VoIP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)淺析

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  隨著全球性的市場開放和競爭的日益激烈,傳統(tǒng)的電信網(wǎng)技術(shù)正發(fā)生深刻的變革,通信市場的競爭也愈演愈烈。語音網(wǎng)上基于原電路交換的業(yè)務(wù)將逐漸轉(zhuǎn)移到以分組交換和數(shù)據(jù)通信為基礎(chǔ)的機構(gòu)上,IP將占主要地位,VoIP技術(shù)成為通信行業(yè)最火熱的焦點之一。   目前在國際上,應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議包括ITU-T提出的H.323協(xié)議和IEEE提出的SIP協(xié)議。 1、H.323協(xié)議   H.323協(xié)議是目前在VoIP網(wǎng)絡(luò)中被用得最廣泛的一種信令協(xié)議,其作用范圍如圖1所示。這一體系結(jié)構(gòu)包括了H.323終端、網(wǎng)關(guān)、關(guān)守及多點控制單元(MCU)。H.323的總體目標(biāo)實現(xiàn)H.323端點之間媒體流交換。 圖1 H.323的范圍及H.323終端的交互  其中,H.323終端是與其他H.323端點進(jìn)行實時通信的端點;網(wǎng)關(guān)是在H.323網(wǎng)絡(luò)和其他類型網(wǎng)絡(luò)之間提供轉(zhuǎn)換服務(wù)的H.323端點,網(wǎng)關(guān)兩側(cè)信令協(xié)議及媒體格式之間的轉(zhuǎn)換在網(wǎng)關(guān)內(nèi)部進(jìn)行;關(guān)守在H.323網(wǎng)絡(luò)中,是一個可選實體,存在時,可以控制(指對來自一個或多個端點的訪問進(jìn)行授權(quán),并可允許或拒絕端點發(fā)來的任何呼叫)許多H.323終端、網(wǎng)關(guān)和多點控制器;多點控制器(MC)是一個管理多個終端和/或網(wǎng)關(guān)之間多點會議的H.323端點。MC指出可被各個實體共享的媒體,還可以改變資源的配置。MC的位置,可以被安置在一個獨立的MCU中,也可以與網(wǎng)關(guān)、關(guān)守或H.323終端等實體結(jié)合在一起。   H.323協(xié)議是一個龐大的協(xié)議族,包括許多相關(guān)的協(xié)議,形成了一個協(xié)議棧,如圖2所示。媒體交換是通過運行在UDP上的RTP來實現(xiàn)的,只要有RTP則RTCP是不可少的。RTP協(xié)議為音頻、視頻等實時數(shù)據(jù)提供端到端的傳遞服務(wù),可以向接收端點傳送恢復(fù)實時信號必需的定時和順序信息,RTCP協(xié)議能向收發(fā)雙方和網(wǎng)絡(luò)運營者提供QoS的監(jiān)測手段。 圖2 H.323協(xié)議棧  實際中在H.323端點之間交換的消息是由H.225.0和H.245這兩個協(xié)議定義。H.225.0協(xié)議包括兩個部分,一部分是IUT-T Q.931建議的變體,用于在H.323端點之間建立以及拆除連接,被稱作呼叫信令或是Q.931信令。另一部分被稱作登錄、許可和狀態(tài)(RSA)信令,用于端點和關(guān)守之間,使關(guān)守用該信令來許可或是拒絕端點對網(wǎng)絡(luò)資源的訪問。H.245是用于兩個或多個端點之間的控制協(xié)議,它可以確保一個實體只發(fā)送能夠被另一個實體接收和理解的媒體,其運行在端點之間的一條或多條邏輯信道上。   上述這三個信令協(xié)議——RAS,Q.931和H.245,可用來建立呼叫、維持呼叫和拆除呼叫。不同協(xié)議消息的傳遞是交替進(jìn)行的,圖3簡單描述了一個呼叫的建立過程以及呼叫過程中各相關(guān)協(xié)議的控制作用?梢赃@樣理解:當(dāng)一個端點想要與另一個端點建立呼叫時,首先,源端點使用RAS信令來從一個關(guān)守那里獲得許可;然后,源端點用Q.931信令來建立與目的端點的通信;最后,源端點使用H.245控制信令與目的端點協(xié)商媒體參數(shù)并建立媒體傳送。 圖3 呼叫過程與協(xié)議控制2、SIP協(xié)議   SIP是由IETF開發(fā)的一種信令協(xié)議,用來處理多媒體會話的建立、更改、拆卸,與其他協(xié)議比較,SIP描述了潛在的會話參與者的會話特征。SIP中定義了兩類基本的網(wǎng)絡(luò)實體,客戶機和服務(wù)器。客戶機是指為了向服務(wù)器發(fā)送請求而與服務(wù)器建立連接的應(yīng)用程序,服務(wù)器是用于向客戶機發(fā)出的請求提供服務(wù)并回送應(yīng)答的應(yīng)用程序。共有四種不同類型的服務(wù)器:  。1)用戶代理服務(wù)器:當(dāng)接到SIP請求時它聯(lián)系用戶,并代表用戶返回響應(yīng)。   (2)代理服務(wù)器:代表其他客戶機發(fā)起請求,既充當(dāng)服務(wù)器又充當(dāng)客戶機的媒介程序。在轉(zhuǎn)發(fā)請求之前,它可以改寫原請求消息中的內(nèi)容。  。3)重定向服務(wù)器:它接收SIP請求,并把請求中的原地址映射成零個或多個新地址,返回給客戶機。  。4)注冊服務(wù)器:它接收客戶機的注冊請求,完成用戶地址的注冊。   SIP網(wǎng)絡(luò)實體之間的溝通是由SIP消息來完成,其語法構(gòu)成是基于文本的,可以分為兩類消息類型,即請求消息和回應(yīng)消息。   每個消息都是由一個起始行,零個或多個首部和任意的消息體組成。對于請求消息,起始行為請求行,規(guī)定了所提交請求的類型,語法結(jié)構(gòu)為:request-line=method SP Request URI SP SIP-Version CRLF,其中定義了7種方法,名稱和描述如表1所示。對于回應(yīng)消息,起始行為狀態(tài)行,指出某個請求是成功還是失敗,語法結(jié)構(gòu)為status-line=SIP version SP status code DP reason-phrase CRLF,基中定義了狀態(tài)代碼,它的值在100和699之間,第一個數(shù)字表示回應(yīng)的級別,不同級別的說明如表2所示。消息首部提供了關(guān)于請求或回應(yīng)的更多信息以及用來承載額外信息的方式。消息體通常描述將要建立的會話類型,但SIP并不定義消息體的結(jié)構(gòu)或內(nèi)容,它是由另一個不同的協(xié)議來描述,最常見的為SDP(會話描述協(xié)議)。 表1 SIP請求方法描述[table]

方法

說明

INVITE

用來回應(yīng)呼叫用戶的一個請求

ACK

用來初始化一個會話

BYE

結(jié)束一個已連接的呼叫

CANCLE

用于取消一個已發(fā)出但未連接的呼叫

REGISTER

用于向注冊服務(wù)器注冊客戶端的相關(guān)信息

OPTI0N

用于查詢服務(wù)器的相關(guān)信息和功能

INF0

用來送出通信中的資訊但并不改變?nèi)魏瓮ㄐ诺臓顟B(tài)

[/table] 表2 SIP請求方法描述[table]

狀態(tài)碼

描述

1XX

通知

2XX

成功

3XX

重定向

4XX

請求失敗

5XX

服務(wù)器錯誤

6XX

全局性錯誤

[/table]   SIP協(xié)議支持三種呼叫方式,用戶代理客戶機向用戶代理服務(wù)器直接呼叫,用戶代理客戶機在重定向服務(wù)器輔助下重定向呼叫,由代理服務(wù)器代表用戶客戶機向被叫發(fā)起呼叫。以應(yīng)用代理服務(wù)器為例,說明一個簡單呼叫的建立過程,如圖4所示。 圖4 代理服務(wù)器建立呼叫過程3、H.323協(xié)議與SIP協(xié)議的比較  。1)兩種協(xié)議的編碼機制不同,H.323是使用二進(jìn)制編碼方式,實現(xiàn)比較復(fù)雜,而SIP是基于文本的協(xié)議,實現(xiàn)簡單。  。2)SIP會話請求過程和媒體協(xié)商過程等是一起進(jìn)行的,因此呼叫建立時間短,而在H.323中呼叫建立過程和進(jìn)行媒體參數(shù)等協(xié)商的信令控制過程是分開進(jìn)行的。  。3)H.323中定義了專門的協(xié)議用于補充業(yè)務(wù),而SIP只要充分利用已定義的頭域,必要時對頭域進(jìn)行簡單擴展就能很方便地支持補充業(yè)務(wù)或智能業(yè)務(wù),可擴展性強。   (4)H.323進(jìn)行集中,層次式控制,而SIP類似于其他的Internet協(xié)議,設(shè)計上就為分布式的呼叫模型服務(wù)的,具有分布的組播功能。   總之,H.323沿用的是傳統(tǒng)的電話信令模式,符合通信領(lǐng)域傳統(tǒng)的設(shè)計思想,已被廣泛接受,應(yīng)用比較成熟。而SIP協(xié)議借鑒了互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的設(shè)計思想,簡單、靈活等特點正吸引著越來越多的設(shè)備廠商關(guān)注和支持,并逐漸成為未來發(fā)展的方向,但還不夠成熟。目前,這兩種協(xié)議都在積極的尋求改進(jìn),很長時間內(nèi)將在VoIP服務(wù)中共存。

作者: 來源:中國聯(lián)通網(wǎng)站


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