H323协议快速入门手册.docx

H323 协议速成第 30 页2019-1-3 第 30 页目录H323 协议速成1VoIP 介绍3什么是 VoIP3H323、SIP、MGCP、H.248 协议的地位区别3H323 介绍4H323 的基本特点4H323 协议族和相关协议介绍5H.323 协议的结构图5H.225.0 协议5H.245 协议6H.450 协议6H.261 和 H.263 协议6T.120、T.30 和 T.38 协议6G.7xx 系列语音编码协议6DTMF 音的传送与 RFC28337RTP 和 RTCP 协议7H323 的一些信令处理过程7准备工作常用命令简述7H225 RAS 常用命令：8H225 Q931 信令：8H245 信令：8无 GK 的两个终端间的慢速呼叫信令建立过程9注册在同一 GK 下的两个终端的慢速呼叫过程10注册在同一 GK 下的两个终端之间的快速呼叫过程10H323 常用命令内容调试说明13RRQ/RCF/RRJ13ARQ/ACF/ARJ15Setup17Callproceeding/Alerting21Connect22H245 Tunneling25DRQ/DCF/ReleaseComplete27VoIP 介绍什么是 VoIPVoIP 是 Voice over IP 的缩写，意思是指：通过现有的 IP 网络来传送语音包，以节省电话通信中的长途费用。语音包的传送依靠许多协议来维护，主要的信令协议有 H323、SIP、MGCP、H.248 等，语音包传送协议有 RTP、RTCP。H323、SIP、MGCP、H.248 协议的地位区别目前，构建 IP 电话体系结构的标准有两种：H.323 建议和 SIP 协议。这二者是完全平行的，它们所要达到的目的一致构建 IP 电话网，但使用的方法不同，因此它们是不可能互相兼容的，二者之间只是存在互通的问题。H.323 建议是为多媒体会议系统而提出，并不是为 IP 电话专门提出的，只是 IP 电话，特别是电话到电话经由网关的这种 IP 电话工作方式，可以采用 H.323 建议来完成它要求的工作，因而 H.323 建议被“借”过来作为 IP 电话的标准。对 IP 电话来说，它不只用H.323 建议，而且用了一系列建议，其中有 H.225、 H.245、H.235、H.450、H.341等。只是 H.323 建议是“总体技术要求”，因而通常把这种方式的 IP 电话称为H.323 IP电话。H.323 建议是一个较为完备的建议书，它提供了一种集中处理和管理的工作模式。这种工作模式与电信网的管理方式是适配的，尤其适用于从电话到电话的 IP 电话网的构建。SIP 协议则提出了另一套 IP 电话的体系结构，是一个与 H.323 并列的协议。SIP协议具有简单、扩展性好以及和现有的Internet 应用紧密的特点。 SIP 协议的出发点是想以现有的Internet 为基础来构架 IP 电话业务网。因此，SIP 有着与 H.323 完全不同的设计思想，它是一个分散式的协议，它将网络设备的复杂性向网络边缘推，与以H.323 协议为基础的 IP 电话相比， SIP 协议需要相对智能的终端。对于用户终端是非智能终端的场合，也可以使用 SIP 协议作为呼叫信令，但这将大大削弱 SIP 协议特有的优势，因此SIP 协议更适用于智能用户终端。另外两种协议MGCP 和 H.248 与前二者不是同一层面的事，它们不涉及 IP 电话的体系结构，只涉及网关分解问题，因而它们不仅可以用于 H.323 IP 电话系统，也可以用于 SIP IP 电话系统。H.248 建议从基本思路来说与 MGCP 是一致的，但 H.248 将 MGCP大大推进了一步。应该说 H.248 建议已经取代了MGCP，而成为 MGC 与 MG 之间的协议标准了。H323 介绍H323 协议的庞大和复杂性使得很难用比较简单的语言把它表述清楚，我原本以为只要用几个命令和几幅图就能把问题说明，但是经过一翻整理，发现不同知识背景的人在理解上会有很大的差距，要理解 H323 需要有很多的专业知识和通信常识，考虑到初学者的不同背景和差异，我尽量用通俗易懂的语言来表述，并且从基础开始叙述。为此，我将从自己作为一名技术支持人员对 H323 协议的认识和熟练过程来讲述。H323 的基本特点入门前首先要明白H323 协议是做什么用的，有什么特点？1) 编码、解码标准。H.323 提出了标准的编解码方案，从不同厂家购买的符合H.323 的设备都支持这些方案。2) 互操作性。H.323 提供了一个共同的协议标准使得不同厂商的客户终端可以互通，H.323 还建立了一个基本的呼叫建立和控制协议。3) 网络独立性。H.323 描述了一个共同的网络结构，并提供了网络带宽管理。4) 平台和应用独立性。H.323 跟硬件和使用的操作系统无关，因此，H.323 使用于尺寸不同的各种终端上，如 PC 机、Unix、特定平台或电视机置顶盒中。5) 多点支持。H.323 支持三点或多点会议。6) 带宽管理。H.323 提供了带宽管理，保证了音视频传送的质量。7) 多址支持。H.323 既支持点对点通讯，也支持多址广播方式，这对多点会议的支持很方便。8) 裁减方便（伸缩灵活）。H.323 提供了灵活的裁减方案，终端可以仅支持声音传送，也可支持视频和数据传送。9) 支持网络内和网络间会议。H.323 可以支持网络内及远程联网的会议，同时还支持异种网间的网络会议。H323 协议族和相关协议介绍H.323 协议的结构图H323 协议的结构图如下所示：H.225.0 协议H.225.0 协议，由国际电信联盟提出的基于分组的多媒体通信系统的呼叫信令协议和媒体流分组。主要包括：H.225RAS 控制部分和H.225 呼叫控制部分，作用在于：设备的注册、认证、呼叫的建立等方面。其中 H.225 呼叫控制部分采用 ISDN 的 Q.931 用户到网络侧信令协议子集，协议端口采用 TCP1720 端口；H.225RAS 控制部分采用 UDP1719 端口传送数据。H.245 协议H.245 建议（2000），由国际电信联盟提出的多媒体通信的控制协议。主要实现：设备能力交换、主从确定、逻辑信道的打开和确定、逻辑信道的关闭等。H.450 协议H.450 协议包含 H.450.1-8，主要实现的功能有：在H.323 中支持增补服务的一般功能协议、H.323 的呼叫转移增补服务、H.323 的呼叫保持增补服务、H.323 的呼叫转向增补服务、H.323 的呼叫搁置和呼叫拾起增补服务、H.323 的呼叫等待增补服务、H.323的消息等待指示增补服务和H.323 的名称识别增补服务等。H.261 和 H.263 协议H.261 和 H.263 协议为视频电话协议，H.261 协议是指视听业务的 p´64kbit/s 视频编解码器，H.263 协议是指低比特率通信的视频编码。T.120、T.30 和 T.38 协议T.120 协议为多媒体会议的数据传输协议，提供数据的传输；T.30 协议为普通电话交换网中文件传真发送过程；T.38 协议为 IP 网络上的实时三类传真通信过程。G. 7xx 系列语音编码协议l G.711 协议，音频信号的脉冲编码调制（PCM）,3.1 kHz 64 kbit/s 音频编码。l G.722 协议，7 kHz 的 64 kbit/s 音频编码。l G.723.1 协议，语音编解码器：多媒体通信中以 5.3 和 6.3 kbit/s 发送的双速率语音编码器。l G.728 协议，使用低延时代码激励线性预测（LD-CELP）的 3.1 kHz 16 kbit/s 语音编码。l G.729 协议，使用共轭结构代数代码激励线性预测（CS-CELP）的 8 kbit/s 语音编码。DTMF 音的传送与 RFC2833DTMF 音可以通过带内和带外来传送，带内一般通过 RTP 载荷传送，带外一般通过信令方式来传送。RFC 2833 是一种把DTMF 数字、电话音和电话信号通过 RTP 载荷来传播的一种协议。RTP 和 RTCP 协议RTP 是IETF 定义的用以传送音频、视频流的协议，RTP 建立在 UDP 上，在 RTP 的头部，定义了一个时间戳（Time Stamp），使得音视频的实时传送及同步得到保证。RTCP则是控制和监视 RTP 及其 QoS 的协议。H.323 是建立在 RTP 基础上的。RTP/RTCP 和RSVP一起共用保证了 Internet 上视频会议的 QoS。H323 的一些信令处理过程准备工作常用命令简述为了方便大家观看 H323 信令流程，在此对一些常用命令进行说明，知道这些命令是干什么用的，这有助于从宏观上来理解H323 的工作过程。从总体上讲，H323 呼叫过程分为：呼叫建立通信呼叫拆除三部分。从协议方面来讲，H323 呼叫过程分为：H.225.0 呼叫建立H.245 逻辑信道建立RTP 流建立H245、H225 拆线对于测试和支持人员必须掌握的命令有： RRQ/RCF/RRJ 、ARQ/ACF/ARJ 、 DRQ/DCF/DRJ、Setup/CallProceeding/Alerting/Connect/ReleaseComplete 。H.225.0 信令包含两部分：H225 RAS 和 H225 呼叫信令或者称其为 H225 Q931。下面从信令角度来对常用 H225、H245 命令进行说明，具体的解释在“H323 常用命令内 容调试说明”中进行说明：H225 RAS 常用命令：GRQ/GCF/GRJ：关守请求/关守确认/关守拒绝 RRQ/RCF/RRJ：注册请求/注册确认/注册拒绝 URQ/UCF/URJ：撤销注册请求/撤销注册确认/撤销注册拒绝 LRQ/LCF/LRJ：端点定位请求/端点定位确认/端点定位拒绝 ARQ/ACF/ARJ：允许接入请求/ 允许接入确认/允许接入拒绝DRQ/DCF/DRJ：脱离请求/脱离确认/脱离拒绝，挂机后发出的拆线申请信令H225 Q931 信令：Setup：主叫发出的呼叫信令，包含了主叫信息和被叫信息 CallProceeding：系统或者是被叫返回的信令，说明这个呼叫正在处理当中 Alerting：被叫返回的信令，表示被叫正在振铃中Connect：被叫返回的连接信令，带有被叫的所有信息Release Complete：释放连接信令，H225 连接的释放，关闭整个通话H245 信令：TerminalCapabilitySet：终端能力设置，协商主被叫编码能力 TerminalCapabilitySetAck：终端能力设置确认MasterSlaveDetermination：主从设置，确定主被叫的主从关系，决定由谁来发起逻辑信道的建立MasterSlaveDeterminationAck：主从设置确认OpenLogicalChannel：打开逻辑信道请求命令，用来打开 H245 的逻辑控制信道OpenLogicalChannelAck：打开逻辑信道确认，表示同意对方提出的建立逻辑信道CloseLogicalChannel：关闭逻辑信道，通话完成后首先关闭 H245 逻辑信道CloseLogicalChannelAck：关闭逻辑信道确认EndSessionCommand：结束会话命令，关闭逻辑信道后必需关闭 H245 会话最后再关闭H225 连接TCP connection知道了上述命令，现在可以看懂呼叫是怎么接续的了。下面将对一些典型的呼叫流程进行说明，最后再对我们系统支持的 H323 快速呼叫流程进行详细的分析和说明，以便帮助我们配置、调试和测试系统。SETUP无 GK 的两个终端间的慢速呼叫信令建立过程Open Logical Channels(H245 Address)RTP streamRTP stream RTCP stream(RTCP & RTP addresses) (RTCP address)H.245 MessagesQ.931CONNECTMediaTCP connectionH.323H.245(RTCP & RTP addresses)(RTCP address)上图表示两台终端之间不通过 GK 注册认证而直接发起呼叫的信令结构图。呼叫中首先发起 H.225.0 的呼叫控制信令，即 Q.931 信令；然后发起 H.245 逻辑信道建立信令；最后是 RTP 媒体流的建立。注册在同一 GK 下的两个终端的慢速呼叫过程H.323 T erminal #2H.323GatekeeperH.323 T erminal #1 H.225: Admission Request (ARQ)H.225: Admission Confirm (ACF)Open T CP Channel For Q.931Q.931 SetupH.225: Admission Request (ARQ)H.225: Admission Confirm (ACF)Q.931 ConnectOpen T CP Channel For H.245H.245 T erm CapH.245 T erm CapH.245 T erm CapH.245 T erm CapExchange Of Master Slave Termination Messages.H.245 open audio logical channelH.245 open audio logical channel AckH.245 open audio logical channelH.245 open audio logical channel AckFull Duplex Audio Sent In Both Directions With Transcoding In T he Gateway上图表示的是：注册在同一 GK 下的两个终端发起的慢速呼叫的信令，包括了H.225.0 的 RAS 认证过程、H.225.0 的呼叫控制建立过程、H.245 的终端能力、主从确认、逻辑信道打开和最终的逻辑信道关闭等过程。注册在同一 GK 下的两个终端之间的快速呼叫过程此过程以我们的 SubSwitch3.0 为例进行说明，下图描述了从 EndPoint1 发起呼叫到 EndPoint2 的全过程。此流程为快速呼叫过程，没有专门的 H245 信令包，而是通过 H245 Tunneling 来传送 H245 信令，都包含在H225 信令中。EndPointlII.ll l氏酗凡SubSwi1ch3. O Call Signal ListG；KV ') r21江）Enc1Point2勹3 RCF5球（4 RCf,µ龙6 ACl?vA卜7 TCP连按l for H215飞8枭tup，户一十，9 Ca1IP1·ocecdingI冲,I .夕，ro TCP连接2 for 1122511 Setuul3 ARO-心.卜切12 Cal li午（）（eedi1w|V心几科14 RCF片是15 Alertirif!|A16 Alertin红7 Connect二18 T.erm.inalCapabilitySetI.",Com1Pr.t19 Mast.erSlaveDetemJ.nation' j,A团.II21'IerminalCapabilitySet.、唱l23 ;:1sterSlmeDeterrni-nation占24 比已te:rSlaveDetenniI氐ti心jjA巳k v22)laster"SbveT)etermination况 I可2a Ter旧inalC,wa_bilitySc tAck,音I326 !ilast包rSlaeDet吐111ir1aiionAek :1427 Master:-SlaveDeter团11lation弓I同28,½asterSlaveDeterminationAcl二卫A-29 TeminalCapabilitySetAck 1 . 勹I3l Tor山inalCapabilitySet30 !.;1sterShwcDctcr.1lind.tiurlAcL14， Ai32 T过minalCapabilityScLA_ck玉7Talk (RTP S l t'织am)尸33 CloseL()父icalChannel卜V卓34 CloseLogic乏i1Chnnnel Ack械、35 EndSessionCommand卜,.36 EndSes-sionComm月nd.，八.苦.。一已已37 DRQ.、夕38仅F3I39 Rel easeCOlm1ete片I,40拆除TCP连桉l偏41 EndSf'心ionComm;ind42 Reluas忒(Jlllplcte|钻拆除1劝迕楼2V飞kl14 CloseLogicalChannelV!生5 EndSc:; ionC()山(uand|寸中C,畸，它目员l,二IA仕DRQH323 常用命令内容调试说明为了简单的讲解 H323，使初学者快速掌握此协议的精髓，同时要便于理解，我下面将以 SubSwitch3.0 的呼叫过程为例加以介绍。讲解的信令流程以“注册在同一 GK 下 的两个终端之间的快速呼叫过程”里面的为例。RRQ/RCF/RRJ图中的命令 1、2、3、4 是两个注册包和系统的回应包。在此不得不提一下关守发现命令 GRQ（Gatekeeper discovery），其工作方式如下：EndpointGatekeeperGRQ GCF/GRJT1521260-96端点可以对一个关守请求（GRQ - Gatekeeper Request）消息进行多播，询问“谁是我的关守？”。这个消息送到关守的共识的发现多播地址（well-known Discovery Multicast Address）。一个或多个关守可以用关守确认（GCF - Gatekeeper Confirmation）消息响应，指示“我可以是你的关守”，并且返回关守的 RAS 信道的传输地址。如果一个关守不希望该端点在其上注册，它必须返回关守拒绝（GRJ - Gatekeeper Reject）。如果不止一个关守作出响应，端点可以选择它想使用的关守。此时，端点就知道它注册在哪一个关守上。如果端点通过某种先验方法知道关守的位置，端点仍将选择单播 GRQ 到关守的方法进行H.225.0 密码交换。现在，端点就可以在选择的关守注册。EndpointGatekeeperRRQRCF or RRJURQUCF/URJEndpoint initiated Unregister RequestURQUCFGatekeeper initiated Unregister RequestT1524050-96上图表示端点发起注册、端点发起注销和系统发起注销的信令结构图。端点应发送一个注册请求（RRQ - Registration Request）给关守，这个请求被送到关守的 RAS 信道传输地址。端点从关守发现的过程中得到关守的网络地址，并使用共识的 RAS 信道 TSAP 标识符。关守必须以注册确认（RCF - Registration Confirmation）或注册拒绝（RRJ- Registration Reject）进行响应。RRQ 中带有端点的 RAS 地址和信令地址，RCF 中带有网关的信令地址，到此中端可以和网关开始通信了。下面为重量注册包和它的回应包内容，蓝色文字是重点信息：1. registrationRequestcallSignalAddress (TransportAddress) Item 0 (ipAddress)ipAddressip: 172.16.195.154 (172.16.195.154)/主叫地址port: 1720/主叫的信令端口 rasAddress (TransportAddress)Item 0 (ipAddress)ipAddressip: 172.16.195.154 (172.16.195.154) /主叫地址port: 1024/主叫发起呼叫的RAS端口terminalType (EndpointType) Item 0 (h323_ID)h323_ID: 1020/主叫在系统中注册的设备ID gatekeeperIdentifier: ASOUTkeepAlive: False/主叫的存活时间，False表示主叫重量注册，True表示轻量注册willSupplyUUIEs: False maintainConnection: False2. registrationConfirmrequestSeqNum: 22773protocolIdentifier: 0.0.8.2250.0.4 callSignalAddress (TransportAddress)Item 0 (ipAddress)ipAddressip: 172.16.195.195 (172.16.195.195) /注册设备的IP地址port: 1720/注册设备的信令端口地址 endpointIdentifier: C3C310AC9AC310AC4091BE1917050155 timeToLive: 60/每次注册的生存时间 willRespondToIRR: FalsemaintainConnection: FalseARQ/ACF/ARJ命令 5、6、13、14 为允许呼入请求和其回应。ARQ 命令包含了主被叫的信息，当系统收到此包后会对被叫号码进行解析，如果被叫号码存在并为空闲则对主叫返回 ACF，否则返回 ARJ。例：3. admissionRequestcallModel (gatekeeperRouted)gatekeeperRouted: gatekeeperRouted/通过GK路由的呼叫模式 endpointIdentifier: F6C310AC9AC310AC40A2EB41HCFFCBPM destinationInfo (AliasAddress)Item 0 (e164)e164: 2105 /被叫信息 srcInfo (AliasAddress)Item 0 (h323_ID)h323_ID: 1012 /主叫设备号Item 1 (h323_ID)h323_ID: 00502d002d4eItem 2 (e164)e164: 302/主叫号码：PortID srcCallSignalAddress (ipAddress)ipAddressip: 172.16.195.154 (172.16.195.154) /主叫地址port: 1037/主叫发送RAS信令的端口号gatekeeperIdentifier: 1000 willSupplyUUIEs: False4. admissionConfirmbandWidth: 640callModel (gatekeeperRouted) gatekeeperRouted: gatekeeperRouteddestCallSignalAddress (ipAddress) ipAddressip: XUHAO_TEST (172.16.195.246) /系统返回的被叫地址，包将发到此地址port: 1720/返回的端口号，包将发送此端口irrFrequency: 60SetupSetup 命令 8、11 是由主叫发起的呼叫建立信息包，它包含了：主被叫信息、快速呼叫信道信息、主叫支持的编码、主叫的 RTP/RTCP 端口号等前向信道和反向信道信息。 Setup消息体中包含的主要内容有：5. Q.931Protocol discriminator: Q.931Message type: SETUP (0x05)/消息类型为：SETUP命令 Sending completeCalling party numberInformation element: Calling party number Length: 4Type of number: National numberNumbering plan: E.164 ISDN/telephony numbering Number: 302/主叫号码：主叫PortIDCalled party numberInformation element: Called party number Length: 5Type of number: National numberNumbering plan: E.164 ISDN/telephony numbering Number: 2105/被叫号码：E.164号码User-userInformation element: User-user Length: 262Protocol discriminator: X.208 and X.209 coded user informationITU-T Recommendation H.225.0 h323_uu_pdu (H323-UU-PDU)h323_message_body (setup) setupprotocolIdentifier: 0.0.8.2250.0.3h245Address (ipAddress)/H245的IP地址和端口号 ipAddressip: 172.16.195.154 (172.16.195.154)port: 1038 sourceAddress (AliasAddress)Item 0 (h323_ID)h323_ID: 1012/主叫设备IDItem 1 (h323_ID)h323_ID: 00502d002d4eItem 2 (e164)e164: 302/主叫设备的端口号：PortID sourceInfo (EndpointType)destinationAddress (AliasAddress) Item 0 (e164)e164: 2105/被叫方号码 destCallSignalAddress (ipAddress)ipAddressip: XUHAO_TEST (172.16.195.246)/被叫方地址和端口号 port: 1720sourceCallSignalAddress (ipAddress) ipAddressip: 172.16.195.154 (172.16.195.154)/主叫方地址和端口号port: 1037 callIdentifier (CallIdentifier)guid: 02134FBC-5267-6AF4-5634-343434EF0000fastStart 0 OpenLogicalChannel/快速信道0 forwardLogicalChannelNumber: 1forwardLogicalChannelParameters / 快速信道0的前向逻辑信道参数(OpenLogicalChannel-forwardLogicalChannelParameters)dataType (audioData)audioData/前向语音编码 g7231maxAl_sduAudioFrames: 1 silenceSuppression: FalsemultiplexParameters (h2250LogicalChannelParameters) h2250LogicalChannelParameterssessionID: 1mediaControlChannel (unicastAddress) unicastAddressiPAddressnetwork: 172.16.195.154 (172.16.195.154)tsapIdentifier: 30019 /反向信道的RTCP端口号fastStart 1 OpenLogicalChannel/快速信道1 forwardLogicalChannelNumber: 4762 forwardLogicalChannelParameters(OpenLogicalChannel-forwardLogicalChannelParameters)dataType (nullData) nullData: nullDatamultiplexParameters (none) none: nonereverseLogicalChannelParameters (OpenLogicalChannel-reverseLogicalChannelParameters)dataType (audioData) audioDatag7231/反向语音编码参数，主叫方接收的语音编码maxAl_sduAudioFrames: 1 silenceSuppression: FalsemultiplexParameters (h2250LogicalChannelParameters) h2250LogicalChannelParameterssessionID: 1mediaChannel (unicastAddress) unicastAddressiPAddressnetwork: 172.16.195.154(172.16.195.154)tsapIdentifier: 30018 /主叫RTP端口号mediaControlChannel (unicastAddress) unicastAddressiPAddressnetwork: 172.16.195.154(172.16.195.154)tsapIdentifier: 30019 /主叫RTCP端口号mediaWaitForConnect: False canOverlapSend: False multipleCalls: False maintainConnection: Falseh245Tunneling: True/通过隧道传送H245消息 user_data (H323-UserInformation-user-data)protocol_discriminator: 5 user_information: SETUPCallproceeding/Alerting这两个信号是被叫回给主叫的，看命令 9、12、15、16，这两个命令很简单，几乎没什么内容。Callproceeding 是告诉主叫被叫正在呼叫中，Alerting 是被叫告诉主叫我正在振铃中，请等待。正常情况下，被叫会在Alerting 中带上快速信道信息，但是我们的系统现在不支持在 Alerting 中返回快速信道信息，所以会把从被叫发来的Alerting 中的快速信道信息扣下，在 Connetc 消息中再送给主叫。具体的包如下：6. Q.931Protocol discriminator: Q.931 Call reference value length: 2 Call reference value: EED2Message type: CALL PROCEEDING (0x02)/消息类型:被叫正在处理当中 User-userInformation element: User-user Length: 40Protocol discriminator: X.208 and X.209 coded user information ITU-T Recommendation H.225.0h323_uu_pdu (H323-UU-PDU) h323_message_body (callProceeding)callProceedingprotocolIdentifier: 0.0.8.2250.0.4 destinationInfo (EndpointType)mc: False undefinedNode: TruecallIdentifier (CallIdentifier)guid: 02134FBC-5267-6AF4-5634-343434EF0000multipleCalls: False maintainConnection: Falseh245Tunneling: True/支持H245隧道7. Q.931Protocol discriminator: Q.931 Call reference value length: 2 Call reference value: EED2Message type: ALERTING (0x01)/消息类型：被叫正在振铃 User-userInformation element: User-