VOIP基础.ppt

VOIP基础.提纲1.VOIP1.VOIP概述概述2.2.语音编码语音编码3.3.呼叫控制协议呼叫控制协议4.4.传输协议传输协议5.5.总结总结.VOIP基本原理VOIP:Voice over IPVOIP:Voice over IPVOIPVOIP模型的基本结构模型的基本结构.VOIP与传统电话的比较.VOIP的优缺点优点：优点：价格低廉价格低廉可提供的业务较多可提供的业务较多网络利用率高网络利用率高可以与可以与InternetInternet应用很好融合应用很好融合符合三网合一的发展方向符合三网合一的发展方向缺点：缺点：服务质量：延迟和抖动较大服务质量：延迟和抖动较大稳定性：断电保护稳定性：断电保护安全性：容易遭受攻击和窃听安全性：容易遭受攻击和窃听.VOIP应用方式VOIPVOIP三种典型应用方式：三种典型应用方式：PCPC机用户与机用户与PCPC机用户间通过机用户间通过IPIP网络进电话或传真通信，这是最初的应用；网络进电话或传真通信，这是最初的应用；PCPC机用户与机用户与PSTNPSTN或或PBXPBX用户通过用户通过IPIP网络进行电话或传真通信；网络进行电话或传真通信；PSTNPSTN或或PBXPBX用户通过用户通过IPIP网络进行电话或传真通信；网络进行电话或传真通信；.VOIP产品形态SoftphoneSoftphoneX-Lite,Skype,QQX-Lite,Skype,QQATA:Analog Telephone AdapterATA:Analog Telephone AdapterIAD:Integrated Access DeviceIAD:Integrated Access DeviceAG:Access GatewayAG:Access GatewayIP-PBXIP-PBX.VOIP组网图F420F420在无锡商用组网图在无锡商用组网图.POTS语音接口介绍FXS(FXS(Foreign Exchange Station):Foreign Exchange Station):用于连接到传统电话机，调制解调器，传真机和用于连接到传统电话机，调制解调器，传真机和模拟交换机。模拟交换机。FXO(Foreign Exchange Office):FXO(Foreign Exchange Office):也就是直也就是直接以模拟方式与电话局的程控交换机相接以模拟方式与电话局的程控交换机相连的接口。连的接口。FXOFXO接口的设备只能与有接口的设备只能与有FXSFXS接口的设备相互连接。接口的设备相互连接。简单理解为：简单理解为：FXOFXO为普通电话机接口，需要远程馈电；为普通电话机接口，需要远程馈电；FXSFXS接口为接口为PBXPBX的内线分机接口，向远程馈电；的内线分机接口，向远程馈电；两种连接方式：两种连接方式：.1.VOIP1.VOIP概述概述2.2.语音编码语音编码3.3.呼叫控制协议呼叫控制协议4.4.传输协议传输协议5.5.总结总结.脉冲编码调制PCM:Pulse Code ModulationPCM:Pulse Code ModulationPCMPCM的过程：的过程：采样采样(Sampling)8000Hz(Sampling)8000Hz量化量化(quantizing)(quantizing)对采样结果赋予一个特定范围内的整数值对采样结果赋予一个特定范围内的整数值编码编码(Coding)8bit(Coding)8bitNyquistNyquist定理：如果以最高频率的两倍速率采样，就可以将信号完整地恢复定理：如果以最高频率的两倍速率采样，就可以将信号完整地恢复到模拟形式。到模拟形式。一个话路的一个话路的PCMPCM信号速率：信号速率：8000 x8=64kbps8000 x8=64kbpsPCM-u:PCM-u:北美，日本北美，日本PCM-A:PCM-A:欧洲及其他地区欧洲及其他地区.编码算法与性能比较了解常见编码方案：了解常见编码方案：G.711-PCMG.711-PCMG.726-ADPCMG.726-ADPCMG.729-CELPG.729-CELPG.723.1-MP-MLQG.723.1-MP-MLQiLBCiLBC.1.VOIP1.VOIP概述概述2.2.语音编码语音编码3.3.呼叫控制协议呼叫控制协议4.4.传输协议传输协议5.5.总结总结.VOIP呼叫控制协议VOIPVOIP主要的呼叫控制协议有：主要的呼叫控制协议有：SIPSIPMGCPMGCPH.248/MEGACOH.248/MEGACOH.323H.323P2PP2P.SIP协议概述SIP(Session Initiation ProtocolSIP(Session Initiation Protocol，即初始会话协议，即初始会话协议)，是一个应用层控制（信令），是一个应用层控制（信令）协议，用于建立，修改和终止一个或多个参与者的多媒体会话。协议，用于建立，修改和终止一个或多个参与者的多媒体会话。SIPSIP是一个基是一个基于文本的协议，由于文本的协议，由RFC3261RFC3261定义。定义。SIPSIP在协议栈中的位置在协议栈中的位置.SIP协议提供的功能用户定位：检查用于通信的终端系统的位置；用户定位：检查用于通信的终端系统的位置；用户能力：检查通信媒体和媒体的使用参数；用户能力：检查通信媒体和媒体的使用参数；用户有效性：检查用户是否空闲和是否愿意加入通信；用户有效性：检查用户是否空闲和是否愿意加入通信；建立会话：建立主叫和被叫的呼叫参数；建立会话：建立主叫和被叫的呼叫参数；会话管理：会话管理：包括发送和终止会话，修改会话参数，激活服务等包括发送和终止会话，修改会话参数，激活服务等 对话和会话对话对话(Dialog):A peer-to-peer SIP relationship between two user agents that(Dialog):A peer-to-peer SIP relationship between two user agents that persists for some timepersists for some time。对话由对话由INVITE(INVITE(或或SUBSCRIBE)SUBSCRIBE)请求发起。请求发起。会话会话(Session):(Session):A multimedia session is a set of multimedia senders and receivers A multimedia session is a set of multimedia senders and receivers and the data streams flowing from senders to receivers.and the data streams flowing from senders to receivers.会话利用会话利用SDPSDP的的offer/answeroffer/answer模式建立起来。模式建立起来。多个对话构成一个会话。多个对话构成一个会话。对话主要是控制信令层面的概念。对话主要是控制信令层面的概念。会话主要是用户媒体层面的概念。会话主要是用户媒体层面的概念。.SIP协议的实体模型用户代理用户代理(User agent):UAC,UAS(User agent):UAC,UAS；代理服务器代理服务器(Proxy):(Proxy):主要提供路由选择；主要提供路由选择；重定向服务器重定向服务器(Redirect server):(Redirect server):为接收到的请求产生为接收到的请求产生3xx3xx响应并指示响应并指示UACUAC联联系另一个系另一个URIURI；注册服务器注册服务器(Registrar server):(Registrar server):接受接受SIPSIP注册请求并更新数据库；注册请求并更新数据库；背靠背用户代理背靠背用户代理(Back-to-Back UA)(Back-to-Back UA).Registration“Im Alice,and Ill be using aphone at 192.168.0.1 today!”192.168.0.1SIP SWhen I get a call for Alice,Ill know to contact her at 192.168.0.1!10.0.1.1“Lunch time!Use my mobileat 10.0.1.1”Ah,now I will have to use 10.0.1.1 to reach Alice.P“I need to call Bob!”“Call here for Bob from Alice”“Call for youfrom Alice!”Bob is over at .Ill proxy the call over there!.R“I need to call Bob!”“Call here for Bob from Alice”“Call for youfrom Alice!”“Try him at ”“Call here for Bob from Alice”.SIP消息请求INVITEINVITE：发起会话请求：发起会话请求ACKACK：对：对INVITEINVITE请求的响应消息的确认请求的响应消息的确认BYEBYE：结束会话：结束会话CANCELCANCEL：取消尚未完成的请求：取消尚未完成的请求REGISTERREGISTER：注册：注册OPTIONSOPTIONS：查询服务器的能力：查询服务器的能力.SIP消息响应1xx1xx：临时响应，：临时响应，也就是消息性质的应答，标志了对方服务器正在处也就是消息性质的应答，标志了对方服务器正在处理请求，并且还没有决定最后的应答。理请求，并且还没有决定最后的应答。2xx2xx：成功，：成功，这个应答表示请求被成功解析和执行。这个应答表示请求被成功解析和执行。3xx3xx：重定向，：重定向，是用于提示用户的新位置信息的，或者为了满足呼叫是用于提示用户的新位置信息的，或者为了满足呼叫而转发的额外服务地点。而转发的额外服务地点。4xx4xx：客户端错误，服务器不能解析该请求或该求不能被执行。：客户端错误，服务器不能解析该请求或该求不能被执行。5xx5xx：服务端错误，请求可能是有效的，但服务器不能执行它。：服务端错误，请求可能是有效的，但服务器不能执行它。6xx6xx：全局错误，任何服务器都不能处理请求。：全局错误，任何服务器都不能处理请求。.有代理的SIP呼叫.MGCP协议简介MGCP(Media Gateway Control Protocol,MGCP(Media Gateway Control Protocol,媒体网关控制协议媒体网关控制协议)，是一个分布式，是一个分布式IPIP电电话网关系统的内部协议，用于控制来自外部呼叫控制单元的话网关系统的内部协议，用于控制来自外部呼叫控制单元的IPIP语音（语音（VoIPVoIP）网关。从本质上说网关。从本质上说MGCPMGCP是一个主是一个主/从协议，网关需要执行媒体网关控制器发从协议，网关需要执行媒体网关控制器发出的命令。出的命令。MGCP MGCP由由IETFIETF制定。制定。MGC(Media Gateway Controller):MGC(Media Gateway Controller):媒体网关控制器，也就是呼叫代理，主要完成媒体网关控制器，也就是呼叫代理，主要完成与呼叫过程相关的信令功能，对媒体网关和信令网关的操作过程进行控制和与呼叫过程相关的信令功能，对媒体网关和信令网关的操作过程进行控制和管理。管理。MGW(Media Gateway):MGW(Media Gateway):将一种网络中的媒体转换成另一种网络所要求的媒体格将一种网络中的媒体转换成另一种网络所要求的媒体格式。式。MGCPMGCP在在UDPUDP上传送，基于文本编码。上传送，基于文本编码。.MGCP的连接模型端点端点(Endpoint):(Endpoint):就是数据信源和数据信宿。端点可以分为物理端点和虚拟端点。就是数据信源和数据信宿。端点可以分为物理端点和虚拟端点。物理端点：模拟线路，数字通道物理端点：模拟线路，数字通道虚拟端点：媒体资源虚拟端点：媒体资源连接连接(Connection):(Connection):是建立在给定端点和一个是建立在给定端点和一个RTP/IPRTP/IP会话之间的联系会话之间的联系,它由唯一的它由唯一的连接标识（连接标识（connect IDconnect ID）标识。）标识。端点和连接的关系：端点和连接的关系：.事件和信号事件事件(event)(event)和信号和信号(signal)(signal)是是MGCPMGCP的核心概念。的核心概念。CACA可以要求端点在检测到某些事件，如摘机、挂机、瞬断可以要求端点在检测到某些事件，如摘机、挂机、瞬断(拍叉簧拍叉簧)或拨号号码发或拨号号码发生时，向其发送通知；也可以请求将某些信号，如拨号音、回铃音、忙音加生时，向其发送通知；也可以请求将某些信号，如拨号音、回铃音、忙音加到其端点上。到其端点上。在在MGCPMGCP中，中，event event 和和 signal signal 被定义在被定义在PackagePackage中。中。线路包：线路包：L/hd,L/dl,L/bzL/hd,L/dl,L/bzDTMFDTMF包：包：d/0d/0通用媒体包：通用媒体包：G/ftG/ft.MGCP命令动词动词动词动词 ASCIIASCII代代代代码码码码 作作作作 用用用用端点配置端点配置端点配置端点配置 EPCFEPCFCA-MGCA-MG通知网关某端点电路侧的编码特性通知网关某端点电路侧的编码特性通知网关某端点电路侧的编码特性通知网关某端点电路侧的编码特性创建连接创建连接创建连接创建连接 CRCXCRCXCA-MGCA-MG将某端点和指定的将某端点和指定的将某端点和指定的将某端点和指定的IPIP地址和地址和地址和地址和UDPUDP端口关联端口关联端口关联端口关联修改连接修改连接修改连接修改连接 MDCXMDCXCA-MGCA-MG改变先前建立连接的参数改变先前建立连接的参数改变先前建立连接的参数改变先前建立连接的参数删除连接删除连接删除连接删除连接 DLCXDLCXCA-CAMGMG从呼叫代理向网关发送，用于指示网关中断一个连接。从呼叫代理向网关发送，用于指示网关中断一个连接。从呼叫代理向网关发送，用于指示网关中断一个连接。从呼叫代理向网关发送，用于指示网关中断一个连接。若从网关发往呼叫代理，表示由于网关的硬件故障，该若从网关发往呼叫代理，表示由于网关的硬件故障，该若从网关发往呼叫代理，表示由于网关的硬件故障，该若从网关发往呼叫代理，表示由于网关的硬件故障，该连接已不能再维持连接已不能再维持连接已不能再维持连接已不能再维持通知请求通知请求通知请求通知请求 RQNTRQNTCA-MGCA-MG请求网关监视某端点发生的某些事件，如发生则通知呼请求网关监视某端点发生的某些事件，如发生则通知呼请求网关监视某端点发生的某些事件，如发生则通知呼请求网关监视某端点发生的某些事件，如发生则通知呼叫代理叫代理叫代理叫代理通知通知通知通知 NTFYNTFYMG-CAMG-CA网关通知呼叫代理，请求监视的某些事件已发生网关通知呼叫代理，请求监视的某些事件已发生网关通知呼叫代理，请求监视的某些事件已发生网关通知呼叫代理，请求监视的某些事件已发生审计端点审计端点审计端点审计端点 AUEPAUEPCA-MGCA-MG获得某端点或一组端点的详细信息获得某端点或一组端点的详细信息获得某端点或一组端点的详细信息获得某端点或一组端点的详细信息审计连接审计连接审计连接审计连接 AUCXAUCXCA-MGCA-MG检索某端点上某连接的信息检索某端点上某连接的信息检索某端点上某连接的信息检索某端点上某连接的信息重启动进重启动进重启动进重启动进行中行中行中行中 RSIPRSIPMG-CAMG-CA告之某端点或一组端点退出服务或投入服务告之某端点或一组端点退出服务或投入服务告之某端点或一组端点退出服务或投入服务告之某端点或一组端点退出服务或投入服务.MGCP呼叫流程.H.248/MeGaCoH.248/Megaco(Media Gateway Control Protocol)H.248/Megaco(Media Gateway Control Protocol)，简称，简称H.248H.248协议，是协议，是IETFIETF、ITU-TITU-T制定的制定的媒体网关控制协议，一个非对等协议，用在媒体网关控制器（媒体网关控制协议，一个非对等协议，用在媒体网关控制器（MGCMGC）和媒体网关）和媒体网关（MGMG）之间的通信。）之间的通信。H.248H.248协议是在协议是在MGCPMGCP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。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。IPDC+SGCP MGCP H.248IPDC+SGCP MGCP H.248 H.248H.248相对相对MGCPMGCP的改进的改进:H.248H.248增加了许多包和属性的详细定义。增加了许多包和属性的详细定义。H.248H.248能够支持更大规模的网络应用。能够支持更大规模的网络应用。H.248H.248更便于对协议进行扩充，灵活性更强。更便于对协议进行扩充，灵活性更强。H.248H.248支持多媒体，支持多媒体，MGCPMGCP不支持。不支持。H.248H.248已逐渐取代已逐渐取代MGCPMGCP发展成为媒体网关控制协议的标准。发展成为媒体网关控制协议的标准。H.248H.248可以在可以在UDPUDP和和TCPTCP上传输，基于文本和二进制编码。上传输，基于文本和二进制编码。.H.248的连接模型终端终端(Termination):MG(Termination):MG的逻辑实体，发起和（或）接收一个或多个媒体的逻辑实体，发起和（或）接收一个或多个媒体流或控制流。流或控制流。半永久性终端半永久性终端:代表物理实体，如一个代表物理实体，如一个TDMTDM信道；信道；临时性终端临时性终端:代表临时性的信息流，如代表临时性的信息流，如RTPRTP流；流；关联关联(Context):(Context):也叫上下文，是一组终端之间的联系。也叫上下文，是一组终端之间的联系。空关联空关联(Null):(Null):是一种特殊的关联，它包含所有那些与其它终端没有联系的终端。是一种特殊的关联，它包含所有那些与其它终端没有联系的终端。.连接模型示例Media GatewayCONTEXT C1Term.RTP/1RTP StreamTerm.A1TDM ChannelTerm.RTP/2CONTEXT C2RTP Stream呼叫等待-A1收到等待信号.连接模型示例Media GatewayCONTEXT C1Term.RTP/1RTP StreamTerm.A1TDM ChannelCONTEXT C1Term.RTP/2RTP Stream呼叫等待-A1应答.H.248消息结构事务事务(Transaction):MG(Transaction):MG和和MGCMGC之间的一组命令组成了事务。事务保证命之间的一组命令组成了事务。事务保证命令的有序执行。即在一个事务中的命令是顺序执行的。令的有序执行。即在一个事务中的命令是顺序执行的。一个消息一个消息(Message)(Message)包含多个事务，消息中的事务相互没有关系，可以单独处理；包含多个事务，消息中的事务相互没有关系，可以单独处理；事务由多个行动（事务由多个行动（ActionAction）构成，事务里面的行动必须按照顺序执行。行动）构成，事务里面的行动必须按照顺序执行。行动由一系列局限于一个上下文的多个命令组成。由一系列局限于一个上下文的多个命令组成。H.248H.248消息结构：消息结构：.H.248消息示例一个典型的H.248消息.AG-AG的呼叫流程.1.VOIP1.VOIP概述概述2.2.语音编码语音编码3.3.呼叫控制协议呼叫控制协议4.4.传输协议传输协议5.5.总结总结.传输协议RTP(Real-time Transport Protocol,RTP(Real-time Transport Protocol,实时传输协议实时传输协议):):提供端对端的实时数据传输服提供端对端的实时数据传输服务，务，RTPRTP使用的传输层协议一般为使用的传输层协议一般为UDPUDP。不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制 ；不提供流量控制或拥塞控制不提供流量控制或拥塞控制 ；RTCP(Real-Time Transport Control Protocol,RTCP(Real-Time Transport Control Protocol,实时传输控制协议实时传输控制协议):):监控监控RTPRTP的服务的服务质量和网络拥塞程度。在质量和网络拥塞程度。在RTPRTP会话期间，各参与者周期性地传送会话期间，各参与者周期性地传送RTCPRTCP包。包。RTCPRTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。.SDPSDP(Session Description Protocol,SDP(Session Description Protocol,会话描述协议会话描述协议):):为会话通知、会话邀请和其它为会话通知、会话邀请和其它形式的多媒体会话初始化等目的提供多媒体会话描述。形式的多媒体会话初始化等目的提供多媒体会话描述。SDP SDP 完全是一种会话完全是一种会话描述格式描述格式-它不属于传输协议它不属于传输协议。多媒体会话就是泛指一组多媒体发送方和接收方以及发送方送往接收方的媒体流多媒体会话就是泛指一组多媒体发送方和接收方以及发送方送往接收方的媒体流。为了接收会话，接收方需要知道：为了接收会话，接收方需要知道：会话使用哪个地址会话使用哪个地址UDPUDP端口号端口号要使用的音频要使用的音频/视频编码器视频编码器会话的一些信息会话的一些信息(名称、描述名称、描述)联系信息联系信息活动时间活动时间SDPSDP的基本目的是为这类信息定义一个标准语法。的基本目的是为这类信息定义一个标准语法。SDPSDP会话描述完是文本格式。会话描述完是文本格式。.会话描述示例会话描述包括两个部分：会话描述包括两个部分：会话级描述部分给出适用于整个会话和所有媒体流的描述信息，以会话级描述部分给出适用于整个会话和所有媒体流的描述信息，以”v=”v=”文本行开文本行开始。始。媒体级描述部分给出只适用于该媒体流的信息，以媒体级描述部分给出只适用于该媒体流的信息，以“m=”“m=”文本行开始。一个会话描文本行开始。一个会话描述可以包含零个或多个媒体级描述。述可以包含零个或多个媒体级描述。会话描述说明：会话描述说明：.1.VOIP1.VOIP概述概述2.2.语音编码语音编码3.3.呼叫控制协议呼叫控制协议4.4.传输协议传输协议5.5.总结总结.总结需要了解：需要了解：VOIPVOIP的基本原理的基本原理PCMPCM编码的基本原理编码的基本原理SIP,H.248,MGCPSIP,H.248,MGCP协议的基本概念协议的基本概念RTP/RTCP/SDPRTP/RTCP/SDPQ&AQ&A.谢谢大家！.