构建新一代网络-IP语音与数据(1)

发布: 2007-6-23 21:39 | 作者: | 来源: | 查看: 11次 | 进入软件测试论坛讨论

　　
　　 ——IP语音与数据的融合（IPT）
　　
　　
　　
　　构建一个完整、可扩展的IP电话架构是我们在这篇文章要完成的任务。
　　
　　
　　
　　协议基础：
　　

　　当前，许多的协议及协议族支持分组语音技术，他们有的需要互相协作，有的可完整支持Voip，有的则不行。它们包括H323、SIP、Skinny、MGCP等，我们不可能了解所有协议的内部架构，所以这些协议在在我们试图拢清它们之间协作关系、扮演角色（在分组语音技术中）、可选/必选性等问题时感到迷惑，接下来我们尝试系统的介绍并梳理一下它们之间的关系：
　　
　　
　　
　　H.323：
　　
　　它是一个完整的协议族，H . 3 2 3是一个国际电信联盟（ I T U）标准，为基于分组的网络基础设施上的音频、视频和数据通信提供一个基础。它是最被广泛支持的IP网络与模拟网络之间煤体桥梁。它可以独立完成分组语音里几乎所有的事，所以它的体系也是庞大的。. H.3 2 3提供语音编码、简单的带宽管理、许可控制、地址转换、呼叫控制和管理以及外部网络链接等标准。Vo I P界采纳H . 3 2 3标准，努力实现多制造商设备的互操作。
　　
　　它的协议组件包括：
　　
　　1、煤体相关
　　
　　H.261 和 H.263 – 视频编码；
　　
　　G.711, G.723, G.729 – 音频编码.；
　　
　　RTP/RTCP – 煤体流传输.
　　
　　2、数据/传真
　　
　　T.120 – 数子会议
　　
　　T.38 – 传真
　　
　　3、呼叫控制和信令
　　
　　H.245 – 容量/能力通告, 煤体通道建立, 会议控制.
　　
　　H.225
　　
　　Q.931 – 呼叫信令和呼叫建立.
　　
　　RAS - 注册、许可和状态，用于端点（终端及网关）和G ATEKEEPER 之间的协议。它被用来从G ATEKEEPER 中执行注册、许可控制，带宽改变、状态改变和分离端点等功能。
　　
　　
　　
　　值得一提的是H.323已成熟的发展到第4版，在这版里真正引进的“哑”媒体网关概念，也就是将网关的控制功能和网关分开了（分成MG和MGC），它由MGCP和MDCP融合而成，标准为H.248。所以由此看来很难将这2个协议族（H.323和MGCP）彻底分开而独立工作，实际网络中上它们也经常共存和协作。
　　
　　
　　
　　大家可能都知道H.323角色组件包括：H.323终端、H.323网关（Gateway，GW）、网守（Gatekeeper，GK）、MCU（多点控制单元），关于H.323终端和H.323网关我想不用赘述，MCU在实际VOIP实现中经常是GK的一部分，它的角色也很明确：控制多点会议和组播。我们往往迷惑的是GK，它被认为是H.323中最有用的部件，可是我们不知道它该布置在哪儿？或者是否该被布置？的确如此，它和存在于M G C P中、称为Call Agent呼叫代理（现在呼叫代理的概念渐渐被MGC媒体网关控制器概念融合和取代）的非常相似。区别是MGC是对MG和SG（这里又涉及到SG信令网关：它提供H . 3 2 3和SS7 ISUP信令操作的相互配合。跟呼叫代理一样它也被MG融合和取代了）进行控制，而H.323的GK是对IP网络中的H.323操作进行控制，包括MG和H.323终端。在CISCO实现中GK特性是CCM3.3的一部分，由于技术选型的原因，Cisco并没有真正使用GK的RAS特性来完成终端和MG（媒体网关）的注册、许可、管理。CCM里的GK选项主要用来完成控制其他CCM集群，实现带宽控制和呼叫分配等，也就是用来控制CCM（cisco callmanager）。实际上在一个简单的VOIP实现中，GK的确是可选的，如果不选它那么你采用的就是媒体端点（比如作为MG的Cisco2600路由器）自行选路的直接呼叫信令路由。最好的例子就是Cisco的VOIP拨号对等体配置概念。
　　
　　
　　
　　MGCP:
　　
　　是由因特网工程任务组（ I E T F, Internet Engineering Task Force）所公布的媒体网关控制协议。MG C P用于集中控制：Vo I P网关，网络接入服务器和电路交换。正如名字所言，它的专长是通过MG和MGC控制媒体网关，适用于大规模IP 电话的使用。它常常与H.323同时存在于VOIP网络中，它可以与H.323实现交互，此时，它的MGC（或呼叫代理）就以一个H . 3 2 3 网守（GK）的身份进行工作的。这样处理就和H . 3 2 3网守的功能保持一致，即需要对H . 3 2 3终端进行地址转换以及呼叫控制服务。CISCO推荐使用MGCP作为VOIP网关的控制协议，实际上CISCO的大部分语音网关产品（包括Cisco 26/36/3700、VGA200、Catalyst4200等）都默认支持它。
　　
　　
　　
　　SIP：
　　
　　现在轮到分组语音技术的三大竞争对手（H.323、MGCP、SIP）里的最后一位也是最“年轻”“健壮”“有前途”的一位：SIP（会话初始话协议）出场了。S I P是用于因特网会议和电话服务的简单信令协议。它基于S M T P和HTTP ，是在IETF 多方多媒体会话控制（ M M U S I C）工作组中发展起来的。它定义了因特网上电话和多媒体会议的过程。S I P是应用层协议。S I P是继基于文本的S M T P和HTTP 协议之后基于客户/服务器结构的模型。在客户/服务器结构中，客户机发起呼叫，服务器响应呼叫。通过遵循这些已有的基于文本的因特网标准，故障诊断和网络调试就变得非常简单了。S I P系统包括两部分：用户代理和网络服务器。
　　
　　用户代理（ U A）是形成和接收S I P呼叫的S I P ，它包括：
　　
　　• 客户机被叫作用户代理客户机（ U A C），它被用来发起S I P请求。
　　
　　• 服务器被叫作用户代理服务器（ U A S），它接收从U A C来的请求并给用户返送响应。
　　
　　S I P有两种类型的网络服务器：
　　
　　• 代理服务器
　　
　　• 重定向服务器
　　
　　优点：
　　
　　• 简易性
　　
　　• 可扩展性
　　
　　• 模块化S I P具有很高的模块化程度。
　　
　　• 可升级性
　　
　　• 集成性因S I P可以将We b、电子邮件、媒体流应用和其他协议集成到一起。
　　
　　
　　
　　简单点说它是直接IP终端（如IP Phone、Netmeeting、MSN）之间最简单可行的语音处理协议了。它经常与MGCP共存协作以支持更复杂的VOIP网络之间的通信。CISCO也看到它的优点，所以CCM与IP Phone构成的IPT网络中cisco也使用SIP来完成呼叫，此时的IP Phone 就是一个UA，而CCM就扮演UAS。这样要扩展到支持10000部IP电话的圆区负载也是真正可以实现的了。（简单也是要付出代价的，一方面是对模拟网络支持较差，另一方面由于是通过明文发送，我认为SIP实现的VOIP会话存在严重的安全隐患，很难抵挡电子欺骗和包重放等攻击。）
　　
　　
　　
　　Skinny：
　　
　　“瘦”客户端协议。在cisco的IPT网络中主要用作cisco ip phone向CCM之间的注册/管理的协议。实际上Skinny也可以通过SCCP（Skinny client conrtroll protocol）来管理和控制MG，但这已是老的语音网关设备如DT12+上才支持的了。Cisco不准备再支持它。
　　
　　
　　
　　SS7：
　　
　　 S S 7是目前PSTN公用网中用以建立与终止电话呼叫的协议套。S S 7应用于包交换网络，这种网络大多数情况下使用专用的链路、节点和设备。通常， S S 7是非关联的、公共信道、带外信令网络。但是，S S 7又可以在携带语音流量的链路上，经过真实的或虚拟的电路传输。对于SS7，网络工程师知道它但却不必精通它，只在与PSTN网租用线路时涉及到它，本文不再详细讲解，如有兴趣可参阅ULTRA论坛另一篇关于SS7的文章：http://www.ultratechnology.net/forums/showthread.php?s=&threadid=15889&highlight=ss7
　　
　　
　　
　　到此，我们已经可以看出Cisco的IPT架构的协议实现：IP Phone通过Skinny向CCM注册，获得许可和权限，使用SIP协议建立会话和通信，通过MGCP或H.323管理网关，使用GK管理CCM和集群的带宽分配。
　　
　　
　　
　　以上我们花了很大的篇幅介绍VOIP原理和协议，在H.323、MGCP、SIP等之间作一个清晰的阐述，这本身就是个复杂而麻烦的主题，所以肯定有不足和错误的地方，希望大家提出指正。但这一步却是有意义的：对协议和实现一开始就混淆不清，而要设计一个可行的、可扩展和健壮的IPT网络（或叫VOIP网络），是极为不易甚至不可能的。接下来我们将引入产品和特性来构建一个具体的IPT网络。
　　
　　（未完...待续）