（通信与信息系统专业论文）基于h248协议的视频通信应用研究.pdf

摘要 下一代网络0 n g n ) 是目前国际和国内通信领域研究的焦点之一，而视频通信是 下一代网络中最重要的业务之一。h 2 4 8 协议是i t u t 和i e t f 制定的标准协议， 是下一代网络中软交换设备与媒体网关间的主要协议，用于软交换设备( 媒体网 关控制器) 对与媒体网关的控制。 在异构网络间进行视频通信时，需要通过媒体网关对视频流进行格式转换、 协议处理、资源控制。而对于视频通信来说，为了满足不同业务、不同用户的个 性化、实时性要求，h 2 4 8 协议已不能满足要求，需要利用h 2 4 8 协议的扩展机制 定义新的扩展包来满足业务要求。 论文首先介绍了h 2 4 8 协议的连接模型中的终结点和关联、命令、描述符、 事务、消息及相关相关协议s d p ，并分析了h 2 4 8 协议的扩展机制包。然后 根据h 2 4 8 协议提出了协议的验证模型及在视频点播中应用的验证模型，其中通 过给出系统体系结构图，确定了体系结构中各个模块及其功能，以及m g m g c 的 结构框图和m g 上的逻辑实体设计。最后用c 撑语言给出了验证系统实体部分、消 息系统与m g 和m g c 的具体实现。在验证模型基础上，根据视频点播业务的具体 需求和视频点播流程图，实现点播媒体网关、转码媒体网关和媒体网关控制器， 从而实现了视频点播。 另外，通过对视频通信的需求分析，给出了一个h 2 4 8 协议在视频通信应用 上的扩展包个性化视频终端包，主要用途是判断是否接受用户的链接建立请 求、配置个性化的媒体流格式、设置终端各个媒体流的时空位置等。 关键字：h 2 4 8 协议视频通信验证模型扩展包 a b s t r a c t t h ev i d e 0c o m m u n i c a t i o n si so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ts e r v i c e s i nt h en e x t 群m e r a t i o nn e t w o r kw h i l et h en e x tg e n e r a t i o nn e t w o r ki so n e o ft h ef o c a lp o i n t si nt h e f i e l do ft l l ec l m 锄ti n t 锄a t i o n a la 1 1 dd o m e s t i cc o m m u n i c a t i o n sr e s e a r c h h 2 4 8p r o t o c o l i sa p p r o v e dt o g e t h e rb yi t u ta n di e t f , i st h em a i np r o t o c o lb e t w e e ns o f l s w i t c ha l l d m e d i ag a t e w a yi nn e x tg e n e r a t i o nn e t w o r k ，a n di sam a s t e r - s l a v ep r o t o c o l ，u s i n gt o r s o f t s w i t c he q u i p m e n t s ( m e d i ag a t e w a yc o n t r o l l e r ) t oc o n t r o lt h em e d i ag a t e w a y m e nv i d e os t r e a mt r a n s m i t t e db e t w e e nd i f f e r e n tn e t w o r k s ，m e d i ag a t e w a y m u s t i m p l e m e n tv i d e os t r e a mf o r m a tc o n v e r s i o n ，p r o t o c o lp r o c e s s ，a n d r e s o u r c ec o n t r o l n o w i i lv i d e 0c o m m 砌c a t i o n s ，h 2 4 8p r o t o c o l c a nn o tm e e tt h e d i f f e r e n ts g r v l c e s r e q u i r e m e n t s u s e r sp e r s o n a l i z a t i o n ，a n dr e a l t i m er e q u i r e m e n t s ，s o i tl sn e c e s s a r yt 0 d e f i n ean e wp a c k a g eu s i n gt h em e c h a n i s mo fh 2 4 8p r o t o c o lt om e e t t h er e q u i r e m e n t s t h et h e s i sf i r s t l yi n t r o d u c e st e r m i n a t i o na n dc o n t e x to ft h ec o n n e c t i o nm o d e l ， c o m m a n d d e s c r i p t o r s ，t r a n s a c t i o n ，m e s s a g eo f t h eh 2 4 8p r o t o c o la n dr e l e v a n t 口r o t o l c o ls d p , a n da n a l y z e st h ep r o t o c o le x t e n s i o nm e c h a n i s mo f h 2 4 8 一p a c k a g e s s e c o n d l y i tp r o p o s e sv e r i f i c a t i o nm o d e la n dm o d e lu s i n gi nv i d e o o nd e m a n d b a s e d o nt h es y s t e ma r c h i t e c t u r ed i a g r a m ，i td e t e r m i n e st h es y s t e ms t r u c t u r ea n dt h ef u n c t l o n o fe a c hm o d u l e ；i tg i v e st h es t r u c t u r ed i a g r a mo fm g m g c a n dt h em gl o g i ce n t i t y , a i l df i n a l l vi m p l e m e n t st h ev e r i f i c a t i o ns y s t e me n t i t i e s ，t h em e s s a g ea n d m g m g cw i t h c j | | l a n g u a g e o nt h eb a s eo f v e r i f i c a t i o nm o d e l ，p a r t i c u l a rd e m a n d so fv i d e oo nd e m a n d s e r v i c e sa n dt h ef l o wc h a r to fv i d e oo nd e m a n d ，i ti m p l e m e n t s t h ev o dm e d i a g a t e w a y ，t r a n s c o d i n gm e d i ag a t e w a ya n dm e d i ag a t e w a yc o n t r o l l e r , t h u s r e a l i z e st h e v i d e oo nd e m a n d f i n a l l vb ya n a l y s i st h ev i d e oc o m m u n i c a t i o n s ，i td e f i n e san e w h 2 4 8p a c k a g e - p e r s o n a l i z a t i o nv i d e op a c k a g eu s i n g i nv i d e oc o m m u n i c a t i o n sa n dg i v e st h ea p p l i c a t l o n o ft h ep a c k a g e t h em a i np u r p o s eo f t h ep a c k a g ei st od e t e r m i n ew h e t h e rt oa c c e p tt h e c o n n e c t i o ne s ta _ b l i s h m e n tr e q u e s t ，t oc o n f i g u r ep e r s o n a l i z a t i o nm e d i as t r e a mf o r m a t ，t o e s t a b l i s ht h es p a c ea n dt i m ep o s i t i o no fe a c hm e d i as t r e a m o nt h et e r m i n a la n ds oo n k e y w o r d ：h 2 4 8 p r o t o c o lv i d e oc o m m u n i c a t i o n s v e r i f i c a t i o nm o d e l e x t e n s i o np a c k a g e s 创新性声明 秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指 导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所 罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果：也不包含为获得 西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：趁地 日期： 加罗弓勿 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校 攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。本人保证毕业离校后，发 表论文和使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。学校有权保留送交论 文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采 用影印、缩印或其它复印手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题 再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。( 保密的论文在解密后遵循此规定) 本人签名：盘鳖 日期 导师签名： 日期 第一章绪论 第一章绪论弟一早三百了匕 1 1 研究背景 随着社会的发展和进步，人们对网络应用的需求不断向多样化、智能化和个性 化方向发展，现有的多种网络和多种技术共存的网络体系结构的弊端日益明显， 使多种网络的互通融合成为当今网络发展的一大趋势。基于p s t n 、i n t e r n e t 、p l m n 等多种异构网络融合、能够提供多媒体和移动综合业务的、开放的下一代网络 ( n g n ) 已成为目前国内外电信界和网络界关注的热点。 视频通信业务作为下一代网络( n g n ) 发展的热点，以点到点或多点视频通 信为主要形式的视频电话、视频会议、视频点播、远程医疗、远程教育等服务得 到越来越多的使用。视频通信对通信系统的集成性、交互性、同步、实时性、服 务质量和移动性管理等提出了更高的要求。同时，不同的通信业务、不同的用户 终端对通信质量有不同的要求，如：会话型视频通信要求实时性高，对丢包、抖 动、时延敏感；而广播型视频通信对丢包、抖动敏感，但对时延要求不高。此外 对视频流与音频、数据流的同步也有不同的要求。因此，在视频通信对技术的完 善和业务的多样化方面有着更广大的发展空间。 支撑下一代网络的核心技术是软交换技术。软交换技术的特点是：可以使用 基于分组交换技术的媒体传输模式，能同时传送语音、数据和多媒体业务；将网 络的承载部分与控制部分相分离，在各单元之间使用开发的接口，允许它们分别 演进，有效地打破了传统交换机的集成交换结构。软交换系统作为一个分布式系 统，其内部各实体之间的接口及与外部实体的接口都必须采用标准协议。其中软 交换设备与媒体网关间的接口使用m g c p 和h 2 4 8 媒体网关控制协议。媒体网关 是对不同网络上传输的媒体信息进行格式转换的设备。通过媒体网关，不同的网 络及设备都可以接入到核心i p 网上。在不同的网络间进行视频通信时，也需要通 过媒体网关对视频流进行格式转换。这就要软交换设备通过h 2 4 8 协议对媒体网 关进行控制实现。为了满足不同网络、不同业务、不同用户的不同要求，可以在 媒体网关上对视频流进行控制，以提供更好的服务质量，这可以通过扩展h 2 4 8 协议来实现。 1 2h 2 4 8 协议在视频通信中的应用前景 h 2 4 8 协议作为软交换系统构架中软交换设备和媒体网关接1 2 间的主要协议， 在网与网之间的通信中起着重要作用。由于h 2 4 8 协议有良好方便的扩展机制， 1 4 2 4 8 协议在视频通信中除了起到媒体信息格式转换的作用外，还可以有更多的用 2 基于h 2 4 8 协议的视频通信应用研究 途。视频通信对网络带宽、时延、抖动、丢包率等要求比较高，若在媒体网关上 对视频流进行处理后再传输，必然能使视频服务质量提高，媒体网关对视频流的 处理可以通过对h 2 4 8 协议扩展来实现。由于用户终端的多样化和业务的多样化， 用户有不同的个性化要求也可以通过对h 2 4 8 协议扩展在媒体网关上实现。 媒体网关位于不同的网络接口处，随着媒体网关连接的两个网络或终端的不 同，如p s t n 网到核心分组网，移动网到核心分组网，口智能终端到核心分组网， 电话终端到核心分组网等，媒体网关要处理的媒体流所处的网络环境就千差万别。 媒体网关可以针对具体的网络对视频流进行适合网络的视频格式、帧率、码率转 换和误码等处理，使视频服务质量提高。 用户终端的多样化和业务的多样化，使得每个终端对视频流的具体要求都不 相同。如移动终端要求的图像分辨率低，高清电视要求的图像分辨率就高；进行 视频通话的同时，进行视频下载；多个视频流图像分辨率的调整等。这些都可以 通过扩展h 2 4 8 协议在接入媒体网关上进行处理。 媒体网关是由媒体网关控制器( 软交换设备) 通过媒体网关控制协议( m g c p 或h 2 4 8 ) 控制的。h 2 4 8 协议的扩展机制即定义扩展包，很方便的为协议增加更 多的控制功能。比如可以通过定义一个包，其中包括帧率、码率、视频格式等属 性，媒体网关通过调整包中的属性值使视频流更好的在网络中传输。 随着网络的发展，视频通信业务的种类越来越多，视频通信业务的需求越来 越多，不同网络间视频的传输越来越多，这就需要视频通信的效率和质量越来越 高。h 2 4 8 媒体网关控制协议是网络中的重要的协议，有良好的扩展性，在提高视 频通信质量和效率上有着很多的空间和前景。 1 3 论文主要研究内容 本论文课题来源于华为技术有限公司的合作项目，该项目的目标是研究h 2 4 8 协议在视频通信中的应用，提出h 2 4 8 协议在视频通信应用中的扩展，并建立模 型验证提出的扩展。 论文的具体研究内容安排如下： 第一章概述了论文的研究背景和h 2 4 8 协议在视频通信中的应用前景，以及 论文的内容安排。 第二章主要介绍了h 2 4 8 协议，以及协议的连接模型、命令、描述符、事务 和消息，最后讨论了用于描述h 2 4 8 协议中媒体控制信息的s d p 协议，最后给出 了协议的扩展机制包。 第三章设计了h 2 4 8 协议验证系统模型，主要给出了模型的体系结构，各个 模块的设计，最后给出了系统实体部分、消息和m g m g c 的具体实现。 第一章绪论 3 第四章阐述了验证模型中视频点播的实现，给出了模型中要用到的基本的 h 2 4 8 包、点播流程、点播媒体网关、转码媒体网关和媒体网关控制器的实现；根 据下一代网络中视频应用的特点提出了h 2 4 8 在视频通信中的应用的扩展，论述 了视频应用需求分析，并根据分析给出了在h 2 4 8 中的扩展包( 个性化视频终端 包) 及包的应用。 第五章总结全文，并指出今后的研究方向。 第二章h 2 4 8 协议及其扩展机制 第二章h 2 4 8 协议及其扩展机制 h 2 4 8 协议是媒体网关控制协议，是基于主从工作模式，是软交换设备( m g c ) 与综合接入媒体网关、i p 中继媒体网关、a t m 中继媒体网关、多媒体网关、媒体 服务器和h 2 4 8 智能终端之间的接口协议，如图2 1 所示。 控制层 接入层 图2 1h 2 4 8 协议在软交换网络中的位置 h 2 4 8 协议是由i t u t 第1 6 研究组和i e t f 的m e g a c o 工作组共同研究制定的 媒体网关控制标准，i e t f 称之为m e g a c o ，i t u t 则称之为h 2 4 8 协议。h 2 4 8 和 m e g a c o 在协议能力上相同，但它们的协议消息传输语法却有所区别。h 2 4 8 采用 a s n 1 语法格式( i t u tx 6 8 01 9 9 7 ) ，而m e g a c o 采用a b n f 语法格式( r f c 2 2 3 4 ) 。 h 。2 4 8 是在m g c p 协议的基础上改进和发展而来的，因此，它们与m g c p 协 议在功能和特性上有很多相似之处。h 2 4 8 协议也是用于m g c 对m g 的控制，协 议的连接模型由关联( c o n t e x t ) 和终结点( t e r m i n a t i o n ) 组成。 终结点是媒体网关m g 中的逻辑实体，它发送和或接收_ 个或多个数据流。 终结点具有一些属性，每个终结点都有唯一的终结点标识符( t e r m i n a t i o n l d ) 来 标识自己。终结点标识符是在终结点被创建时由媒体网关为其分配的。 相关关联的几个终结点构成一个关联，关联主要描述媒体流之间的连通关系。 只有存在于同一个关联中的几个终结点才可以相互通信。每一个关联用唯一的关 联标识符( c o n t e x t l d ) 来标识。 媒体网关控制器与媒体网关通过命令完成信息的交互。一方发出命令，另一 方返回响应。h 2 4 8 共制定了8 条命令：a d d 、m o d i f y 、s u b s t r a c t 、m o v e 、a u d i t v a l u e 、 a u d i t c a p a b i l i t i e s 、n o t i f y 、s e r v i c e c h a n g e 。其中，前面4 个主要是针对终结点的操 作；只有n o t i f y 命令是由媒体网关发给媒体网关控制器的；s e r v i c e c h a n g 命令既 可以由媒体网关控制器发出，也可以由媒体网关发出；其余的命令只能由媒体网 控制器发给媒体网关。 媒体网关控制器和媒体网关向对方发出的每个命令都携带一些参数，这些参 数由指定的描述符来表示。描述符也可以携带参数，包( p a c k a g e s ) 就是描述符的 参数，可以通过扩充包的定义和能力来实现对h 2 4 8 协议的扩展。 6 基于h 2 4 8 协议的视频通信应用研究 2 1 连接模型 h 2 4 8 协议的连接模型主要描述m g 中能由m g c 控制的逻辑实体，连接模型 的主要抽象概念包括终结点( t e r m i n a t i o n ) 和关联( c o n t e x t ) 。 终结点用于发起接收一个或多个媒体控制流，在一个终结点中封装了媒体流 参数、m o d e m 和承载能力参数，这些特性参数可以由一系列描述符来描述。m g 在创建终结点时，赋予终结点唯一的终结点i d 来标识。 关联是m g 内部的一系列终结点之间的联系。空关联是一种特殊的关联，其 中包含了和其他终结点没有联系的终结点。只有存在于一个关联中的终结点才可 以相互通信，一个终结点只能在同一时刻属于一个关联。 图2 2 说明了终结点和关联这两个概念之间联系。图中的木表示了关联中终结 点之间的逻辑关系。 2 1 1 终结点 图2 2h 2 4 8 协议连接模型 终结点是m g 上的一个逻辑实体，分为物理终结点和临时终结点，物理终结 点是一旦装入网关就永久存在的终结点，临时性终结点是仅在呼叫过程中存在的 终结点，如r t p 流，一旦呼叫结束，该终结点就消亡。每个终结点i d 在终结点创 建时，由m g 分配，在网关内唯一。 第二章h 2 4 8 协议及其扩展机制 7 有一类特殊的终结点，叫做根终结点( r o o t ) ，代表整个网关，每个网关都 必须支持根终结点。h 2 4 8 引入根终结点的概念使得m g c 可以对整个m g 的参数、 特性、能力等进行审计和修改。 终结点的特性分为公共特性和与特定媒体流相关的非公共特性。这些公共特 性与特定媒体流无关，也称为终结点状态( t e r m i n a t i o ns t a t e ) 特性，其中一部分公共 特性由h 2 4 8 规定，还有一部分公共特性在包中定义。 终结点可用以下四类特性进行描述，h 2 4 8 中用描述符来描述终结点的特性， 终结点的特性分为以下四类： 属性( p r o p e r t y ) ：分为终结点状态属性和媒体流属性。前者主要表示终结 点所处的服务状态，后者主要表示临时性终结点的媒体属性( 收发模式、 编码格式、编码参数等) 。 事件( e v e n t ) ：终结点需要监测并报告m g c 的事件。 信号( s i g n a l ) ：m g 可以对终结点施加的信号，如拨号音、回铃音等。 统计( s t a t i s t i c ) ：指示终结点应该采集并上报给m g c 的统计数据。 2 1 2 关联 关联是m g 内部一组终结点之间的联系。如果一个关联中有超过两个的终结 点，那么关联需要对终结点之问的拓扑结构、媒体混合和交换参数进行描述。一 个终结点同时只能存在于一个关联中，只有存在于同一关联的终结点之间才可以 通信，在默认情况下，关联中的终结点发送的数据能被所有其它的终结点接收。 有一个特殊的关联一空关联( n u l l ) ，它包括所有的不在其它关联中且与其 它终结点没有联系的终结点。在空关联中的终结点的参数可以被检测或修改，可 以监测终结点上的事件。 关联的特性和描述符： 关联标示符( c o n t e x t l d ) ：由网关分配，网关内全局唯一。 拓扑描述符( t o p o l o g y ) ：描述一个关联中终结点间媒体流的方向。 优先级( p f i o f i t ) r ) ：提供m g 或m g c 处理关联时的优先级，p f i o f i t ) ，0 是 最低优先级，p r i o r i t y15 是最高优先级。 紧急呼叫指示( i n d i c a t o rf o ra l le m e r g e n c yc a l l ) ：在m g 中允许按照优先 选择处理。 i e p s 呼叫指示( i n d i c a t o rf o ra l li e p sc a l l ) ：允许完成e 1 0 6 的特征和技术。 c o n t e x t a t t r i b u t e 描述符：可以通过包扩展机制定义关联的额外特性。 尽管关联存在于m g 内部，但是关联的管理( 创建、删除、修改) 是由m g c 来负责执行的，表现为： 基于h 2 4 8 协议的视频通信应用研究 m g c 可以使用a d d 命令指示m g 向一个关联添加终结点，如果在a d d 命 令中m g c 不指明将终结点添加到某个已有的关联中，则m g 就创建一个新的关联。 m g c 可以使用s u b t r a c t 命令指示m g 将一个终结点从一个关联中删除， 若这个终结点是关联中唯一的终结点，则在删除这个终结点后，这个关联也被删 除。 m g c 可以使用m o v e 命令指示m g 将一个终结点从一个关联转移到另一 个关联，若这个终结点是关联中唯一的终结点，则在移出这个终结点后，这个关 联就会被删除。 2 2 命令 协议通过命令( c o m m a n d s ) 来操作协议连接模型的逻辑实体：关联和终结点。 命令在协议支持的最小粒度上提供控制。例如，有把终结点加入一个关联的命令， 修改终结点，从一个关联中删除终结点，审计关联或终结点特性的命令。 命令对关联和终结点的特性提供完全的控制。包括指定一个终结点报告哪个 事件，在终结点上应用哪个信号动作，指定一个关联的拓扑。 多数的命令是媒体网关控制器( m g c ) 作为命令的发起者，媒体网关作为命 令的回应者。但是，n o t i f y 和s e r v i c e c h a n g e 命令除外，n o t i f y 命令是从m g 发送 到m g c 的，s e r v i c e c h a n g e 命令既可以由m g c 发送也可以由m g 发送。 下面是协议的8 条命令： 1 )a d d ：使用a d d 命令可以向一个关联添加一个终结点，当使用a d d 命令 向一个关联添加第一个终结点时，同时就相当于使用a d d 命令创建了一个关联。 2 )m o d i f y ：使用m o d i f y 命令可以修改一个终结点的特性，事件和信号。 3 )s u b t r a c t ：使用s u b t r a c t 命令可以删除一个终结点与它所在的关联之间的 联系。当使用s u b t r a c t 命令删除一个关联中最后一个终结点与它所在的关联之间的 联系时，同时就删除了这个关联。 4 )m o v e ：使用m o v e 命令可以自动地将一个终结点从一个关联转移到另一 个关联 5 )a u d i t v a l u e ：使用a u d i t v a l u e 可以获取有关终结点的当前特性，事件， 信号和统计信息。 6 )a u d i t c a p a b i l i t i e s 使用a u d i t c a p a b i l i t i e s 可以获取m g 所允许的终结点的 特性，事件和信号的所有可能值的信息。 7 )n o t i f y ：m g 使用n o t i f y 命令可以向m g c 报告m g 中所发生的事件。 8 )s e r v i c e c h a n g e - m g 使用s e r v i c e c h a n g e 命令向m g c 报告一个终结点或 者一组终结点将要退出服务或者刚刚进入服务。m g 也可以使用s e r v i c e c h a n g e 命 第二章h 2 4 8 协议及其扩展机制 9 令向m g c 进行注册，通报其可用性，以及向m g c 报告m g 将要开始或者已经完 成了重新启动工作。同时，m g c 可以使用s e r v i c e c h a n g e 命令通知m g 将一个终 结点或者一组终结点进入服务，或者退出服务。 2 3 描述符 终结点的一系列相关的特性可以组成描述符，描述符作为命令的输入输出参 数出现在h 2 4 8 消息中。描述符由特性参数组成，描述符参数的一般格式为： d e s c r i p t o r n a r n e = p a r m = v a l u e ，p a r m - - - v a l u e 从后面的例子中可以看出，这个格式不是一定的，在某些情况下， “d e s c r i p t o r n a m e ”后面没有等号“= 。 h 2 4 8 协议最主要的几类描述符为： 1 ) m o d e m 描述符：指示终端所用的m o d e m 的类型和参数。 2 ) m u l t i p l e x 描述符：描述媒体流的复用特性。 3 ) m e d i a 描述符、t e r m i n a t i o n s t a t e 描述符、s t r e a m 描述符、l o c a l c o n t r o l 描述符、 l o c a l 描述符、r e m o t e 描述符： 媒体描述符( m e d i a ) 用于描述所有媒体流特性的参数，媒体流特性参数可以用 终结点状态描述符( t e r m i n a t i o n s t a t e ) 和若干个流描述符( s t r e a m ) 来描述。其中， t e r m i n a t i o n s t a t e 描述符用于描述与媒体流无关的终结点的特性，s t r e a m 描述符描 述媒体流。s t r e a m 描述符由s t r e a m l d 进行标识，关联中具有相同s t r e a m l d 的流是 相互连接。s t r e a m 描述符可分为本地控制描述符( l o c a l c o n t r 0 1 ) 、本地描述符( l o c a l ) 、 远端描述符( r e m o t e ) 和统计描述符( s t a t i s t i c s ) 四种。 这几个描述符关系如下： m e d i ad e s c r i p t o r t e r m i n a t i o n s t a t ed e s c r i p t o r s t r e a md e s c r i p t o r l o c a l c o n t r o ld e s c r i p t o r l o c a ld e s c r i p t o r r e m o t ed e s c r i p t o r s t a t i s t i c sd e s c r i p t o r t e r m i n a t i o n s t a t e 描述符表示终端处于哪个状态，终端是否支持事件缓存控制 能力，与媒体流无关，而s t r e a m 描述符中则与媒体流有关。 s t r e a m 描述符又可细分l o c a l c o n t r o l 描述符、l o c a l 描述符和r e m o t e 描述符 三类。l o c a l c o n t r o l 描述符给定媒体流的模式如：只发、只收、收发等，还给定资 源预留特性。l 0 c a l 描述符和r e m o t e 描述符分别描述终端能够接收的媒体流特性 和终端发送的媒体流特性。 4 ) e v e n t s 描述符：软交换要求媒体网关报告的事件。 5 ) o b s e r v e d e v e n t s 描述符：媒体网关报告已检测到的事件。 1 0 基于h 2 4 8 协议的视频通信应用研究 6 ) e v e n t b u f f e r 描述符：描述当e v e n t b u f f e r 处于激活状态时，由m g 检测的事件。 7 ) d i 西t m a p 描述符：动态定义数字映像来检测被叫号码。 8 ) s i g n a l s 描述符：软交换要求媒体网关在终端上应用的信号。 9 ) a u d i t 描述符：审计媒体网关当前的能力。 1 0 ) s t a t i s t i c s 描述符：用于返回统计信息。 1 1 ) p a c k a g e s 描述符：仅用在a u d i t v a l u e 命令中，返回该终端实现的所有封包。 1 2 ) s e r v i c e c h a n g e 描述符：描述网关状态改变的一些参数。如改变的内容、原因、 地址等。 1 3 ) t o p o l o g y 描述符：用于规定关联中终端间媒体流的方向，在默认情况下，关 联中的所有终端间都相通。 1 4 ) c o n t e x t a t t r i b u t e 描述符：包括把关联作为整体作用的属性。 1 5 ) e r r o r 描述符：定义了错误代码和错误文本描述，该描述符可作为n o t i f y 命令 请求和所有命令响应的输入参数。 2 4 事务 m g 和m g c 之间的一组命令组成事务，每个事务赋予一个事务标识 ( t r a n s a c t i o n l d ) 用以关联事务请求和事务响应。事务由一个或者多个动作( a c t i o n ) 组成，一个动作又由在同一个关联中的一个或多个命令组成，动作由关联标识 ( c o n t e x t l d ) 来标识，只有两种情况下动作不包含c o n t e x t l d ，一是m g c 要求m g 创建一个新的关联，二是m g c 修改关联外的一个终端。 事务有三种：分别为事务请求( t r a n s a c t i o n r e q u e s t ) 、事务进展 ( t r a n s a c t i o n p e n d i n g ) 和事务响应( t r a n s a c t i o n r e p l y ) 。事务请求由事务发送者调用， 用于发送命令；事务进展由事务接收者调用，表示事务正在处理中；事务响应由 事务接收者调用，用于回送命令执行结果。一个完整的事务由一个事务请求和一 个事务响应组成，在事务响应前，可能会出现一些事务进展消息。 事务保证对命令的有序处理，即在一个事务中的命令是顺序执行的。各个事 务之间则不保证顺序，即各个事务可以按任意顺序执行，也可以同时执行。 2 5 1 消息的结构 2 5 消息 消息由一个或多个事务组成。消息有一个头部，包含消息发送者的标识和消 息遵从的协议版本。可以将消息发送者的域地址、域名或设备名作为消息标识 ( m i d ) ，协议建议使用域名作为消息标识。一个消息由多个事务组成，一个事务由 第二章h 2 4 8 协议及其扩展机制 多个动作组成，而一个动作又由多个命令组成，描述符是命令的输入输出参数。 消息的整体结构如图2 3 所示，消息中包含的各个事务独立处理，没有顺序规定， 对于消息不需要证实。 h 2 4 8 消息 i 消息头事务请求或同复事务请求或同复 i 事务头动作动作 ，、 关联头关联属性命令命令 一 、 l 命令头 描述符 描述符 描述符 l 图2 3h 2 4 8 中事务、动作、命令和描述符之间的关系 2 5 2 消息的传送 h 2 4 8 协议是应用层控制协议，在口网络中，m g c 和m g 之间可以采用 u d p a l f 也可以采用t c p 。由于u d p 是一种不可靠的运输层协议，因此需要由 应用层提供重发等功能保证消息的可靠传输。 m g 配置时，应配有一个主控m g c 的名字或者地址，同时应有零个或多个备 用m g c 的名称或地址，m g 利用配置的地址与m g c 进行通信。如果m g 不知道 m g c 的端口号，就采用协议规定的缺省端口号，无论是t c p 还是u d p ，对于文 本编码的消息，端口号为2 9 4 4 ，对于a s n 1 编码的消息，端口号为2 9 4 5 。可以通 过s e r v i c e c h a n g e 命令改变后续事务请求的目的地址，但是，事务响应的目的地址 必须和事务请求的地址一致。 2 6 会话描述协议( s d p ) h 2 4 8 消息体中传送的最重要的信息是由s d p 协议描述的媒体控制信息，供 终端和网关协商并建立媒体信道。h 2 4 8 协议和s d p 这两个协议绑定使用，通过 几个事务过程就能完成呼叫和媒体控制信令过程。 2 6 1s d p 协议功能概述 s d p 定义了会话描述和媒体描述的统一格式，但是并不定义多播地址的分配 和s d p 消息的传送，也不负责媒体编码方案的协商，这些功能分别由下层传送协 1 2 基于h 2 4 8 协议的视频通信应用研究 议和上层应用完成。 一般说来，s d p 传递的是多媒体会话的媒体流信息，这些媒体流是多点到多 点媒体流，且只在规定的时间区段内存在，这些时间区段可能是不连续的，但可 以重复发生。s d p 描述有两个目的：一是告知某会话的存在；二是给出参与该会 话所必需的信息。 除此之外，s d p 还可创建专用会话，即该会话描述需做加密处理。此时，会 话传送协议必须能传送解密密钥及加密方法等信息。 2 6 2s d p 协议的一般格式 s d p 会话描述完全是文本形式，采用u t f 8 编码的i s o1 0 6 4 6 字符集。之所 以采用文本形式而不采用诸如a s n i 的二进制编码方式，是为了提高描述的可携 带性，使其可以用各种传送协议传递，并可用各种文本工具软件生成和处理会话 描述。为了减少描述所用的开销，便于差错检测，s d p 采用了紧凑型编码，并且 严格规定了各字段的顺序和格式。 s d p 会话描述由许多文本行组成，每个文本行的格式均为： = 其中， 恒为单个字符，需区分大小写。 为结构化文本串，其格 式取决于 ，也需区分大小写。一般由多个字符组成，各字段由一个空格符分 隔，也可以是一个自由格式的文本串。“= ”符号两侧不允许有空格。 会话描述包括两个部分t 1 ) 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，它以“v = 文本行开始。 2 ) 媒体级描述部分给出只适用于该媒体流的信息，它以“m = ”文本行开始。 一个会话描述可包含零个或多个媒体级描述。如果在媒体级描述中没有重新定义， 会话级描述给定的值就是所有媒体的缺省值。 s d p 定义的类型( t y p e ) 字母很少，如果s d p 语法分析器不能识别描述符中的某 一类型字母，则应将整个描述丢弃。属性机制( “a - 行) 供s d p 扩展其应用或媒 体范围，可根据应用，媒体或会话的需要增加属性值。如果接收方不理解某属性 值，则予以丢弃。 2 6 3s d p 会话级描述格式 下面依次说明s d p 会话级描述中几个重要的文本行的格式和意义： 1 ) 协议版本 格式tv = 0 第二章h 2 4 8 协议及其扩展机制 意义：给出s d p 的版本号，目前为0 版本，无子版本号。 2 ) 会话源 格式：0 = 意义：给出会话的发起者( 其用户名和用户主机地址) 以及会话标识和会话版本 号。其中，用户名是用户在发起主机上的登录名，如果主机不支持用户标识的概 念，则该字段标记为“ 。会话标识为一数字串，使得多元组( 用户名、会话标识、 网络类型、地址类型、地址) 构成会话的全球唯一的标识符。会话标识的分配由创 建工具决定，建议采用网络时间协议( n t p ) 时戳，以确保唯一性。版本号指的是该 会话公告的版本。网络类型为文本串，目前规定“i n ”表示i n t e i n a 。地址类型也 是文本串，目前已定义的有“i n 和“i p 6 ”两种。地址为创建会话的主机的全球 唯一地址。 3 ) 连接数据 格式：c = 意义：给出连接数据。每个媒体描述必须包含一个“c _ 字段，或者在会话 级描述中包含一个公共的“c = 字段。网络类型和地址类型目前的定义值仅限于 i n 和1 1 4 。连接地址可为多播组地址或单播地址。 4 ) 属性 格式：a = 或a = ： 意义：属性是s d p 扩展的基本手段。可以定义为会话级属性或媒体级属性。 有两种形式的属性： a _ ，为特性属性。它们为二进制属性，表示会话具有该性质。 如：a = r e c v o n l y 表示是“只收”特性。 a - - ： ，为数值属性。 2 6 4s d p 媒体级描述格式 媒体级描述需要说明的主要是“m 描述行，其格式为： m = 各子字段的格式和含义如下： 1 ) 媒体类型：目前定义了5 种媒体类型，包括音频、视频、应用、数据和控 制。 2 ) 端口：指明媒体流发往的传送层端口，其含义取决于“c _ ”行规定的网络 类型和“m - 行第3 子字段定义的传送层协议。 3 ) 传送层协议：其值和“c = ”行中的地址类型有关。对于i p 4 来说，大多数 媒体业务流都在r t p u d p 上传送，己定义如下两种协议： 1 4 基于h 2 4 8 协议的视频通信应用研究 r t p a v p ：i e t fr t p 协议，音频视频应用文档，在u d p 上传送。 u a p ：u d p 协议。 4 ) 媒体格式：对于音频和视频来说，就是r t p 音频视频应用文档中定义的 媒体净荷类型。例如，对于a 律p c m 编码单信道音频信号，其在i 汀p 音频视频 应用文档中的静态净荷类型号为8 ，该信号发往u d p 端口4 9 2 3 2 的描述格式为： m = a u d i o4 9 2 3 2r t p 倦 甲8 一般来说，一个会话描述可包含多个媒体描述，每个媒体描述均以“m _ i 描述 行开始。 2 6 5s d p 协议的使用 s d p 用于h 2 4 8 的事务请求和事务响应中对媒体流的描述，也就是用于本地 描述符和远端描述符中，供主被叫用户交换关于呼叫媒体的信息。通过对s d p 会 话描述中媒体行和属性行的配置，可以实现媒体流单播、多播等操作。 2 7h 2 4 8 协议的扩展机制包 由于应用的多样性和技术的不断发展，新的终端和特性要求会不断出现，为 此，h 2 4 8 协议定义了一种终端特性描述符的扩展机制：包( p a c k a g e s ) 描述。h 2 4 8 协议的终端特