现代交换技术第九章.ppt

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1、第九章第九章软交换技术软交换技术第九章第九章 软交换技术软交换技术本章内容：本章内容：软交换概述软交换概述 软交换的网络结构软交换的网络结构 软件换的相关协议软件换的相关协议 软交换的应用软交换的应用本章重点：本章重点：软交换的相关协议和应用软交换的相关协议和应用本章难点：本章难点：软交换的相关协议软交换的相关协议引入背景引入背景分组交换网适合各种类型信息的传输，网络资源利用率高。分组交换网适合各种类型信息的传输，网络资源利用率高。基于基于TDM的的PSTN话音网能保证优良的语音品质，但对新业话音网能保证优良的语音品质，但对新业 务的提供能力有限。务的提供能力有限。所面临的问题：所面临的问题：

2、如何如何进行改造，使进行改造，使PSTN能适应数据业务的需要。能适应数据业务的需要。如何如何实现实现PSTN低成本地向基于分组的网络结构演进。低成本地向基于分组的网络结构演进。如何如何实现实现PSTN与新建数据网的体系融合。与新建数据网的体系融合。软交换（软交换（Softswitch）是解决问题的关键。是解决问题的关键。是下一代话音交换网络的核心。是下一代话音交换网络的核心。软软交交换换的的基基本本含含义义就就是是把把呼呼叫叫控控制制功功能能从从媒媒体体网网关关（传传输输层层）中中分分离离出出来来，通通过过服服务务器器或或网网元元上上的的软软件件实实现现基基本本呼呼叫叫控控制制功功能，包含呼叫

3、选路、管理控制、连接控制、信令互通等。能，包含呼叫选路、管理控制、连接控制、信令互通等。9.1.1 软交换的基本概念软交换的基本概念什么是软交换？什么是软交换？是一种功能实体，是下一代网络呼叫与控制的核心；是一种功能实体，是下一代网络呼叫与控制的核心；提供具有实时性要求的呼叫控制和连接控制的功能；提供具有实时性要求的呼叫控制和连接控制的功能；与传统交换技术不同与传统交换技术不同，它把呼叫传输和呼叫控制分离开，为，它把呼叫传输和呼叫控制分离开，为 控制、交换和软件可编程功能建立分离的平台，使业务提供控制、交换和软件可编程功能建立分离的平台，使业务提供 者能自由地将传输业务与控制协议相结合，实现业

4、务转移。者能自由地将传输业务与控制协议相结合，实现业务转移。PSTN网和网和ATM网是基于交换单元的硬交换。网是基于交换单元的硬交换。软软交交换换是是基基于于IP网网络络的的包包交交换换，通通过过服服务务器器或或网网元元上上的的软软件来实现，与业务无关。件来实现，与业务无关。9.1 9.1 软交换概述软交换概述提提供供支支持持多多种种信信令令协协议议，实实现现PSTN网网和和IP网网/ATM网网间间的的信信令令互通和不同网关的互操作。互通和不同网关的互操作。处处理理实实时时业业务务，并并具具有有提提供供各各种种增增值值业业务务和和补补充充业业务务的的能能力力（如处理视频和多媒体业务）。（如处理

5、视频和多媒体业务）。提提供供可可编编程程的的、逻逻辑辑化化控控制制的的开开放放的的API协协议议，实实现现与与外外部部应应用用平平台台的的互互通通；通通过过不不同同的的逻逻辑辑与与媒媒体体层层的的网网关关交交互互，对对网网关关设设备或备或IP/ATM网的核心设备进行控制。网的核心设备进行控制。提供网守功能提供网守功能，即接入认证与授权、地址解析和带宽管理等。，即接入认证与授权、地址解析和带宽管理等。操作维护功能操作维护功能，主要包括业务统计和告警等。，主要包括业务统计和告警等。计费功能计费功能，具有采集详细话单的功能。，具有采集详细话单的功能。9.1.2 软交换的基本功能软交换的基本功能9.1

6、 9.1 软交换概述软交换概述与电路交换机相比，软交换成本低。与电路交换机相比，软交换成本低。可可以以灵灵活活选选择择软软交交换换的的配配置置模模式式，功功能能块块可可以以分分布布在在整整个个网网络中，也可集中起来，以适合不同网络需求。络中，也可集中起来，以适合不同网络需求。软软交交换换采采用用开开放放式式标标准准接接口口，易易于于和和不不同同网网关关、交交换换机机、网网络节点通信，兼容性、互操作性、互通性好。络节点通信，兼容性、互操作性、互通性好。能能够够很很容容易易地地转转移移或或处处理理复复杂杂业业务务；可可以以很很方方便便地地进进行行大大规规模模网网络络升升级级，运运营营者者可可以以把

7、把新新型型业业务务下下载载到到数数据据网网络络上上，只只把把话音业务在传统交换机上传输。话音业务在传统交换机上传输。9.1.3 软交换的好处软交换的好处9.1 9.1 软交换概述软交换概述以软交换为核心的网络具有以下三大特征：以软交换为核心的网络具有以下三大特征：（1）采用开放的网络构架体系）采用开放的网络构架体系（2）基于业务驱动的网络）基于业务驱动的网络（3）基于统一协议的和基于分组的网络）基于统一协议的和基于分组的网络 9.2 9.2 软交换的网络结构软交换的网络结构9.2 9.2 软交换的网络结构软交换的网络结构9.2.1 软交换的网络结构软交换的网络结构主要包括：主要包括：业务业务/

8、应用层应用层 控制信令层控制信令层 传输层传输层 媒体媒体/接入层接入层其中其中软交换软交换位于控制信令层位于控制信令层功能服务器功能服务器应用服务器应用服务器策略服务器策略服务器各类用户终端各类用户终端CA，MGC，软交换软交换SCP各类接入网关各类接入网关NASMGSGPSTN/ISDN/ATMSS7网网业务业务/应用层应用层控制信令层控制信令层传输层传输层媒体媒体/接入层接入层图图9.1 9.1 基于软交换的网络系统结构示意图基于软交换的网络系统结构示意图开放的开放的API信令（信令（ISUP、MAP、RANAP、MGCP、MEGACO、SIP）IP传输域传输域互通功能域互通功能域非非I

9、P接入域接入域IP电话电话IN/AINInter-NetworkSwitchSIP/SIP-T；H.3239.2 9.2 软交换的网络结构软交换的网络结构9.2.2 各层功能描述各层功能描述1、业务应用层、业务应用层 其其主主要要功功能能是是在在纯纯呼呼叫叫建建立立之之上上为为用用户户提提供供附附加加增增值值业业务务，同同时时提提供供业业务务和和网网络络的的管管理理功功能能，为为VoIP网网提提供供各各种种应应用用和和业业务务的的执执行行逻逻辑辑，存存放放业业务务逻逻辑辑和和业业务务数数据据，包包括括软软交交换换网网络络各各类业务所需要的业务逻辑、数据资源及媒体资源等。类业务所需要的业务逻辑、

10、数据资源及媒体资源等。主主要要由由各各类类业业务务应应用用平平台台构构成成，包包括括应应用用服服务务器器、特特征征服服务务器器、策策略略服服务务器器、SCP、AAA服服务务器器、目目录录服服务务器器、数数据据库库服务器、网管服务器等。服务器、网管服务器等。功能服务器功能服务器应用服务器应用服务器策略服务器策略服务器各类用户终端各类用户终端CA，MGC，软交换软交换SCP各类接入网关各类接入网关NASMGSGPSTN/ISDN/ATMSS7网网业务业务/应用层应用层控制信令层控制信令层传输层传输层媒体媒体/接入层接入层图图9.1 9.1 基于软交换的网络系统结构示意图基于软交换的网络系统结构示意

11、图开放的开放的API信令（信令（ISUP、MAP、RANAP、MGCP、MEGACO、SIP）IP传输域传输域互通功能域互通功能域非非IP接入域接入域IP电话电话IN/AINInter-NetworkSwitchSIP/SIP-T；H.323业务应用层业务应用层为为VoIP网提网提供各种应用和业务的执供各种应用和业务的执行逻辑，行逻辑，可以包括应用可以包括应用服务器、功能服务器等服务器、功能服务器等设备，也可以包含类似设备，也可以包含类似于媒体服务器这样的特于媒体服务器这样的特殊部件。殊部件。9.2 9.2 软交换的网络结构软交换的网络结构9.2.2 各层功能描述各层功能描述2、控制信令层、控

12、制信令层 控控制制信信令令层层是是网网络络系系统统控控制制的的核核心心，为为传传输输层层提提供供控控制制功功能能，其其设设备备或或功功能能是是根根据据从从接接入入层层接接收收的的信信令令信信息息来来完完成成对对边边缘缘接接入入层层中中的的所所有有媒媒体体网网关关的的各各种种业业务务呼呼叫叫控控制制，并并负负责责各各媒媒体体网网关关之之间间通通信信的的控控制制，通通过过控控制制传传输输层层部部件件完完成成呼呼叫叫控控制制、选路、认证、资源管理等功能，及完成呼叫建立和释放选路、认证、资源管理等功能，及完成呼叫建立和释放。主主要要由由软软交交换换设设备备（媒媒体体网网关关控控制制器器）构构成成。具具

13、有有多多种种不不同同的的功功能能实实现现形形式式，包包括括软软交交换换（Softswitch）、呼呼叫叫代代理理（Call Agent，CA）、呼叫控制器（）、呼叫控制器（Call Controller）等。）等。功能服务器功能服务器应用服务器应用服务器策略服务器策略服务器各类用户终端各类用户终端CA，MGC，软交换软交换SCP各类接入网关各类接入网关NASMGSGPSTN/ISDN/ATMSS7网网业务业务/应用层应用层控制信令层控制信令层传输层传输层媒体媒体/接入层接入层图图9.1 9.1 基于软交换的网络系统结构示意图基于软交换的网络系统结构示意图开放的开放的API信令（信令（ISUP、

14、MAP、RANAP、MGCP、MEGACO、SIP）IP传输域传输域互通功能域互通功能域非非IP接入域接入域IP电话电话IN/AINInter-NetworkSwitchSIP/SIP-T；H.323控制信令层控制信令层主要是为传主要是为传输层提供控制功能输层提供控制功能，其，其设备或功能是设备或功能是根据根据从接从接入层接收的信令信息来入层接收的信令信息来执行执行呼叫控制的，呼叫控制的，通过通过控制传输层部件来控制传输层部件来建立建立或拆除或拆除经过经过VoIP网的媒网的媒体连接。体连接。媒体网关控制器（媒体网关控制器（MGC）是是VoIP网络网络中的一种关键物理设备，具有多种不同中的一种关

15、键物理设备，具有多种不同的功能实现形式，的功能实现形式，包括软交换、呼叫代包括软交换、呼叫代理、呼叫控制器等理、呼叫控制器等。（1）MGC的功能可以集中或分开。的功能可以集中或分开。（2）MGC是信令消息的源点和终点，是信令消息的源点和终点，它通过一种或多种它通过一种或多种MGC协议控制中继协议控制中继网关、媒体网关和媒体服务器，提供路网关、媒体网关和媒体服务器，提供路由信息、认证和记帐信息。由信息、认证和记帐信息。（3）MGC可以通过不同的服务控制协可以通过不同的服务控制协议与应用服务器进行通信。议与应用服务器进行通信。9.2 9.2 软交换的网络结构软交换的网络结构9.2.2 各层功能描述

16、各层功能描述3、传输层、传输层 传传输输层层是是软软交交换换网网的的承承载载网网络络，其其作作用用和和功功能能就就是是将将边边缘缘接接入入层层中中的的各各种种媒媒体体网网关关、控控制制层层中中的的软软交交换换设设备备、业业务务应应用用层中的各种服务器平台等各个软交换网网元连接起来。层中的各种服务器平台等各个软交换网网元连接起来。传传输输层层可可分分为为三三个个域域：IP传传输输域域、非非IP传传输输域域和和互互通通功功能能域域。IP传传输输域域为为分分组组通通过过VoIP网网络络提提供供传传输输通通道道、选选路路/交交换换结结构构。非非IP传传输输域域提提供供接接入入网网关关或或预预留留网网关

17、关，以以便便支支持持非非IP终终端端/电电话话/ISDN网网络络等等接接入入功功能能。互互通通功功能能域域对对从从外外部部网网络络接接收收或或向向外外部部网网络络发发送送的的信信令令提提供供转转换换功功能能，包包括括信信令令网网关关、媒媒体体网关或互通网关。网关或互通网关。功能服务器功能服务器应用服务器应用服务器策略服务器策略服务器各类用户终端各类用户终端CA，MGC，软交换软交换SCP各类接入网关各类接入网关NASMGSGPSTN/ISDN/ATMSS7网网业务业务/应用层应用层控制信令层控制信令层传输层传输层媒体媒体/接入层接入层图图9.1 9.1 基于软交换的网络系统结构示意图基于软交换

18、的网络系统结构示意图开放的开放的API信令（信令（ISUP、MAP、RANAP、MGCP、MEGACO、SIP）IP传输域传输域互通功能域互通功能域非非IP接入域接入域IP电话电话IN/AINInter-NetworkSwitchSIP/SIP-T；H.323传输层提供了从外部网传输层提供了从外部网络或终端到络或终端到VoIP网的信网的信令和媒体接口。令和媒体接口。传输层可以分为三个域：传输层可以分为三个域：IP传输域传输域、非非IP传输域传输域和和互通功能域互通功能域。IP传输域传输域为分组通过为分组通过VoIP网络提供传输通道、网络提供传输通道、选路选路/交换结构交换结构，包括，包括路由器

19、、交换机等设备路由器、交换机等设备和提供服务质量与传输和提供服务质量与传输保证的设备。保证的设备。非非IP传输域传输域提供接入网关提供接入网关或预留网关或预留网关，以便支持非，以便支持非IP终端终端/电话电话/ISDN网络、网络、DSL网络的综合接入设备网络的综合接入设备（IAD）、）、HFC网络的网络的Cable Modem或多媒体终或多媒体终端、端、GSM/3G移动无线接移动无线接入网的接入功能。入网的接入功能。互通功能域互通功能域对从外部网络对从外部网络接收或向外部网络发送的接收或向外部网络发送的信令提供转换功能信令提供转换功能，它主，它主要包括信令网关、媒体网要包括信令网关、媒体网关或

20、互通网关。关或互通网关。9.2 9.2 软交换的网络结构软交换的网络结构9.2.2 各层功能描述各层功能描述4、媒体接入层、媒体接入层 其其作作用用是是利利用用各各种种接接入入设设备备实实现现不不同同用用户户的的接接入入，并并实实现现不不同同信信息息格格式式之之间间的的转转换换，功功能能类类似似于于传传统统程程控控交交换换机机的的用用户户模块或中继模块。模块或中继模块。主要包括各类媒体网关设备、综合接入设备（主要包括各类媒体网关设备、综合接入设备（IAD）及各）及各种终端设备。媒体网关又可分为中继网关（种终端设备。媒体网关又可分为中继网关（TG）、接入网关）、接入网关（AG）、无线接入网关（）

21、、无线接入网关（WG）、信令网关（）、信令网关（SG）等。）等。功能服务器功能服务器应用服务器应用服务器策略服务器策略服务器各类用户终端各类用户终端CA，MGC，软交换软交换SCP各类接入网关各类接入网关NASMGSGPSTN/ISDN/ATMSS7网网业务业务/应用层应用层控制信令层控制信令层传输层传输层媒体媒体/接入层接入层图图9.1 9.1 基于软交换的网络系统结构示意图基于软交换的网络系统结构示意图开放的开放的API信令（信令（ISUP、MAP、RANAP、MGCP、MEGACO、SIP）IP传输域传输域互通功能域互通功能域非非IP接入域接入域IP电话电话IN/AINInter-Net

22、workSwitchSIP/SIP-T；H.323信令网关信令网关支持不同传输层之间支持不同传输层之间的信令转换；的信令转换；媒体网关媒体网关提供不提供不同传输网络或者不同媒体之间同传输网络或者不同媒体之间的媒体转换；的媒体转换；互通网关互通网关支持在支持在相同传输层使用不同协议的信相同传输层使用不同协议的信令互通。令互通。软交换功能：软交换功能：由由智能业务节点智能业务节点、各种数据库各种数据库以及以及信令网关信令网关共同共同 完成。完成。信令网关：信令网关：完成完成7 7号信令和号信令和IPIP信令之间的转换。信令之间的转换。数据库数据库信令网关信令网关智能业务点智能业务点交换机交换机网络

23、接入设备网络接入设备AAA/RADIUS服务器服务器资源管理资源管理服务管理服务管理开放式接口开放式接口HTML账单账单AMAAPISS7 over IPA/NISUP接入线接入线中继电路中继电路IPSNMPRADIUSMEGACO-P9.2.3 网络结构实例网络结构实例（1）Bridgewater提供的提供的IP与与PSTN融合的网络结构融合的网络结构 智能业务点：智能业务点：与与各种资源数据库各种资源数据库相连，负责业务连接的控制以相连，负责业务连接的控制以 及开放式应用接口。及开放式应用接口。网络接入设备：网络接入设备：就是在智能业务点指导下完成业务的传输。就是在智能业务点指导下完成业务

24、的传输。（1）Bridgewater提供的提供的IP与与PSTN融合的网络结构融合的网络结构 数据库数据库信令网关信令网关智能业务点智能业务点交换机交换机网络接入设备网络接入设备AAA/RADIUS服务器服务器资源管理资源管理服务管理服务管理开放式接口开放式接口HTML账单账单AMAAPISS7 over IPA/NISUP接入线接入线中继电路中继电路IPSNMPRADIUSMEGACO-P9.2.3 网络结构实例网络结构实例 应用服务器应用服务器本地网关本地网关多媒体网关多媒体网关媒体服务器媒体服务器内容服务器内容服务器媒体网关媒体网关媒体网关媒体网关控制器控制器电信服务代理电信服务代理电信

25、服务器电信服务器媒体网关媒体网关控制器控制器信号网关信号网关InternetWeb服务器服务器InternetWeb服务器服务器智能服务器智能服务器最后一公最后一公里接入网里接入网DSLPOTSISDNGAM RAN3G RANCable,etcPSTN/PLMN/ISDN网络网络多媒体网多媒体网（2）事务型分布式软交换系统体系结构）事务型分布式软交换系统体系结构基本思想是：基本思想是：用连接在用连接在IPIP网络上的媒体网关、媒体网关控制器、信网络上的媒体网关、媒体网关控制器、信令网关、呼叫处理服务器和电信业务服务器完成相当于传统电话网、令网关、呼叫处理服务器和电信业务服务器完成相当于传统电

26、话网、信令网、智能网、管理网和业务提供网的功能，并与传统的接入网信令网、智能网、管理网和业务提供网的功能，并与传统的接入网络和传统的电话业务网络互连。络和传统的电话业务网络互连。9.2.3 网络结构实例网络结构实例 9.3 9.3 软交换的相关协议软交换的相关协议OSI层层H.323SIPMGCPSS7H.248132MACIPUDPINAPH.248MGCPSIPH.323ISUPTCAPSCCP TCPIPMACSCTPM3UAM2UAMTP1MTP2 MTP3 UDP SCTP TCP UDPMACIPUDPMACIPMACIP5479.3.1 软交换接口及其协议软交换接口及其协议 软交

27、换体系涉及协议非常多，包括软交换体系涉及协议非常多，包括H.248、SCTP、ISUP、TUP、INAP、H.323、RADIUS、SNMP、SIP、M3UA、MGCP、BICC、PRI、BRI等。等。计费中心计费中心网管中心网管中心策略服务器策略服务器Radius(AAA)网守网守SNMPCOPSRadiusSIP/APISIP-TH.248RAS应用服务器应用服务器SCP软交换软交换SG软交换软交换MGPSTN/ISDN图图9.5 软交换的对外接口软交换的对外接口9.3 9.3 软交换的相关协议软交换的相关协议9.3.1 软交换接口及其协议软交换接口及其协议 9.3 9.3 软交换的相关协

28、议软交换的相关协议（1）软交换机与应用）软交换机与应用/业务层之间的协议业务层之间的协议 软交换与应用服务器间的接口软交换与应用服务器间的接口，可，可使用使用SIP协议或协议或API（如（如Parlay），提供对三方应用和各种增值业务的支持功能。），提供对三方应用和各种增值业务的支持功能。软交换与策略服务器间的接口软交换与策略服务器间的接口，可，可使用公共开放策略服使用公共开放策略服务协议务协议（COPS），实现对网络设备的工作进行动态干预。），实现对网络设备的工作进行动态干预。软交换与网关中心间的接口软交换与网关中心间的接口，可，可使用使用SNMP，实现网络，实现网络管理。管理。软交换与智能

29、网的业务控制点（软交换与智能网的业务控制点（SCP）之间的接口）之间的接口，可，可使用使用INAP，实现对现有智能网业务的支持。，实现对现有智能网业务的支持。9.3.1 软交换接口及其协议软交换接口及其协议 9.3 9.3 软交换的相关协议软交换的相关协议（2）软交换机之间的协议）软交换机之间的协议 SIP-T是是IETF的标准协议，它主要是对原的标准协议，它主要是对原SIP协议进行扩协议进行扩展，属于一种应用层协议。展，属于一种应用层协议。BICC是是ITU-T的标准协议，它主要是将原七号信令中的的标准协议，它主要是将原七号信令中的ISUP协议进行封装，对多媒体数据业务的支持存在一定不足。协

30、议进行封装，对多媒体数据业务的支持存在一定不足。9.3.1 软交换接口及其协议软交换接口及其协议（3）信令网关（）信令网关（SG）与软交换机之间的协议）与软交换机之间的协议 采用信令传送协议（采用信令传送协议（SIGTRAN），其低层采用信令控制传，其低层采用信令控制传输协议（输协议（SCTP）。）。SIGTRAN/SCTP协议的根本功能在于将协议的根本功能在于将PSTN中基于中基于TDM的的No.7信令的高层信令信息（信令的高层信令信息（TUP/ISUP/SCCP），通过），通过SG以以IP网作为承载透明传至软交换机，由软交换机完成对网作为承载透明传至软交换机，由软交换机完成对No.7信令信

31、令的处理。的处理。9.3 9.3 软交换的相关协议软交换的相关协议（4）媒体网关与软交换机之间的协议）媒体网关与软交换机之间的协议 主要有主要有MGCP或或H.248/Megaco两种媒体网关控制协议两种媒体网关控制协议，用，用于软交换对媒体网关的承载控制、资源控制及管理。于软交换对媒体网关的承载控制、资源控制及管理。H.248/Megaco实际上是同一个协议的名字，由实际上是同一个协议的名字，由IETF和和ITU-T联合开发，联合开发，IETF称为称为Megaco，ITU-T称为称为H.248。9.3.1 软交换接口及其协议软交换接口及其协议（5）媒体网关之间的协议）媒体网关之间的协议 除除

32、SG外，各媒体网关之间采用外，各媒体网关之间采用数据传送协议数据传送协议RTP。9.3.2 H.323协议协议 H.323协协议议是是基基于于IP网网络络进进行行音音频频、视视频频和和数数据据通通信信应应用用的的标标准准协协议议。它它是是最最初初于于1996年年由由ITU通通过过的的，作作为为H.320的的修修改改版版（H.320是是ISDN和和电电路路交交换换网网上上的的会会议议电电视视协协议议），用用于局域网（于局域网（LAN）上的多媒体会议，后来扩展至覆盖）上的多媒体会议，后来扩展至覆盖VoIP。H.323终端终端H.323网闸网闸H.323网关网关H.323终端终端H.323终端终端H

33、.323MCUV.70终端终端H.324终端终端话音话音终端终端H.322终端终端话音话音终端终端H.320终端终端H.321终端终端H.321终端终端GSTNQoS确保确保LANN-ISDNB-ISDN分组网分组网H.323系统系统多点控多点控制单元制单元9.3.2 H.323协议协议 图图9-6 H.323系统结构系统结构 图图9.7 H.323协议栈结构协议栈结构 1、H.323协议结构协议结构9.3.2 H.323协议协议 9.3.2 H.323协议协议 Conversation （H.245信令）信令）Setup呼叫请求呼叫请求Call proceeding呼叫正在处理呼叫正在处理R

34、elease Complete 呼叫释放呼叫释放DRQ释放请求释放请求DCF释放确认释放确认DCF释放确认释放确认DRQ释放请求释放请求ReleaseComplete 呼叫释放呼叫释放Connect建立连接建立连接Alerting 振铃振铃ACF确认请求确认请求ARQ接入请求接入请求Setup呼叫请求呼叫请求Connect建立连接建立连接ARQ呼叫请求呼叫请求ACF确认请求确认请求Callproceeding呼叫正在处理呼叫正在处理Alerting 振铃振铃节点节点1节点节点2网闸（网守）网闸（网守）2、H.323呼叫呼叫信令信令过程过程呼叫建立过程呼叫建立过程 能力交换和能力交换和主从确定过

35、主从确定过程、媒体信程、媒体信道建立过程、道建立过程、通信过程通信过程 呼叫终止过程呼叫终止过程 9.3.3 SIP协议协议 会会话话发发起起协协议议（SIP）是是由由IETF（Internet工工程程任任务务组组）提提出出的的在在IP网网上上进进行行多多媒媒体体通通信信的的应应用用层层控控制制协协议议（IP电电话话信信令令协协议议）。用用于于建建立立、修修改改和和终终止止IP网网上上的的双双方方或或多多方方多多媒媒体体会会话话，完完成成语语音音和和数数据据相相结结合合的的业业务务、以以及及多多媒媒体体业业务务之之间间的的呼叫建立与释放。呼叫建立与释放。9.3 9.3 软交换的相关协议软交换的

36、相关协议应用服务器应用服务器媒体服务器媒体服务器SIPSIP-BCP-TRTPRTP增值业务增值业务业务业务APISS7网网PSTNPSTNSS7网网SIPRTP软交换软交换软交换软交换信令网关信令网关媒体网关媒体网关媒体网关媒体网关信令网关信令网关其主要目的是其主要目的是为为了解决了解决IP网中的网中的信令控制，以及信令控制，以及同软交换的通信同软交换的通信，从而构成下一，从而构成下一代的增值业务平代的增值业务平台，对电信、银台，对电信、银行、金融等行业行、金融等行业提供更好的增值提供更好的增值业务。业务。9.3.3 SIP协议协议 一、一、SIP协议功能协议功能 一、一、SIP协议功能协议

37、功能 应用服务器应用服务器媒体服务器媒体服务器SIPSIP-BCP-TRTPRTP增值业务增值业务业务业务APISS7网网PSTNPSTNSS7网网SIPRTP软交换软交换软交换软交换信令网关信令网关媒体网关媒体网关媒体网关媒体网关信令网关信令网关提供电路交换网（即传统的提供电路交换网（即传统的PSTN）与包）与包交换网（即交换网（即IP、ATM）中信息转换（包）中信息转换（包括语音压缩、数据检测等）。括语音压缩、数据检测等）。提供提供PSTN同同IP网间的协网间的协议转换议转换 应用服务器是运应用服务器是运行和管理增值业行和管理增值业务的平台，通过务的平台，通过SIP与软交换模块与软交换模块

38、进行通信。进行通信。媒体服务器提供媒体服务器提供媒体和语音资源媒体和语音资源的平台，同时与的平台，同时与媒体服务器进行媒体服务器进行RTP流的传输。流的传输。9.3.3 SIP协议协议 SIP协议的两个基本网络实体：客户机和网络服务器。协议的两个基本网络实体：客户机和网络服务器。（1）客户机）客户机：也称用户代理客户，是发送也称用户代理客户，是发送SIP请求的一方。请求的一方。客户可能存在于用户设备上（比如客户可能存在于用户设备上（比如PC）；也可能位于与服）；也可能位于与服务器相同的平台上（比如务器相同的平台上（比如SIP代理服务器同时具备客户机和服务代理服务器同时具备客户机和服务器的功能）

39、。器的功能）。二、二、SIP协议的基本网络实体协议的基本网络实体 9.3.3 SIP协议协议 二、二、SIP协议的基本网络实体协议的基本网络实体 SIP系统的终端系统称为用户代理（系统的终端系统称为用户代理（UA），），包括包括用户代理用户代理客户（客户（UAC）和和用户代理服务器（用户代理服务器（UAS）两部分。两部分。UAC模块的功能模块的功能是初始化一个呼叫，根据是初始化一个呼叫，根据SIP和和SDP的协议规范的协议规范构造请求数据包，将呼叫者的状态和呼叫优先级、对代理和路由构造请求数据包，将呼叫者的状态和呼叫优先级、对代理和路由的要求等附加的请求信息作为参数通过消息报头提交给代理服务的

40、要求等附加的请求信息作为参数通过消息报头提交给代理服务器，发起请求。器，发起请求。UAS模块的功能模块的功能是等待呼叫的请求数据包，并根据是等待呼叫的请求数据包，并根据SIP和和SDP的的协议规范构造响应数据包，响应可以是接受、转发或者是拒绝呼协议规范构造响应数据包，响应可以是接受、转发或者是拒绝呼叫请求，响应的类型以及被呼叫者的信息也是作为参数提交给代叫请求，响应的类型以及被呼叫者的信息也是作为参数提交给代理服务器，回答呼叫。理服务器，回答呼叫。9.3.3 SIP协议协议（2）网络服务器）网络服务器：用于向客户机发出的请求提供服务并回送应用于向客户机发出的请求提供服务并回送应答消息的应用程序

41、，答消息的应用程序，SIP中存在中存在三种不同类型的服务器三种不同类型的服务器：代理服：代理服务器、重定向服务器、注册服务器务器、重定向服务器、注册服务器。代理服务器：代理服务器：代理服务器接受代理服务器接受UA的的SIP请求，经过适当修改，代请求，经过适当修改，代表表UA转发或响应请求。代理服务器的典型功能是可以进入数据转发或响应请求。代理服务器的典型功能是可以进入数据库或位置服务器，帮助其处理请求。库或位置服务器，帮助其处理请求。重定向服务器：重定向服务器：用来从用来从UAC接收请求，并将该请求中的接收请求，并将该请求中的SIPURL映射到零个或者多个下一级服务器的地址，然后将这此地址以响

42、映射到零个或者多个下一级服务器的地址，然后将这此地址以响应消息的方式告诉应消息的方式告诉UAC，UAC根据收到的新地址，重新向下一根据收到的新地址，重新向下一服务器发送请求信息。服务器发送请求信息。二、二、SIP协议的基本网络实体协议的基本网络实体 9.3.3 SIP协议协议 注册服务器：注册服务器：用户注册时向注册服务器发送用户注册时向注册服务器发送Register请求，告诉请求，告诉网络自己被给定的地址是有效的。网络自己被给定的地址是有效的。另外，另外，SIP中还经常提到中还经常提到定位服务器定位服务器，它不属于，它不属于SIP实体，但它实体，但它是是SIP体系结构的重要组成部分。定位服务

43、器存储并返回用户的体系结构的重要组成部分。定位服务器存储并返回用户的可能位置信息。定位服务器可以利用注册服务器和其他数据库的可能位置信息。定位服务器可以利用注册服务器和其他数据库的信息，并通过大部分注册服务器的位置信息上传，实现信息更新。信息，并通过大部分注册服务器的位置信息上传，实现信息更新。二、二、SIP协议的基本网络实体协议的基本网络实体 9.3.3 SIP协议协议 用户代理客户端用户代理客户端(UAC)用户代理服务器用户代理服务器(UAS)(1)INVITE(2)1XX(3)200/3XX/4XX/5XX/6XX(4)ACKCONVERSATION(5)BYE(6)200 OK三、三、

44、SIP协议消息协议消息 图图9-10 SIP基本呼叫建立过程基本呼叫建立过程 SIP消息包括消息包括请求请求和和响应响应两种类型。两种类型。9.3.3 SIP协议协议 请求消息：请求消息：是从客户机发到服务器的消息，定义了是从客户机发到服务器的消息，定义了6种种。INVITE初始化一个会话。初始化一个会话。ACK对对INVITE消息的最终回应，表明及接受到请求。消息的最终回应，表明及接受到请求。BYE终止一个会话。终止一个会话。CANCE终止一个等待处理或正在处理的请求。终止一个等待处理或正在处理的请求。OPTIONS询问另一方服务器性能，确定能接受何种媒体服务。询问另一方服务器性能，确定能接

45、受何种媒体服务。REGISTER申请注册客户的地址。申请注册客户的地址。三、三、SIP协议消息协议消息 9.3.3 SIP协议协议 响应消息：响应消息：是从服务器发到客户机的消息。是从服务器发到客户机的消息。状状态码态码描述描述1XX通知通知2XX成功成功3XX重定向重定向4XX请请求失求失败败5XX服服务务器器错误错误6XX全局性全局性错误错误三、三、SIP协议消息协议消息 9.3.3 SIP协议协议 四、四、SIP协议的应用协议的应用 9.3.3 SIP协议协议 A局与局与B局设备局设备Softs3000接入接入IP骨干网，利用骨干网，利用SIP协议实现软交换协议实现软交换系统互通，同时还

46、可以与其它系统互通，同时还可以与其它SIP域设备（如域设备（如SIP Phone，SIP Softphone等）互通。等）互通。四、四、SIP协议的应用协议的应用 9.3.3 SIP协议协议 用用户户注注册册流流程程 终端代理终端代理A向注册服务器发送向注册服务器发送REGISTER注册请求；注册请求；注册服务器通过后端认证注册服务器通过后端认证/计费中心获知用户住处不在数据库计费中心获知用户住处不在数据库中，便向终端代理中，便向终端代理A回送回送401Unauthorized质询信息，其中包含安质询信息，其中包含安全认证所需要的令牌；全认证所需要的令牌；SIP注册服务器注册服务器REGIST

47、ER10.97.1.510.97.1.5终端代理终端代理AIPIPIPIP网网网网四、四、SIP协议的应用协议的应用 9.3.3 SIP协议协议 SIP注册服务器注册服务器REGISTER10.97.1.510.97.1.5终端代理终端代理AIPIPIPIP网网网网用用户户注注册册流流程程 终端代理终端代理A根据安全认证令牌将其标识和密码加密后，再次用根据安全认证令牌将其标识和密码加密后，再次用REGISTER消息报告给注册服务器；消息报告给注册服务器；注册服务器将注册服务器将REGISTER消息中的用户信息解密，通过认证消息中的用户信息解密，通过认证/计费中心验证基合法后，将该用户信息登记数

48、据库中，并向终端计费中心验证基合法后，将该用户信息登记数据库中，并向终端代理代理A返回成功响应消息返回成功响应消息200OK。四、四、SIP协议的应用协议的应用 9.3.3 SIP协议协议 IPIP网网网网MACMACInvite100 Trying-ACKRTP session(voice,video,etc)主叫用户主叫用户被叫用户被叫用户200 OK180 Ringing-ACK100 Trying-直直接接呼呼叫叫流流程程用户摘机拨号发起呼叫，终端代理用户摘机拨号发起呼叫，终端代理A（主叫）向该区域代理服务（主叫）向该区域代理服务器发起器发起Invite请求；请求；代理服务器通过认证代

49、理服务器通过认证/计费中心确认用户后，检查请求消息中计费中心确认用户后，检查请求消息中的的Via头域是否包含其地址。若包含，说明发生环回，返回指示错头域是否包含其地址。若包含，说明发生环回，返回指示错误应答；否则，在请求消息的误应答；否则，在请求消息的Via头域插入自身的地址，并向头域插入自身的地址，并向Invite消息消息To域所指示的被叫终端代理域所指示的被叫终端代理B转发转发Invite请求。请求。四、四、SIP协议的应用协议的应用 9.3.3 SIP协议协议 IPIP网网网网MACMACInvite100 Trying-ACKRTP session(voice,video,etc)主叫

50、用户主叫用户被叫用户被叫用户200 OK180 Ringing-ACK100 Trying-直直接接呼呼叫叫流流程程 代理服务器向终端代理代理服务器向终端代理A送呼叫处理中的应答消息送呼叫处理中的应答消息100Trying；终端代理终端代理B向代理服务器送呼叫处理中的应答消息向代理服务器送呼叫处理中的应答消息100Trying；终端代理终端代理B指被叫用户振铃，用户振铃后，向代理服务器发送指被叫用户振铃，用户振铃后，向代理服务器发送180Ringing振铃信息；振铃信息；四、四、SIP协议的应用协议的应用 9.3.3 SIP协议协议 IPIP网网网网MACMACInvite100 Trying