会话启动协议(SIP)H.323、、H.248和SIP均为在分组网络上实现话音、多等通信业务的协议。下一代网络的主要协议11《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议网关控制协议(

)概述

协议是一个在IP 市场上被广泛接受的IETF报告草案

。•协议是H.323 网关分解的结果,基于主从工作模式,是简单网关控制协议(SGCP)和

IP设备控制(IPDC)协议和并的结果，由IETF的MEGACO工作组制定。软交换通过 协议控制网关/终端上的

／控制流的连接、建立和。•网关或软交换与协议主要用于软交换和终端之间。12《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议的协议模型

的协议模型基于端点（endpoint

）和连接（

connection

）两个构件进行建模。端点用来发送或接收数据流，分为物理端点或虚拟端点。连接描述endpoint之间的关联关系，由软交换控制网关或终端在呼叫所涉及的端点间进行建立，可以是点到点、点到多点连接。13《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议完整的协议栈UDPIP

Security(Authentication或Encryption)IP传输14《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议协议的应用软交换网关终端15《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议16命令

命令共有9条，分为两类：连接处理类端点处理类连接处理类命令包括：通报请求(NOTIFICATIONREQUEST)通报(NOTIFY)通报连接(NOTIFYCONNECTION)删除连接(DELETECONNECTION)审核连接(AUDITENDPOINT)重启进程(RESTARTINPROGRESS)《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议命令端点处理命令端点配置(ENDPOINTCONFIGURATION）创建连接(CREATECONNECTION)审核端点(AUDITENDPOINT)17《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.248协议与

协议类似，也是网关分解的产物，也基于主从工作模式，具备有

的所有优点，且H.248独立于承载，支持二进制和文本两种编码格式。H.248协议主要用于软交换和

网关或软交换与H.248终端之间,软交换通过此协议控制

网关/

H.248终端上的/控制流的连接、建立和

。网关控制协议(H.248/MEGACO)概述18《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议网关控制协议(H.248/MEGACO)概述H.248／MEGACO既适应面向连接的（TDM，ATM），又适应面向无连接的（IP），是一个的多种网关控制标准。H.248协议使语音、传真和多信号在公共交换

网与新兴IP网络之间进行交换成为可能。H.248协议不涉及IP的体系结构，只涉及网关分解问题，因而它不仅可用于H.323的IP系统，也可用于SIP的IP 系统。19《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议网关控制协议(H.248/MEGACO)概述ITU-TSG16已经推出了H.248

v2，H.248v2共有20个正式附件和1个非正式附录。当前许多标准化组织如ITU-T，IETF和软

交换

正加紧对H.248协议的完善工作。中国信息

的传输所在《软交换设备总体技术要求》征求中建议将H.248作为软交换设备和各种

网关之间的协议标准。20《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.248协议的连接模型H.248协议的连接模型主要用于描述MG中由MGC控制的逻辑实体。连接模型中的主要抽象概念是终结点（Termination）和关联（Context）。终结点发送和／或接收一个或者多个数据流。在一个多

会议中，一个终结点可以支持多种 ，并且发送或者接收多个 流。MG在创建终结点时，赋予终结点一个唯一的标识TERMINATIONID来标识终结点。21《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.248协议的连接模型终结点分为两类:半

性终结点（代表物理实体）临时性终结点（代表临时性的信息流）终结点与信号的关系：终结点支持的信号包括MG产生的

流和线上信号。通过信号可使终结点对事件进行监测，并将情况报告MGC，还可通过信号使终结点对MG发起的动作进行监测。22《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.248协议的连接模型关联表明了一些终结点之间的连接关系。空关联是不与其他任何终结点相联系的所有终结点的集合。

关联的属性包括：关联标识符;拓扑:描述一个关联中终结点间的 流方向;关联的优先级:告知MG在处理关联时的先后次序;紧急呼叫的标识符:MG优先处理此类呼叫。23《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议24《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.248协议的连接模型终结点一次只能存在于一个关联中。在一个关联中可以存在的终结点的最大数目完全由MG的特性来决定。支持多点会议的MG在每个关联中可支持三个或更多的终结点。H.248协议较

协议的优势与

协议相比，H.248协议可支持更多类型的接入技术并支持终端的移动性。H.248最显著之处在于比

所允许的规模更大。H.248协议通过增加包的定义来对协议的功能进行扩展，因而比

具有更大的灵活性。25《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.248/MEGACO协议的应用软交换网关H.248/MEGACO终端H.248H.24826《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议27《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.248协议命令H.248协议使用命令对连接模型中的逻辑实体进行管理，命令提供了对关联和终结点特性完全控制的机制。大部分命令都是由MGC作为命令起始者发起，MG作为命令响应者接收，从而实现MGC对MG的控制。H.248协议命令包括：ADD、MODIFY、MOVE、

SUBTRACT、AUDITVALUE、AUDITCAPABILITY等。28《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议SIP协议是应用层控制协议，基于文本格式的客户-服务器概念，终端具有较高的智能型，网络只是为其提供路由、认证等服务。终端完全可以自己发起请求，建立连接。SIP协议主要用于SIP终端和软交换之间、软交换和软交换之间以及软交换与应用服务器之间。会话初始协议(SIP)概述会话初始协议(SIP)概述SIP也作为一个应用层的多

会话信令协议，可以被用来发起一个会话进程、在会话中邀请其他参加者加入会议。SIP协议主要用于语音与数据相结合的业务、多

业务的呼叫建立与

。SIP协议可以与其他用于建立呼叫的信令系统或协议结合使用，它在设计上充分考虑了对其他协议的可扩展性。29《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议SIP协议网络体系结构30《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议SIP协议的网络组件网络组件包括：用户（Server）。(UA)和网络服务器用户 分为用户 客户端(UAC)和服务器(UAS)：UAC负责发起SIP呼叫请求；

UAS负责对呼叫请求作出相应。网络服务器(Server）：主要为用户提供

、认证、鉴权、路由等服务。网络服务器(Server）分为 服务器（

Proxy

）

、重定向服务器（Redirect

Server）和

服务器（Register）。31《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议服务器（Proxy）

服务器提供路由功能，其他客户机发起的请求，请求由本地服务器响应或可能被翻译之后再传送给其他服务器。

服务器在转发请求之前需要对原请求消息进行解释，而且必要的话还必须重写原请求消息。

服务器分为有状态（Stateful

Proxy）和无状态（Sta

ess

Proxy）两种：Stateful

Proxy记录转发呼叫的状态信息；

Sta

ess

Proxy不记录转发呼叫的状态信息。32《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议服务器（Proxy）StatefulProxy通常位于SIP网络的边缘，为SIP网络的运营管理提供相关的信息。Sta

ess

Proxy通常位于SIP网络的

，因为

Proxy需要处理大量的呼叫，不保留呼叫状态可以大大提高系统的处理能力。33《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议重定向服务器（RedirectServer）重定向服务器接收SIP请求、把该地址映射成零个或

个新地址并把这些地址返回给请求客户。不同于

服务器，重定向服务器不发起它自己的SIP请求。不同于用户

服务器，重定向服务器不接受呼叫。34《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议服务器（Register）服务器接受终端的Register请求。用户终端在启动后都需要进行，记录。一个

服务器通常和一个

或重定向服务器位于同一物理实体中。并可提供定位服务（Location

Services）。35《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议定位服务器（LocationServer）定位服务器提供定位服务，使SIP重定向和

服务器获得被叫方的可能位置信息（被呼叫用户的地址）。定位服务器可以和SIP网络服务器结合在一起，但定位服务器并不属于SIP网络服务器的范畴。36《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议37《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议SIP消息SIP协议借鉴了HTTP协议（RFC2068）的设计思想，有很多消息格式与之相同。SIP消息是SIP客户终端和服务器之间通信的基本信息单元，SIP消息基于文本编码格式。SIP消息分为两类：UAC到UAS的请求消息（Request）UAS到UAC的响应消息（Response）SIP协议的应用应用服务器软交换软交换SIPSIP

SIPSIP终端《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议SIP终端38呼叫控制协议(H.323建议)概述H.323建议是基于IP的网络进行音频、、和数据通信应用的标准协议。H.323结构为集中式对等的，比较成熟，为设备的稳定性提供了保证，有助于实现不同厂商设备间的互操作。H.323协议被普遍认为是目前在分组网上支持语音、图象和数据业务最成

协议。它是由ITU-T第16研究组

，该协议已经成为ITU-T近几年在通信领域推出的

程度最高的协议。39《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议呼叫控制协议(H.323建议)概述我国目前IP

网上使用的H.323协议基本上是第二版，目前ITU-T已经推出H.323v3和H.323v4版。与H.323v2相比，H.323v3重点增加了网关控制协议、管理域间协议、移动管理协议、H.323系统和协议的管理信息库（MIB）等。H.323v4在H.323v3的基础上重点对QoS的问题进行补充。40《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.323建议的功能ITU的H.323系列建议定义了在无服务质量保证的Internet或其他分组网络上多 通信的协议及其规程。H.323标准为局域网、广域网、Intranet和Internet上的多 提供技术基础保障，同时又发展成为满足Internet 技术复杂要求的协议系列。H.323提供设备之间、应用之间和提供商之间的互操作性，它不依赖于网络结构，独立于操作和硬件平台，支持多点功能、多播和带宽管理。41《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议42《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.323系列建议的功能H.323具备相当的灵活性，支持包含不同功能的节点之间的会议和不同网络之间的会议。H.323不仅仅只针对IP，还包括了关于IPX/SPX或ATM上进行应用的内容。H.323的协议栈43《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议《H.323各协议间的关系45《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.323各协议间的关系H.323包罗了众多的协议，各协议在不同网络层次上一起工作。中间层的协议使用其下层协议提供服务，并向其上层协议提供服务。H.323协议的控制和数据信息通过可靠的传输控制协议(TCP)协议进行传输，而声音数据、电视数据、声音/电视的控制信息以及部分会务控制信息则通过可靠性不保证的用户数据包协议(UDP)来传输。46H.323各协议间的关系H.323协议可通过

集成到信息包交换网络上，因此可在信息包交换网络上进行实时的多

通信。按照H.323标准构造的部件可在IP网络上建立呼叫、交换压缩/电视数据和召开会议，并且还能与非H.323端点进行通信。《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.323系统的拓扑结构《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.323系统的拓扑结构H.323系统是在不保证服务质量的分组网中提供多

通信业务。H.323系统由终端、网关、多点控制单元(MCU)等单元组成。其中，终端、网关和MCU统称为端点。

H.323描述了不同通信协议在上述单元间使用的方式：48《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议49《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.323系列建议中的主要协议H.225.0协议H.245协议实时传输协议（RTP）和实时流控制传输协议（RTCP）H.225.0协议主要功能：---

状态（RAS）信令功能；---呼叫信令功能；RAS信令功能：---采用H.225.0中的消息在端点和网守间实现，接入认可，带宽修改，状态和拆除程序功能。---RAS信令通路打开后才能建立其他H.323通路。50《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议51《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.225.0协议呼叫信令功能：---采用H.225.0呼叫信令在H.323端点间建立连接。---呼叫信令通路在H.245控制通路和其他逻辑通路之前打开。52《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.245协议主要功能：---控制功能；---能力交换；---逻辑通路信令；---模式选择；---主从决定；H.245的控制功能采用H.245控制通路交换端到端控制信息，保证H.323实体的

。根据系统中是否有网守，H.245控制信令通路在两个端点间或一个端点和一个网守间建立。单个终端，网关或网守可能支持多个呼叫和多个H.245控制通路。53《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议54《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.245的能力交换功能提供独立的接收和发送功能；接受能力描述终端接收和处理输入流的能力，发送方的消息应是接收方已指明能否接收的。传送能力描述终端传送信息流的能力，为接受方提供几种可能的操作模式，让接收方选择最佳的模式。55《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议H.245的其他功能逻辑通路信令功能：---逻辑通路承载从一个发送方至另一个或多个接收方的信息。---逻辑通路被打开时，打开逻辑通路消息全面描述逻辑通路的内容，逻辑通路不再使用时，可关闭。模式选择功能：---接收方向发送方发送一个特定模式，发送方必须顺从。H.450系列H.450系列建议描述了用于实现补充业务控制的H.323实体间的规程和信令协议。H.450.1建议规定用于IP

补充业务的通用功能协议，该协议适用于所有的H.323补充业务。H.450.1提供的控制补充业务的信令协议，与补充业务和呼叫的相关性没有关系。56《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议57《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议RTP和RTCP协议IETF定义的实时传输协议（RTP）是用来解决

LAN和Internet上实时通信问题的一种技术方案。RTP可以用于任何实时的数据流。RTP定义了一种承载等时数据IP包的格式，包括：所传送数据的类型信息时间戳（timestamps）序列号（sequence

number）RTCP通常和RTP一同使用，可用于承载关于传输质量的反馈（如分组的平均丢失率等）。58《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议RTP和RTCP协议RTP和RTCP借助于资源预留协议（RSVP）所提供的能力来解决资源预留和QoS（服务质量）的控制问题。通常，RTP/RTCP用在UDP上，RTP一般被分配在一个偶数UDP端口上，而

RTCP被分配在下一个奇数UDP端口上。59《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议RTP的应用RTP可以在基于分组包的网络上传送数据，并且允许抖动和包丢失现象存在。

应用一：RTP的序列号和时戳。每个RTP包都带有一个序列号和一个时间戳，根据应用，它们可以多种方式使用。应用二：有效负荷类型（PT）。每个

RTP包的有效负荷就是该包中所含的实时数据信息。它的格式是一个网桥树，必须由应用或RTP的概括来定义。60《网络协议与应用》第9章：NGN的主要协议RTP的分组包结构RTP分组是一个由规定RTP头部、组合源的可能空表