软交换网络中的协议 课件

软交换网络中的协议2网络中的协议软交换与网关之间：H.248、MGCP软交换之间：SIP-T、BICC软交换与信令网关之间：SIGTRAN(SCTP、M3UA、M2UA、M2PA)SIP、H.3233软交换协议体系第三方业务平台业务平台/SCP用户/业务数据库软交换机媒体网关信令网关SIP、CORBA…信令转换SIGTRAN（M3UA、M2UA、M2PA、IUA…）SS7、Q.931…智能终端实时媒体传送（RTP,RTCP）媒体服务器PSTNPCM软交换机策略服务器COPS网管系统网管接口协议（SNMP、MML…）数据访问（MAP、LDAP…）业务调用（INAP、SIP…）呼叫控制（SIP/SIP-T、BICC、H323…）呼叫控制（SIP、H323…）媒体网关控制（MGCP、H248…）API4软交换协议分类（1）呼叫控制协议H323：由ITU-T推出，基于二进制，用于IP电话、视频通信的协议体系，软交换体系中主要应用于软交换与H323GK、软交换与H323GW/终端之间、H323终端之间。SIP：由IETF推出的基于文本的会话通信协议，主要应用于SIP服务器（软交换）之间、SIP服务器与SIP终端之间、SIP终端之间。SIP-T：SIP协议的扩展，用于在软交换机之间透传ISUP的负载消息，ITU－T对SIP-T作进一步完善，称为SIP-I。BICC：ITU-T推出的与承载网络无关的呼叫控制协议，功能与ISUP类似。5软交换协议分类（2）网关控制协议（主从控制协议）MGCP:早期使用的网关控制协议，由IETF制定，应用于软交换与TG/AG/MS/IAD之间。H248/MAGACO:由ITU/IETF共同制定，功能与MGCP类似，但在多媒体业务实现、协议维护管理等方面比MGCP有优势。6软交换协议分类（3）媒体流传送协议RTP：IP实时媒体流传输协议，用于承载各类编码的语音、视频信号。RTCP：IP实时媒体流传输控制，与RTP同时使用，用于传送媒体流QOS的反馈信息。7软交换协议分类（4）信令传输协议（SIGTRAN)M3UA：适配七号信令MTP3层的消息M2UA/M2PA:：适配七号信令MTP2层的消息IUA:适配ISDNQ.931协议V5UA:适配V5协议SCTP:在适配协议下层提供可靠的传输服务,与TCP/UDP并列为IP网的传输层协议。8软交换协议分类（5）业务调用协议SIP:可应用于软交换机与应用服务器之间INAP：软交换（SSF）－SCPCAMEL:软交换（MobileSSF）－MobileSCP策略控制协议COPS：用于策略下发与响应信息上报。网管协议SNMP:由IETF定义，广泛应用于计算机界、IP网的网管协议，在软交换体系中应用最普遍。Q3:TMN框架内定义的网管接口协议，适用于ATM网关或部分由电路交换机改造的软交换。MML：人机命令接口，部分软交换采用。9软交换协议分类（6）数据库访问协议：LDAP（LightweightDirectoryAccessProtocol），适用于SIP服务器与数据库之间或软交换与路由服务器（RS)之间的数据访问。MAP：应用于软交换机（MSC/VLRSERVER）与HLR之间API的协议:CORBA：分布对象技术，API常用。SIP：用于基于SIP的API10MGCPH.248SIPSIGTRAN11Connection1Connection2GatewayConnection3MGCP协议呼叫连接模型MGCP是基于端点和连接的一种连接模型GatewayEP1EP2EP3EP4EP5EP：EndPonit12端点（endpoint）端点（endpoint）的概念：端点就是数据源或者数据宿，物理端点：如64kb/s的中继电路、模拟用户线接口虚拟端点：如语音服务器上语音资源等。端点描述格式为：local-endpoint-name@domain-name。端点的标识可以引入通配符“*”或“＄”，“*”代表所有符合指定条件的端点，“＄”表示从符合相关条件的端点中任选一个。

13连接（connection）连接（connection）的概念点到点连接：两个互相发送数据的端点之间的一种关连，一旦该关联在两个端点都建立起来后，就可开始传送数据。多点连接：多个端点之间的关联。连接标识与呼叫标识由网关为每个连接分配唯一的一个连接标识（ConnectionID）与连接相关联的属性之一是呼叫标识符（CallID），与ConnectionID不同的是，呼叫标识符由呼叫代理创建，在同一个呼叫中，所有涉及的连接共享同一个呼叫标识符。连接可建在不同类型的承载网络之上通过RTP承载于IP网络。通过AAL2承载于ATM网络。14MGCP协议结构MGCP是一种文本协议。协议消息分为两类：命令和响应，每个命令需要接收方回送响应，采用三次握手方式证实。命令消息由命令行和若干参数行组成。响应消息带有3位数字的响应码(如“200”代表“成功处理”和若干参数行。MGCP采用SDP向网关描述连接参数为了减少信令传送时延，MGCP采用UDP传送15MGCP协议命令CALLAGENTMGEPCFRQNTCRCXNOFYMDCXDLCXAUEPAUCXRSIP16事件与信号事件(Events）：指状态变化，如摘机、挂机、排叉、收到的电话号码等事件。由呼叫代理指示MG检测指定的事件，指定事件发生后MG应立即上报。大多数情况下，事件发生在端点上，但在一些应用中，有时候会需要向不同的连接发送不同的待检测事件。信号（Signals):指对端点施加的信号音或动作由呼叫代理指示MG对端点放某种信号音、录音通知、DTMF、FSK、反极信号或停止前面的信号。17RSIP(restart)200OKRQNT(Ep1R:hd)200OK(Ep1)Ep1.AUEP(*)200OK(Ep1)200OK(Ep2)::Ep2RQNT(Ep2R:hd)200OK(Ep2)SoftswitchMG1/21234基本呼叫信令流程－网关注册18基本呼叫信令流程－呼叫建立、拆除(1)NTFY(L/hd)200OKRQNT(S:dlR:hudigitmap)200OKNTFY(dialstr:7654321)200OK200OK(connectionIDx,SDP1)6.

CRCX(callIDnM:sendrecv

SDP1)200OK(connectionIDySDP2)拨号音摘机拨号::CRCX(callIDn

M:recvonly)7654321RQNT(R:hu)200OKEp1Ep2MDCX(M:RecvonlySDP2)200OKRQNT(S:rt)200OKRQNT(S:rgR:hd)200OK振铃回铃音SoftswitchMG1MG212345678919基本呼叫信令流程－呼叫建立、拆除(1)1、MG1监测到Ep1“摘机”，并上报软交换。2、软交换下发“被叫号码表（digitmap）”，要求MG1送“拨号音”，并同时监测“挂机”。3、主叫用户拨被叫号码，MG1在监测到第一位号码时停送拨号音，按照digitmap将收全的号码上报到软交换。4、软交换要求MG1继续监测Ep1的“挂机”动作。5、软交换经过被叫号码分析，找到被叫方后，创建MG1－Ep1的连接，媒体连接模式为“receiveonly”，MG1在回应中写入主叫的媒体分组连接信息”SDP1“。6、软交换创建MG2-Ep2的连接，并告知主叫的媒体分组连接信息”SDP1”,媒体连接模式为“sendandreceive”，MG2在回应中返回被叫的媒体分组连接信息”SDP2“。7、软交换修改MG1-EP1的连接参数，并告知被叫的媒体分组连接信息”SDP2“，媒体连接模式为“receiveonly”。8、软交换要求MG1向主叫送”回铃音“。9、软交换要求MG2向被叫“振铃”。20MDCX(M:SendRecv)200OKNTFY(L/hd)200OKNTFY(L/hu)200OK15.

DLCX(callIDn,connectionIDy)200OKNTFY(L/hu)200OK16.

DLCX(callIDn,connectionIDx)200OKEp1基本呼叫信令流程－呼叫建立、拆除(2)RQNT(R:hu)200OKRQNT(R:hu)200OK正常通话应答挂机挂机Ep27654321RQNT(R:hd)200OK忙音200OKRQNT(R:hd)SoftswitchMG1MG21011121314151617181921基本呼叫信令流程－呼叫建立、拆除(2)10、被叫应答，MG2上报软交换。11－12、软交换要求MG1/MG2监测主/被叫用户的挂机动作。13、软交换修改MG1-Ep1的媒体连接模式为“sendandreceive”，主被叫开始通话。：：：：14、通话结束，被叫先挂机，MG2上报软交换。15－16、软交换先后拆除MG2-Ep2、MG1-Ep1的连接，主叫听到忙音。17、软交换要求MG2监测MG2-Ep2的下一“摘机”动作。18、主叫挂机，MG1上报软交换.19、MGC要求MG1监测MG1-Ep1的下一“摘机”动作。22IETFMGCP的版本状况当前版本=1.0RFC343523MGCPH.248SIPSIGTRAN24H248协议模型ContextTermTermContextTermTermTermGateWayTerm:termination25上下文ContextContext的概念： 一个上下文指的是多个终结点间的关联，如果关联中涉及了多于两个的终结点，则它描述了拓扑结构（谁和谁接收/发送），媒体混合和/或交换参数。

它可以通过Add命令进行创建，通过Subtract或Move命令进行删除。26终结点Termination（1）终结点概念：一个终结点是MG中的逻辑实体，能够发送和（或）接收一种或多种媒体。一个终结点在任一时刻属于且只能属于一个上下文。27TerminationSemi-permanentTerminationEphemeralTerminationRootTermination终结点分三种类型：半永久终结点：也叫物理终结点，半永久存在，如，代表一个TDM信道或模拟用户线端口的终结点可以存在到不再提供给MG为止。短暂终结点：代表短暂信息流的终结点，如RTP流，只在使用时才存在。Root终结点：当命令是对整个MG操作，而不是其中一个终结点，则使用Root终结点。终结点Termination（2）28H248命令AddModifySubtractMoveAuditValueAuditCapabilitiesNotifyServiceChangeMGCMG

每一指令针对一特定的终结点29H248协议消息的编码和传输协议信息的编码格式可以是文本格式，也可以是二进制格式，可通过指定不同的IPport实现。协议假设下层网络是不可靠的，因此事务的状态和可靠性由协议实现完成三次握手机制协议实现可以基于TCP、UDP、SCTP或非IP类协议（如：MTP-3B、AAL5等）传输。H.248TCP/UDP/SCTPIPATMAAL530H248协议消息重传机制重传机制：发出请求消息后，启动重发定时器，超时收不到对方的响应消息，则重发请求消息。接收请求消息的一方可以在重发定时器超时前发送pending消息扼制重发定时器。31重启雪崩的预防SoftswitchMG1MG3MG4MG5MG2ServiceChange大量MG同时向MGC注册时，MGC同时接收大量数据包会导致MGC瘫痪，这种现象叫重启雪崩。对每个MG采用“重启定时器”来防止重启雪崩。重启定时器由MG自行设定，随机取0～MWD（最大等待延时）的值。RestartAvalanche32协议的安全机制采用IPSec(RFC2401)协议

SupportoftheAHheader(RFC2402)支持媒体网关和MGC之间信息的鉴定和完整性保护。SupportoftheESPheader(RFC2406）可以提供信息的机密性。媒体连接的保护协议允许MGC为MG提供“SessionKeys”用来加密音频信息，以防窃听。33CTX=NULL,ServiceChg=ROOTReply(SeviceChg)T1CTX=NULL,Mod=T1(E:al/of)Reply(Mod)::T2SoftswitchMG1/2CTX--ContextT--TerminationServiceChg--ServiceChangeMod--ModifyCTX=NULL,Mod=T2(E:al/of)Reply(Mod)123基本呼叫信令流程－网关注册34基本呼叫信令流程－呼叫建立、拆除(1)1.

CTX=NULL,Notify=(T1O:al/of)Reply(Notify)CTX=NULL,Mod=(T1E:al/on,S:cg/dt,Digitmap)Reply(Mod)3.CTX=NULL,Notify=(T17654321)Reply(Notify)Reply(CTX=n,ADD(T1,TRTP1(SDP1)))拨号音摘机拨号::4.

CTX=Choose,ADD=(T1ChooseT(Recvonly))7654321T1T26.CTX=n,Mod=(T1S:cg/rt),TRTP1(SDP2))Reply(Mod)振铃回铃音SoftswitchMG1MG2Reply(CTX=m,ADD(T2,TRTP2(SDP2)))5.

CTX=Choose,ADD=(T2E:al/of,S:al/ri,ChooseT(SendReceive)SDP1))12345635基本呼叫信令流程－呼叫建立、拆除(1)1、MG1监测到Ep1“摘机”，并上报MGC。2、MGC向MG1下发“被叫号码表（digitmap）”，要求MG1向主叫送“拨号音”，并同时监测“挂机”。3、主叫用户拨被叫号码，MG1在监测到第一位号码时停送拨号音，按照digitmap将收全的号码上报到MGC。4、MGC经过被叫号码分析，找到被叫方后，命令MG1创建contextID，选择分组终结点；MG1在回应中写入”contextID＝n“，分组终结点=TRTP1,以及主叫的媒体分组连接信息”SDP1“。5、MGC命令MG2创建contextID，向被叫送”振铃“，监测“摘机”动作，选择分组终结点,告知主叫的媒体分组连接信息”SDP1”；MG2在回应中返回”contextID＝m“，分组终结点=TRTP2，被叫的媒体分组连接信息”SDP2“。6、MGC修改主叫的终结点参数，向主叫送“回铃音”，并告知被叫的媒体分组连接信息”SDP2“。36T1基本呼叫信令流程－呼叫建立、拆除(2)空闲通话应答挂机挂机T27654321忙音SoftswitchMG1MG27.

CTX=m,Notify=(T2O:al/of).

Reply(Notify)8.

CTX=m,Mod=(T2E:al/on,S:)Reply(Mod)9.

CTX=n,Mod=(T1S:,TRTP1SendReceive)Reply(Mod)10.

CTX=m,Notify=(T2O:al/on)Reply(Notify)11.

CTX=m,Subt=(T2(audit),TRTP2(audit))Reply(Sub（statistics）)12.

CTX=n,Sub=(T1(audit),TRTP1(audit))Reply(Sub（statistics）)CTX=NULL,Notify=T1(onhook)Reply(Notify)CTX=NULL,Mod=(T2,E:al/of)Reply(Mod)CTX=NULL,Mod=(T1,E:al/of)Reply(Mod)78910111213141537基本呼叫信令流程－呼叫建立、拆除(2)7、被叫应答，MG2上报MGC。8、MGC要求MG2停送振铃，监测被叫的”挂机“动作。9、MGC修改主叫的媒体连接模式为“sendandreceive”，并要求MG1停送回铃音，主被叫开始通话。：：：：10、通话结束，被叫先挂机，MG2上报MGC。11－12、MGC先后拆除MG2、MG1中的上下文，并要求上报统计信息；MG2/MG2释放分组终结点，在回应中上报统计报告。13、MGC要求MG2监测用户的下一呼叫请求（“摘机”）。14、主叫挂机，MG1上报MGC.15、MGC要求MG1监测用户的下一呼叫请求（“摘机”）。38MEGACO/H.248的版本状况当前版本=1.0RFC3015草稿版本＝2.0draft-H248V2-0339MGCP与H248/Megaco的比较MGCP与H248/Megaco对话音业务支持能力相近，但H248加入了电信级设备应该考虑的因素，丰富了术语和参数，加强了MGC对MG的管理功能，成为电信级设备首选的网关控制协议。MGCP与H248/Megaco均在协议框架内考虑了对多媒体业务的支持，但在具体实现方式和包的定义上都还需要完善。40MGCP与H248/Megaco的比较（续）MGCP出现较早，相对简单、成熟，因此网上已部署了许多MGCP的产品，目前应用的IAD产品以MGCP协议为主，且国际软交换组织（ISC）还在继续完善它，因此在相当一段时间内MGCP协议仍将继续存在。但由于未得到ITU-T和IETF的支持，应该不会再有大的发展。H.248/Megaco由于得到ITU-T和IETF的认同和研究，将继续发展，在网上的应用必将越来越广泛。目前可以确信的是对于新开发的MGC或MG产品，H.248协议是必选的网关控制协议。41MGCPH.248SIPSIGTRAN42什么是SIPSessionInitiationProtocolIETF制订的因特网多媒体通信架构的核心协议之一可用于建立、改变或者终止多媒体会话的应用层协议基于HTTP（文本编码、使用URI寻址）支持多种业务：

Voice,video,instantmessaging,presence,callcontrol,etc.

43SIP协议工作机制采用类似于HTTP协议的客户端/服务器模型每个请求触发服务器的操作并且得到响应。请求及其对应的响应消息构成事务（transaction）、事务之间相互独立一个典型的呼叫/会话（Session）通常包含多个事务ClientServerrequestresponse44SIP协议工作机制（续）SIP只是一个框架性协议为了完成会话需要可与其他协议合作使用。使用SDP作为其消息体会话的描述，支持MIME（MultipurposeInternetMailExtension）方式，可用于在MGC之间传递ISUP消息

SIP-T协议。SIP独立于底层的应用层协议，因此传输层可采用TCP/UDP/SCTP，但为减少时延，一般采用UDP，其可靠性通过重传机制来完成。45源于1996年的MBone实验1999年被IETF-MMUSIC工作组采纳为建议标准RFC25431999年独立为SIP工作组后续又新增了两个以SIP为核心的工作组SIPPING和SIMPLE2002年7月成为新的RFC3261大部分内容经过重写，更加清晰严谨，同时也增加了一些新的特性绝大部分内容保持与RFC2543后向兼容SIP的发展历程46IETF-SIPWG（协议基础）IETF-SIPPINGWG（协议应用）IETF-SIMPLEWG（即时消息）3GPP（R5多媒体域）ITU-TSG11&SG16（SIP&H.323互通）相关的标准化组织47SIP网络--分布式架构RedirectServerLocationServerRegistrarServerUserAgentProxyServerGatewayPSTNSIP网络成员ProxyServer48上述各种实体都是从逻辑功能上来定义的实际产品实现方式和组网应用时会考虑各种因素灵活组合ProxyServer、RedirectServer、RegisterServer可合设于同一物理实体上，也可以分别独立设置。SIP网络组成－部署方式49实例－SIP呼叫建立和拆除流程RTPMEDIAPATHBYEBYE200(OK)200(OK)呼叫拆除媒体通道呼叫建立ProxyServerProxyServerUserAgentUserAgent100(Trying)

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