《计算机网络 》课件第9章

第

9章

多媒体通信技术

9.1引言

9.2网络服务质量

9.3DiffServ协议

9.4RSVP协议

9.5MPLS协议

9.6RTP协议

9.7分布式多媒体应用——IP电话

9.1引

言

多媒体通信技术主要研究网络环境下多媒体信息的传输和应用问题。根据媒体类型，可将多媒体通信分为两大类：

(1)异步通信：异步通信用于在端系统之间交换那些不需要实时存储或者处理的静态媒体数据。例如，多媒体电子邮件就采用的是这种通信方式。

(2)等时通信：等时通信用于在端系统之间传送诸如语音、视频之类需要实时处理的连续媒体数据，产生低延迟、低抖动的连续位流(BitStream)。例如，在多媒体视频会议系统中，对于NTSC制式的视频信号，网络必须每隔33ms就应向播放场地提交一个视频帧，端到端的延迟应当保持在250ms以下。由于连续媒体通信具有等时性，因此通常采用“数据流”来抽象表示端到端的连续媒体通信。

显然，以等时通信方式进行传输的连续媒体对网络通信设施有更高的性能要求，这也是多媒体通信技术要着重解决的问题。这就需要从网络基础结构、网络传输协议和网络应用服务等各个层次上充分地支持多媒体通信。从网络基础结构上，无论是局域网还是广域网都呈现出高速化和交换化的发展态势，传输速率已达到1～10Gb/s，从而为多媒体通信提供了高带宽保证。

从网络传输协议上，现有的网络传输协议，如TCP/IP协议等没有提供多媒体通信支持能力，因为开发这些网络传输协议时还没有出现多媒体的概念，也就没有考虑支持多媒体通信的问题。随着多媒体技术的发展，这些网络传输协议越来越难以满足多媒体通信对服务质量的需求。于是，人们提出了一些支持多媒体通信的新协议。这些新协议的基本方法是在原有网络传输协议的基础上，通过增加新的协议功能和机制来弥补原有网络传输协议的缺陷，从而达到支持多媒体通信的目的。尽管这种方法在某些方面存在着一定的局限性，但由于可以保护用户大量已有的投资，因而容易得到广泛的支持，这也是目前增强网络系统对多媒体通信支持能力的主要方法。

9.2网络服务质量

服务质量(QualityofService，QoS)是一种抽象概念，用于说明网络服务的“良好”程度。由于不同的应用对网络性能的要求不同，因此对网络所提供的服务质量期望值也不同。这种期望值可以用一种统一的QoS概念来描述。在不同应用系统中，QoS参数集的定义方法可能是不同的，经常使用吞吐量、差错率、端到端延迟、延迟抖动等网络性能参数来定义QoS。对连续媒体传输来说，端到端延迟和延迟抖动是两个关键的性能参数。多媒体应用，特别是交互式多媒体应用对延迟有严格的限制，不能超过人所能容忍的极限，否则将会严重地影响服务质量。同样，延迟抖动也必须维持在严格的界限内，否则将会严重地影响人对语音和图像信息的识别。表9.1给出了几种多媒体对象所需的QoS。

表9.1

QoS参数举例

通常，不同的应用对QoS的要求是不同的，不同的QoS应当通过QoS参数来描述，并且用户能够使用这些QoS参数来定量或定性地说明各自所需的QoS。在一个分布式多媒体系统中，通常采用层次化的QoS参数体系结构来定义QoS参数，通信双方的对等层之间表现为一种对等协商关系，双方按所承诺的QoS参数提供相应的服务。同一端的不同层之间表现为一种映射关系，应用的QoS需求应当自顶向下地映射到各层相对应的QoS参数集，各层协议按其QoS参数提供相对应的服务，共同完成对应用的QoS承诺。

一个多媒体网络系统应当提供QoS参数定义方法和相应的QoS管理机制。用户根据应用需要使用QoS参数定义其QoS需求，系统要根据可用资源(如CPU、缓冲区、I/O带宽以及网络带宽等)容量来确定是否能满足应用的QoS需求。经过双方协商最终达成一致的QoS参数值应该在数据传输过程中得到基本保证。在数据传输过程中，网络应当按所承诺的QoS提供相应的服务。由于网络负载是动态变化的，因此可能会引起QoS的波动。网络是否能够履行所承诺的QoS主要取决于QoS的类型。QoS总体上可分成三类：

(1)确定型(Deterministic)QoS。在数据传输过程中，网络提供“硬”的QoS保证，即对所承诺的QoS必须严格保证，否则可能会造成严重的后果。这类服务一般用于硬实时应用，如在远程医疗系统中，X光照片数据必须采用实时无差错的传输。Internet综合服务中的保证服务(GS)和区分服务(DiffServ)中的快速转发均属于这一类QoS。

(2)统计型(Statistical)QoS。在数据传输过程中，网络提供“软”的QoS保证，即对所承诺的QoS允许一定范围的波动，并且不会造成不良的后果。这类服务一般用于软实时应用，如远程多媒体点播(VOD)系统。Internet综合服务中的被控负载服务(CLS)和区分服务(DiffServ)中的保证转发均属于这一类QoS。

(3)尽力型(Best-Effort)QoS。也称最佳效果传输，网络不提供任何QoS保证，网络性能将随着负载的增加而明显下降。由于受到带宽的限制，现有Internet上的分布式多媒体应用大多提供这类服务。为了保证端到端的QoS，在媒体流传输路径上的各个中间点(路由器)都必须支持和保证所承诺的QoS，并且按确定型、统计型及尽力型QoS的优先级次序为相应的媒体流分配和保留资源。

网络对QoS的支持和保证实际上反映了网络中间节点(如路由器、交换机等)的资源分配策略。目前，主要采用为特定媒体流保留资源(如带宽、缓存及排队时间等)的资源分配策略来保证其QoS。为了提供标准化的QoS定义、分类和保证机制，有关国际组织提出了一系列QoS相关协议，如IETF的资源保留协议(RSVP)、区分服务(DiffServ)、多协议标记交换(MPLS)和实时传输协议(RTP)等。

9.3DiffServ协

议

1．DS字段定义

RFC2474定义了IP报头中的DS字段：在IPv4报头中，重定义了服务类型(TypeofService，ToS)字段；在IPv6报头中，重定义了流量类别(TrafficClass，TC)字段。并且还规定了各个网络节点上转发报文分组的命令集，或称为逐跳行为(PHB)。在8位的DS字段中，定义了如下的结构：

DSCP字段的基本特性如下：

(1)从DSCP到PHB的映射是可配置的，每个支持DS的节点都要实现这种可配置的映射。

(2)PHB规范空间必须包含一个推荐的缺省DSCP，且是惟一的，在节点所实现的缺省配置中应支持缺省DSCP到PHB的映射。

(3)如果一个报文分组使用了不可识别的DSCP值，则节点应当原样转发该报文分组，无需改变DSCP值，并且不会引起节点故障。

(4)DSCP字段必须与当前惯有方法保持向后兼容。

2．PHB一个PHB是一个节点为一个特定的DS行为集而采取的转发行为(如吞吐量、丢失率、延迟及抖动等)，一个DS行为集占用一个连接，其转发行为将取决于该连接上的负荷。当多个DS行为集竞争一个节点上的缓冲区和带宽资源时，该节点将根据不同的PHB来分配网络资源。区分服务采用基于逐跳(hop-by-hop)的资源分配机制。

PHB可以用下列项目定义：相对资源(如缓冲区和带宽)优先级或者相对流量特性(如延迟、丢失率)。遵守共同约束(例如分组调度和缓冲区管理策略)的PHB可以组成一个PHB组，组内的PHB之间的关系可以使用绝对或相对优先级，例如采用固定或随机阈值的丢弃优先级，但不是必须的。单独定义的单一PHB是一个PHB组的特例。例如，一个简单的PHB可定义如下：在一个连接上，保证为一个行为集分配x%的最小带宽。这个PHB可以在任何流量调节下进行简单而公平的测量。一个复杂的PHB可定义如下：在一个连接上，保证为一个行为集分配x%的最小带宽，并且按比例公平地共享多余的连接容量。

各个节点可利用某种分组调度和缓冲区管理机制来实现PHB。PHB是根据有关服务供应策略的行为特征定义的，而并非特定的实现机制。各种实现机制一般适合实现一个特定的PHB组，并且在一个节点上可以实现多个PHB组。在一个节点上，通过对所接收报文分组的DSCP的映射来选择PHB。标准化的PHB应具有一个推荐的DSCP，它们之间存在着一一对应的映射关系。

目前，IETF已定义了三个标准的PHB：

(1)快速转发：能够充分满足流量对带宽、延迟与丢包的要求，严格保证所承诺的QoS。快速转发基于ATMCBR交通机制,它将入口处违反合同的IP分组丢弃,并对出口处的IP分组进行整理。为了保证服务质量，快速转发还能提供虚拟租用线路服务，并且服务成本比较低廉。

(2)保证转发：能够容忍流量速率在一定范围的波动，并对产生突发速率和违反合同的流量进行标记，一旦发生网络阻塞，将会丢弃这些分组。对于突发的流量，可以使用统计多路复用技术进行处理。保证转发并不具有严格意义上的端对端的带宽与延迟保证机制。

(3)尽力服务：系统缺省的QoS服务,它不提供任何的QoS保证，只能使用其他PHB处理完成后所剩余的带宽。

3．DS域模型区分服务的实现基于一种DS域模型，一个DS域是一个相邻DS节点的集合，并且支持一种公共的服务供应策略和PHB组。一个DS域由边界节点和内部节点组成，边界节点构成了一个DS域的边界，内部节点构成了一个DS域的核心。在边界节点上，对进入网络的流量进行分类和调节，从该域内部支持的PHB组中选择一个PHB来标记该流量的每个报文分组。在内部节点上，将根据IP报头中的DSCP字段所定义的PHB来选择该报文分组的转发行为，参见图9.1。

图9.1区分服务工作模型

4．流量分类流量分类是实现区分服务的首要条件，其基本原理是根据IP报头中某些字段的内容来选择和标记分组流中的报文分组。流量分类可以采用两种分类器来实现，一是BA(BehaviorAggregate)分类器，它仅基于DSCP字段对报文分组进行分类；二是MF(Multi-Field)分类器，它基于一个或多个字段的组合值(如源地址、目的地址、DS、协议号以及源和目的端口号等)对报文分组进行分类。

5．流量调节

为了确保进入DS域的流量与SLA的相一致，由流量调节器对流量进行测量、成形、重标记等操作。一个流量调节器可以由下列元素组成：测量器、标记器、整形器和丢弃器，参见图9.2。

图9.2分组分类器和流量调节器框图

(1)测量器：由分类器选择每个分组的时域特性，将测量传递给相应的功能组件，并为每个分组触发一个特定的操作。

(2)标记器：将一个分组的DS字段设置成一个特定的DSCP，被标记的分组加入到特定的DS行为集中。当标记器改变了一个分组的DSCP，则该分组就是一个“重标记”分组。

(3)整形器：对一个分组流中的部分或全部分组进行整形处理，使该分组流速率满足规定的流量合同。通常，整形器有一个有限空间的缓冲区。如果缓冲区没有足够的空间存储被延迟的分组，则要丢弃分组。

(4)丢弃器：丢弃一个分组流中的部分或全部分组，使该分组流速率满足规定的流量合同。它作为一个整形器的特例，即将整形器的缓冲区尺寸设置成0。

6．分类器和流量调节器的位置通常，分类器和流量调节器处于如下几个位置上：

(1)源域内部。源域是指包含产生流量节点的域。一个源域内部的流量源节点和中间节点可以执行流量分类、标记和调节功能，从源域到一个边界的流量可以直接由流量源节点来标记，也可以在离开源域之前由中间节点来标记，这就是初始标记或预标记。例如，一个企业网络的A主机所输出的报文分组应具有较高的优先级。可以采用两种方法来标记A分组：一是由A主机(流量源节点)用DSCP=“高优先级”来标记所有输出分组的DS字段；二是由A主机所直接连接的第1跳路由器(中间节点)用适当的DSCP来为所有的A分组。对于后者，将意味着高优先级流量可以在靠近流量源的位置上进行调节，并且可以限制一个特定流量源的高优先级流量的转发数量。

(2)DS域边界。在一个上游域的DS出口节点或下游域的DS入口节点上可以对流量进行分类、标记和调节。在DS入口节点上，如果输入的流量不符合流量合同，则要按本地策略强制执行流量合同。如果一个DS入口节点所连接的上游域是一个不支持DS的域，则该节点必须对输入的流量执行流量调节功能。

(3)不支持DS的域。在一个不支持DS的域中，流量源节点或中间节点可以在流量到达下游DS域入口之前对流量进行预标记。由此可见，区分服务基于一种简单的域模型，在网络边界上，对输入网络的流量进行分类和调节，并指派给不同的行为集，而每个行为集则由一个单一的DSCP来标识；在网络核心，将根据DSCP字段定义的PHB来转发分组。这样就使得网络具有对不同报文分组流提供有区别服务的能力，而且便于功能的扩展，并降低了实现的复杂度。

9.4RSVP协

议

RSVP是一种支持多媒体通信的传输协议，在无连接协议上提供端到端的实时传输服务，为特定的多媒体流提供端到端的QoS协商和控制功能，以减小网络传输延迟。RSVP的工作原理如图9.3所示，发送者在发送数据前首先发送Path报文与接收者建立一个传输路径，Path报文含有数据流标识符(ID)和其他控制信息。沿途的各个路由器都记录这个流标识符，并为它做好保留资源的准备。接收者收到Path报文后，则使用相同的流标识符回送一个Resv报文进行应答。Resv报文沿相同的路径传送给发送者，途经各个路由器时，对Path报文指定的QoS给予确认。以后，发送者和接收者之间通过这条路径传输数据流，沿途的各个路由器为该数据流保留资源，按所协商的QoS提供转发服务。

图9.3

RSVP的工作原理

9.4.1综合服务

1．保证服务

GS为合法的数据分组提供一种保证的带宽级、恒定的端到端延迟范围和无排队丢失的服务。这种服务具有很高的质量，主要用于有严格实时传输需求的场合，如多媒体会议，远程医疗诊断等。这类应用通常不允许声音或图像信息延迟到回放时间之后到达。这里采用一种漏桶流量模型和算法来限制排队延迟。

2．被控负载服务

CLS提供的是有一定延迟量和数据丢失的服务，但延迟和丢失被限制在一个合理范围内，并且数据流的传输特性并不随着网络负载的增加而明显降低，仍保持在一个稳定的级别上。CLS主要用于允许有一定延迟和丢失的实时传输场合，如远程多媒体点播。CLS通过控制网络延迟和数据丢失，提供相当于轻负载的传输特性。一旦发送者和接收者之间协商好QoS(GS或CLS)级后，就可以进行数据流传输了。在数据流传输过程中，每个数据分组都必须符合已定义的传输特性。否则，路由器将按非法分组处理。对于非法的数据分组，路由器可以有选择地降低QoS级，以最佳效果方式传输，并且采取适当的服务策略和更新动作来保证非法数据流不会影响正在传输数据流的QoS。

9.4.2

RSVP报文格式一个RSVP报文由公共头和报文体组成。公共头格式如图9.4所示，其中：●版本号：4位，说明RSVP协议的版本号，目前的版本号为1。●标志：4位，目前尚未定义标志位。●

报文类型：8位，定义了七种报文，即1=Path，2=Resv，3=PathErr，4=ResvErr，5=PathTear，6=ResvTear，7=ResvConf。

●报文检查和：16位，用于保证报文传输的正确性。●报文生存期：8位，发送报文所使用的IP生存时间值。●

报文长度：16位，以字节表示的RSVP报文总长度。

图9.4RSVP报文公共头格式

9.4.3发送者的Path报文

RSVP规定，发送者在发送数据前首先要发送Path报文与接收者建立一个传输路径，并协商QoS级。一个Path报文包含有如下的信息。

(1)Phop：后续节点地址，指出转发该Path消息的下一个支持RSVP节点(路由器或接收端)的IP地址。该路径上每个支持RSVP的路由器都要更新这个地址。

(2)SenderTemplate：发送者模板，包括发送者的IP地址和可选择的发送者端口。

(3)SenderTspec：发送者传输说明，其传输说明是用一种漏桶流量模型描述的，其中有数据流峰值速率p、桶深b、标记桶速率r、最小管理单元m以及最大数据报长度M等参数。

(4)Adspec：通告说明，可选项，含有OPWA(OnePassWithAdvertising)信息，使得接收者能计算出应保留的资源级，以获得指定的端到端QoS。该路径上每个支持RSVP的路由器都要更新这些信息。

1．缺省通用参数段

DGP段包含如下字段：

(1)最小路径等待时间。它是指在路径上单个连接等待时间的累加和，表示无任何排队延迟的端到端等待时间。在GS中，接收者可以使用该值计算端到端排队延迟限制，以及所有端到端延迟限制。

(2)路径带宽。它是指在路径上单个连接带宽的最小值。

(3)全局中止位。它是一个标志位。发送者创建Adspec时，该位置0。当路径上任何不支持RSVP的路由器都可将该位置1，以通知接收者Adspec是无效的。

(4)综合服务(IS)网段(hop)计数。在路径上每个支持RSVP/IS的路由器都将该值加1。

(5)路径最大传输单元(PathMTU)。它是指在路径上单个连接最大传输单元(MTU)的最小值。在路径上每个支持RSVP的路由器都要更新这些参数，最后将端到端的值提供给接收者。

2．保证服务(GS)段Adspec的GS段包含如下字段：(1)Ctot。端到端偏差项C的总和。(2)Dtot。端到端偏差项D的总和。(3)Csum。自上次刷新点开始C的总和。(4)Dsum。自上次刷新点开始D的总和。

(5)GS中止位。它是一个标志位。发送者创建Adspec时，该位置0。当路径上任何支持RSVP/IS但不支持GS的路由器都可将该位置1，以通知接收者Adspec是无效的，服务得不到保证。

(6)GS通用参数头/值。它是一个选项。就接收者所希望的GS保留而言，如果选择了其中的任何一个，都会忽略DGP段所给定的相应值。

3．被控负载服务(CLS)段

Adspec的CLS段包含如下字段：

(1)CLS中止位。它是一个标志位。发送者创建Adspec时,该位置0。当路径上任何支持RSVP/IS但不支持CLS的路由器都可将该位置1，以通知接收者Adspec是无效的，服务得不到保证。

(2)CLS通用参数头/值。它是一个选项。与GS段一样，它忽略DGP段所给定的特殊服务通用参数。

9.4.4接收者的Resv报文接收者接收到Path报文后，从SenderTspec和Adspec字段中提取传输特性参数和QoS参数，利用这些参数建立起接收者保留说明Rspec。Rspec由如下参数组成：

(1)带宽R。根据SenderTspec参数计算而成。如果得到的R值大于Adspec中的路径带宽值，则R值必须相应地减小。R值将保存在各个路由器上。

(2)时隙S。表示端到端延迟限制与应用所需端到端延迟的差值，初始为0。通过设置S值，将为各个路由器在确定局部保留上提供更多的伸缩性，提高端到端保留的成功率。

利用Rspec可以创建Resv报文。一个Resv报文包含如下内容：

(1)保留模式指示。可以是FF、SE或WF模式之一(下面将讨论)。

(2)过滤器说明(Filterspec)。用来标识期望接收的发送者集合，采用与一个Path报文中SenderTemplate完全相同的格式。对于WF模式，将被忽略。

(3)数据流说明(Flowspec)。用来说明一个期望的服务质量(QoS)，由保留说明Rspec和流量说明TRspec组合而成。通常，将TRspec设置成与SenderTspec相等。

(4)保留确认对象(ResvConf)。是可选项，含有接收者的IP地址，用于指示接收该保留请求的节点。ResvConf报文在分布树上向上传播，最终到达该消息接收者，表明端到端保留的成功。

Resv报文按指定的路径逆向传送给发送者。在每个路由器节点上，Resv报文对发送者的保留请求给予确认，并且可以和到达同一端口的其他Resv报文合并，再传送给由Phop指示的上游路由器，直至到达发送者。

9.4.5路由器的RSVP处理

1．Path报文的处理在点到多点的传输路径上，中间要通过多个支持RSVP的路由器，形成一个分布树。这些路由器都要截获Path报文，并检查其有效性。如果发现错误，则要卸下Path报文，并用PathErr报文通告给上游的发送者，以便让发送者采取适当的动作。如果Path报文是有效的，则路由器将执行下列处理：

(1)更新发送者路径状态登记项。发送者是用SenderTemplate标识的，如果当前尚无路径状态，则要建立该状态。路径状态包含有Phop、SenderTspec以及任意一个Adspec。Phop必须存储，以便在分布树上逆向查找转发Resv报文的路由。SenderTspec提供一个阈值，用于对Resv报文中的Tspec进行限制。

(2)设置清除计时器。每个路径状态登记项采用软状态机制，必须使用Path报文进行周期性更新。如果在清除计时器规定的时间间隔内没有收到Path报文，则会自动删除相应的路径状态登记项，以免死亡的路径状态登记项长期残留在路径状态登记表中。每当收到Path报文，只要重新设置清除计时器，路径状态信息就不会因超时而被删除。

(3)生成和转发Path报文。根据所存储的路径状态信息生成新的Path报文，并沿着分布树向下转发，以刷新下游路由器的路径状态。在下列情况下将创建并发送Path报文：一是每当所存储的路径状态发生改变时，将立即创建Path报文并发送给下游节点；二是每当更新周期计时器发生超时，将周期地创建Path报文并发送给下游节点。为了维护路径状态信息，路由器的RSVP设有两个计时器：清除计时器和更新周期计时器，后者的时间间隔比前者要小若干倍，这样偶尔发生的Path报文丢失不会引起不必要的路径状态信息删除。但最好是用最小网络带宽来配置RSVP报文，以免因拥挤而丢失数据。

2．Resv报文处理当路由器接收到Resv报文后，将按其保留模式对Flowspec和Filterspec进行如下处理：

(1)将有效的Flowspec提交给路由器的传输控制模块，由传输控制模块实施许可控制和策略控制，以确定是否接受保留。许可控制将单独确定是否有足够容量来满足保留请求，策略控制采用某种策略实施控制，例如采取某种策略来限制用户的保留带宽等。

(2)如果该保留请求被拒绝，则路由器将保持已有的保留状态，并向下游节点发送一个ResvErr报文。

(3)如果该保留请求被接受，则路由器用有效的Flowspec和Filterspec设置其保留状态。这时，可采用某种规则来改变与该保留请求相关联的Rspec，还可以采用某种规则将该保留请求和其他保留请求相合并，以产生新的Resv报文。路由器将从所存储的路径状态中获得上游路由器，将Resv报文转发给它。

3．保留模式

RSVP的资源保留是针对路由器端口的，路由器使用Filterspec和Flowspec为相应的端口定义其保留模式，并实施对资源保留的控制。RSVP可用的保留模式如表9.2所示。

表9.2RSVP可用的保留模式保留模式

(1)FixedFilter(FF)。为一个特定的发送者建立资源保留状态，由Filterspec指定一个特定发送者，合并后的Flowspec为该发送者所有保留请求中最大的Flowspec值。重新生成的Resv报文传送给该发送者的上游节点。

(2)SharedExplicit(SE)。为一个特定的发送者集合建立共享的资源保留状态，由Filterspec指定一个特定的发送者集合，合并后的Flowspec为这个发送者集合所有保留请求中最大的Flowspec值。重新生成的Resv报文传送给这些发送者的上游节点。

(3)WildcardFilter(WF)。为所有发送者建立共享的资源保留状态，Filterspec是通配符，表示可以和任何发送者相匹配，合并后的Flowspec为所有保留请求中最大的Flowspec值。重新生成的Resv报文传送给它的上游节点。在这些保留模式中，FF用于单播(点到点通信)场合、SE用于组播(点到多点通信)场合、WF用于广播(点到所有点通信)场合，其中SE和WF适合于会议应用，因为在这类应用中，某一时刻只有一个发送者是主动的，应当为发送者的音频和视频流建立资源保留状态，并保留发送带宽。

9.5MPLS协

议

9.5.1MPLS网络体系

MPLS采用简单的标记来简化数据报转发过程，实现IP数据报的快速交换，其核心技术主要包括以下三方面内容：

(1)流标记语义：在每个IP数据流中加入一个有特定含义的标记，使一个标记与一个特殊的数据流相关联。

(2)转发方法：根据固定长度的短标记值来转发数据报，在转发时只需进行标记查找、标记替换以及其他简单的操作，从而简化了转发操作，减少了处理延时。在可能的情况下，还可以直接利用第二层交换技术进行快速转发。

(3)标记分配：由节点决定为特定的数据流分配一个标记，可以采用专用的控制协议或者在路由协议增加标记分配功能来实现标记的分配。

图9.5标记封装格式

其中：·Label：20位，标记值。·Exp：3位，实验保留位，可以用来表示8个QoS级别。·S：1位，标记栈底标识位。·TTL：8位，标记的生存期。

1．基于路由器的网络体系在IP数据报进入网络核心前，由边界路由器为它分配一个标记。支持MPLS的核心路由器将会按标记信息来确定IP数据报的转发路径以及优先顺序，直至达到目的地，从而减少了路由处理开销和网络延迟。

MPLS协议还提供了QoS支持能力，在边界路由器上，MPLS将根据IP数据报的源地址、目的地址、端口号、服务类型(ToS)等字段来确定特定IP数据流的QoS，并包含在标记中。对于到达同一目的地的IP数据报，可根据IP数据报的ToS值来选择不同的转发路径，以满足特定IP数据报对传输服务质量的要求。同时，通过对特殊路由的管理，还能有效地解决网络中的负载均衡和拥塞问题。例如，当网络中出现拥塞时，MPLS可实时地建立新的转发路由来分散流量，以缓解网络拥塞。

2．基于ATM的网络体系

MPLS可以支持多种第二层协议，如ATM、帧中继、PPP、以太网等。由于ATM具有很强的流量管理和QoS支持能力，因此，MPLS与ATM结合起来，能够充分发挥ATM在流量管理和QoS机制等方面的特长和作用。

MPLS/ATM网络体系由核心网络和接入网络两部分组成：核心网络提供了网络传输基础设施，由标签边缘路由器(LabelEdgeRouter，LER)和标签交换路由器(LabelSwitchingRouter，LSR)互连而成；接入网络提供了用户接入服务，通过适当的端接设备将用户接入核心网络，参见图9.6。

图9.6MPLS/ATM网络体系

9.5.2基于MPLS的QoS技术

1．基于MPLS的流量工程流量工程是采用适当的科学技术方法对网络流量进行测量、建模、描述、优化和控制的，其目的是优化网络资源利用，改善流量性能，提高网络运行效率。流量工程的一个重要内容就是QoS机制。在MPLS流量工程中，主要通过建立LSP来实现流量控制，它可以采用三种方法来建立LSP：

(1)约束路由标记分发协议(CR-LDP)。该协议是对标记分发协议(LDP)的扩展，用于支持约束路由。CR-LDP可以使用标记请求消息建立一条LSP。在标记请求消息中，可以设置有关流量参数，如峰值速率、承诺速率和突发性速率等。但是，CR-LDP并不提供对LSP流量的QoS保证机制。

(2)RSVP-TE标记分发协议。该协议是由RSVP协议扩展而成的，它定义了几种新的RSVP对象，例如强制性LABLE-REQUEST对象、LABEL对象等。RSVP-TE提供了用于建立和维护LSP的附加功能，包括按需分发下游标记、显式LSP实例、为显式LSP分配网络资源、为已建立的LSP隧道重新选择路由、跟踪LSP隧道的真正路由、诊断LSP隧道、抢先选择和可控制管理等。

(3)人工逐跳建立。网络管理人员可以使用网络管理系统为每条LSP上的所有路由器建立有关MPLS用法的信息，即采用人工的方法对每条LSP上的流量实施控制。

2．MPLS的DiffServ支持技术由于MPLS使用一个标记封装了IP数据报，因此，核心路由器看不到IP数据报头中的DSCP。为了改变DiffServ与MPLS不相兼容的局面，IETF提出了一种MPLS的DiffServ支持方法。

MPLS的DiffServ支持技术能够把DiffServ的多个BA(BehaviorAggregate)映射到MPLS的一条LSP上，根据BA的PHB来转发LSP上的流量。LSP与BA的映射有下列两种方式：

(1)E-LSP。E-LSP通过Exp字段将多个BA指派到一条LSP上,用MPLS标记头中的Exp字段来表示一个IP报文的PHB，Exp字段最多可以映射8个BA。MPLS/ATM网络不能使用Exp字段。

(2)L-LSP。L-LSP把一条LSP指派给一个BA，表示多个丢包优先级，根据MPLS标记来确定数据包的调度策略，根据MPLS封装头或第二层丢包机制来确定丢包优先级。由于MPLS网络设备在每一跳中都会交换标记值，管理标记与DSCP的映射比较困难，因此E-LSP比L-LSP更容易控制。因为E-LSP事先就可以确定整个网络中每个MPLS封装包的Exp字段和DSCP之间的映射关系。

DiffServ提供的是一种针对不同的业务提供区别服务，为不同的业务设置不同的优先级和转发特性，但并不具体地规定如何进行转发，也不设法消除拥塞。在网络没有拥塞时，即使是尽力型的IP数据报也能得到很好的网络服务。而一旦发生拥塞，即使DiffServ在网络边界进行了流量调节，在网络核心路由器上也有可能因流量汇聚而出现负载不均衡现象，引起网络拥塞。这时，DiffServ是以牺牲低优先级的业务为代价来换取高优先业务的QoS的，在拥塞严重时，还可能损坏高优先级的业务。因为DiffServ不关心低层网络采用什么技术来解决网络拥塞问题，所以不能从根本上消除拥塞。

9.5.3基于MPLS的VPN技术在MPLS/ATM网络体系中，利用ATM虚电路的连接特性和能力，能够很容易地实现虚拟专用网(VPN)功能，并且在一个MPLS/ATM网络上可以同时建立多个VPN。在这种VPN体系结构中，LER是VPN的入口和出口，由LER负责VPN的建立、拆除和维护。在路由寻址方面，MPLS路由器与传统的路由器有很大的不同。MPLS支持特殊路由，允许沿不同的路径转发同一目的地址的数据包。因此，一个LER可以同时建立多个VPN，每个VPN都拥有一个单独的路由域，并使用各自独立的路由协议和路由表来转发IP报文。

在建立VPN时，利用ATM网络的QoS能力和机制可以分别建立具有不同QoS级别的VPN，并且每个VPN的服务质量都能得到充分的保证。对于有特定QoS要求的IP报文，可以通过ATM网络为其建立专门的虚电路，这些虚电路的QoS参数可以按IP报文的QoS要求来确定。LER将根据IP报文的有关参数，如IP的源地址、目的地址、端口号等参数来决定MPLS报文(加了标签的IP报文)的QoS级别。对于同一目的地址的IP报文，可以根据其ToS值来建立不同的转发路径，以满足不同的QoS要求。同时，通过对特殊路由的管理，还能有效地解决网络中的负载分担和拥塞问题。当网络中出现拥塞时，LER可以实时地建立新的转发路由来分担网络流量，以缓解网络拥塞。这样就把MPLS的标签交换技术与ATM的QoS能力有机地结合在了一起。

通常，基于MPLS/ATM的VPN构架是Internet服务提供商(ISP)支持企业用户应用的网络安全解决方案，由ISP构建和管理一个基于MPLS/ATM的公共网络，为企业用户提供VPN接入服务。

MPLS通过在IP数据流中加入一个特殊的标记来简化数据报转发过程，实现IP数据报的快速转发和交换。MPLS最初的目的是实现高速的路由转发，但随着路由器性能的不断提高，这种功能逐渐被减弱。目前，MPLS越来越多地被用于实现流量工程以及构建VPN。

9.6RTP协

议

9.6.1RTP报文格式

RTP报文由两部分组成：报头和有效载荷。RTP报头格式如9.7所示，其中：

·V：RTP协议的版本号，占2位，当前协议版本号为2。

·P：填充标志，占1位，如果P=1,则在该报文的尾部将填充一个或多个额外的八位组，它们不是有效载荷的一部分。

·X：扩展标志，占1位，如果X=1，则在RTP报头后跟有一个扩展报头。

·CC：CSRC计数器，占4位，指示CSRC标识符的个数。

·M：标记，占1位，不同的有效载荷有不同的含义，对于视频，标记一帧的结束；对于音频，标记会话的开始。

·PT：有效载荷类型，占7位，用于说明RTP报文中有效载荷的类型，如GSM音频、JPEM图像等。

·

序列号：占16位，用于标识发送者所发送的RTP报文的序列号，每发送一个报文，序列号增1。接收者通过序列号来检测报文丢失情况，重新排序报文，恢复数据。

·

时戳(Timestamp)：占32位，时戳反映了该RTP报文的第一个八位组的采样时刻。接收者使用时戳来计算延迟和延迟抖动，并进行同步控制。

·

同步信源(SSRC)标识符：占32位，用于标识同步信源。该标识符是随机选择的，参加同一视频会议的两个同步信源不能有相同的SSRC。

·

特约信源(CSRC)标识符：每个CSRC标识符占32位，可以有0～15个。每个CSRC标识了包含在该RTP报文有效载荷中的所有特约信源。

图9.7RTP报头格式

9.6.2基于RTP的带宽控制方法为了实时传输数据，RTP利用了简单而快捷的UDP协议实现网络传输。由于UDP协议是一种无连接的传输协议，因此不保证报文传输的正确性和有序性，也不提供流量控制功能。另一方面，在多媒体通信中，由于多媒体数据的特殊性，因此不宜采用通常的重传纠错法来提供正确性，而是采用控制传送带宽方式来减少报文丢失，以满足多媒体应用所需的QoS。

在RTP协议中，通过RTCP报文提供了基于无连接传输协议的端到端控制机制，这是一种基于接收者反馈的网络传输QoS检测机制，在RTCP的接收报告中包含了当前网络传输QoS有关信息，如报文丢失率、报文丢失累计、接收到的最高序列号、平均延迟抖动以及用于计算发布接收报告往返所需时间的时间标签等。发送者可通过这些信息来评价网络传输QoS状况，并可采取适当的策略实施同步控制。

RTP协议规定，每个RTP系统必须实现RTCP的控制功能，由内部功能模块定期自动执行。RTCP报文是轻载信息，其信息量与最低的数据通信量相平衡，它所产生的通信量只是数据通信量的5%左右。

要实施端到端的强制同步控制，其前提条件是发送端要能够获取网络失调状态信息。一种可行的同步控制策略是：各个接收端将一种轻载的网络失调状态信息(如QoS参数状态)反馈给发送端，发送端据此进行强制性同步控制，以满足接收端演示质量的要求。基于RTP的带宽控制算法正是利用这种控制策略来实施强制性同步控制的，其基本思想是在RTP协议机制支持下，发送端通过接收端周期反馈的接收报告来评价当前网络传输的QoS，并以此对数据发送速率进行适当调整。端点之间利用RTP报文和RTCP报文来实现带宽控制：

(1)RTP报文的序号字段可用于排序RTP报文分组，以消除重复分组，保持视频或音频流内同步和连续地播放。

(2)RTP报文的时戳字段可作为流间同步标识，以保持视频和音频流间同步和连续地播放。

(3)发送者可利用接收者反馈的RTCP报文来制实施端到端的强制性同步控制，以改善当前网络传输的QoS。

1．接收端的控制策略接收端通过RTP协议实施如下的控制策略：

(1)SSRC字段用于标识不同的信源，以支持多对一或多对多的多媒体通信。

(2)时戳字段作为流间同步标识，用于媒体流间的流间控制，以保持视频和音频流间同步和连续地播放，并作为时间量用于计算报文分组的传输延迟、延迟抖动以及数据更新周期等，滤除严重延迟的RTP报文分组。

(3)序号字段作为流内同步标识，用于排序RTP报文分组，消除重复报文分组，保持视频或音频流内同步和连续地播放。

(4)将接收端检测到的当前网络QoS状况通过RTCP的接收报告周期地反馈给发送端。

2．发送端的控制策略发送端将采用如下的控制算法来调整传送带宽。

(1)设bs为发送端当前的带宽，bmin和bmax分别为应用所设置的最小带宽和最大带宽，且bs([bmin，bmax]。

(2)在每个发送带宽级上保持一个时间片，超时后将根据网络QoS状况提高或降低一个带宽级，以避免带宽频繁波动。这里使用报文丢失率作为QoS指示器，并设置一个阈值。如果QoS指示器超阈，说明网络发生阻塞，这时可通过改变发送速率来调整传送带宽，疏导网络交通。

(3)初始时按最大带宽发送报文分组，即bs(bmax，以提高网络通道的利用率。

(4)如果在规定的时间片内QoS指示器超阈，说明网络发生阻塞，则在超时后需要降低一个带宽级，即bs

max{bs-，bmin}，其中为比例因子。

(5)如果在规定的时间片内QoS指示器未超阈，说明网络交通状况良好，则在超时后应当提高一个带宽级，即bs(min

bs+

，bmax}。

(6)在点到多点通信场合中，发送者将面对多个不同网段上的接收者，而每个网段的交通状况又不尽相同。因此，在改变带宽时可采用多数表决法，即当报文丢失率超阈的接收者超过一定比例时再改变带宽。这种方法的特点是：利用RTP协议机制来传送网络状态信息，不需要另外构造网络检测机构，易于实现；RTCP报文是一种轻载报文，占用较少的通信带宽。

9.7分布式多媒体应用——IP电话

9.7.1分布式多媒体应用的特点分布式多媒体应用是指在计算机网络支持下的多媒体应用技术，它比单机环境下的多媒体应用要复杂得多，对计算机支撑环境，尤其是对网络支撑环境要求高。近年来，高速网络技术的发展，大大改善了分布式多媒体应用环境，推动了分布式多媒体应用的发展，出现了很多分布式多媒体应用系统，如多媒体会议系统、视频点播系统、远程医疗系统、远程教学系统等。同时，分布式多媒体应用也对计算机网络技术、数据存储技术和分布式处理技术等提出了更高的要求，带动了相关技术的进步，它们是互为依存、共同发展的关系。

从信息交换方式来看，分布式多媒体应用系统可以分成下列四类：

(1)点对点非实时应用。这类应用系统采用点对点通信方式，但无需实时交换信息，例如个人多媒体电子邮件系统等。它对网络环境要求不高。

(2)点对多点非实时应用。这类应用系统采用点对多点通信方式，需要将源节点的多媒体信息同时发送给多个目的节点，但无需实时交换信息，例如多媒体信息发布系统等。它要求网络环境具有组播(Multicast)或广播(Broadcast)通信能力。

(3)点对点实时应用。这类应用系统采用点对点通信方式，并且通信双方必须实时交换信息，例如视频点播系统、可视电话系统等。它对网络环境的要求是高带宽和低延迟，并能够提供QoS支持能力。

(4)点对多点实时应用。这类应用系统采用点对多点通信方式，需要将源节点的多媒体信息同时发送给多个目的节点，并且信息交换必须是实时的，例如多媒体会议系统等。它对网络环境的要求除了高带宽、低延迟和支持QoS外，还应当具有组播通信能力。

从系统构成模型来看，分布式多媒体应用系统可分成下列两类：

(1)对等模型。在应用系统中，只有一类节点，它具有双重身份，既是信源又是用户，并且各个节点的地位是对等的，信息交互具有对称性，即一个节点发送的信息量和接收的信息量大致是平衡的。典型的应用系统如多媒体会议系统、可视电话系统等。

(2)客户/服务器模型。在应用系统中，有两类节点：客户和服务器。服务器是信源，为客户提供信息服务；客户是使用信息的用户，根据需要向服务器发出服务请求，并且接收服务器返回的响应信息。服务器可以面向很多客户提供服务，并且信息交互具有不对称性，客户到服务器的上行信道的信息量要远远小于服务器到客户的下行信道的信息量。典型的应用系统如视频点播系统、多媒体信息发布系统等。

9.7.2IP电话的基本原理

IP电话(VoiceoverIP,VoIP)与传统的电路交换语音网络不同，它使用Internet来传送语音信息。IP电话的基本原理是：

(1)对模拟语音信号进行模拟/数字变换，变为数字信号；

(2)对数字信号进行压缩处理；

(3)把压缩后的数字语音信号按IP等相关协议进行封装；

(4)经过IP网络把数据包传输到接收端；

(5)接收端对语音数据包进行解封、解压缩、数字/模拟变换等处理后，恢复成原来的语音信号。

图9.8IP电话信号的传输过程

1．PC-PC方式用户之间使用PC机进行通话，这种通信方式的通信双方必须都是Internet上的用户，利用IP地址进行呼叫。PC需配有麦克风、声卡和网卡。语音编/解码、压缩、打包/解包、数据包发送接收等均在PC上完成。通信双方必须使用相同的IP电话软件连接到同一个服务器，才能通过Internet进行语音通信。PC-PC方式的连接示意图如图9.9所示。

图9.9PC-PC方式的连接示意图

2．PC-Phone方式在这种方式中，由电话网关完成IP地址和电话号码的映射和翻译、语音编/解码、打包/解包。PC的语音信号经过Internet到达另一端的电话网关，电话网关再通过公用电话网或用户小交换机接通普通电话机(Phone)。PC-Phone方式的连接示意图如图9.10所示。

图9.10PC-Phone方式的连接示意图

3．Phone-Phone方式这种方式的用户使用普通的电话机就可以进行通信。普通电话经过电话交换网(PSTN)连到电话网关，发送端的电话网关鉴别主叫用户，翻译电话号码/网关IP地址，发起IP电话呼叫，连接到最靠近被叫的电话网关，并完成语音编码和打包，接收端的电话网关实现解包、解码和连接被叫。Phone-Phone方式的连接示意图如图9.11所示。

图9.11Phone-Phone方式的连接示意图

9.7.3IP电话系统的组成IP电话系统由IP电话终端设备、网关(Gateway)、网守(Gatekeeper)、管理终端、多点控制单元(Multi-ponitControlUnit，MCU)等几部分组成，如图9.12所示。

图9.12IP电话系统的组成

1．终端设备终端设备可以是传统的电话机、带有声卡并配上适当的IP电话软件(如Microsoft的Netmeeting)的PC机、IP电话机，也可以是集语音、数据和图像于一体的多媒体业务终端。终端设备是IP电话系统中面向用户的设备。它可以与其他终端设备、网关或MCU进行通信，支持语音、数据和视频信息的交互。终端设备的主要功能包括音频编/解码、视频编/解码、数据打包和发送、数据包接收和解包、终端接入控制、呼叫控制、逻辑信道控制等。

2．电话网关电话网关(简称网关)是H.323系统与现有电路交换网的互通点，其核心功能是对不同系统的媒体信息和信令信息进行转换，以实现这些系统与H.323系统的互通。用户通过PSTN本地环路连接到IP网络的网关，网关负责把模拟信号转换为数字信号并压缩打包，成为可以在Internet上传输的IP分组语音信号，然后通过Internet传送到被叫用户的网关端，由被叫端的网关对IP数据包进行解包、解压和解码，还原为可被识别的模拟语音信号，再通过PSTN传到被叫方的终端。因此，网关除支持音、视频编/解码外，还要支持呼叫控制、逻辑信道控制等信令功能。

对于大型的电信级电话网关，媒体处理功能和信令处理功能是分开实现的，媒体处理功能由媒体网关(MG)负责，信令处理功能由媒体网关控制器(MGC)完成。MGC负责通话前逻辑连接的建立与控制，并维护每一次通话的连接状态。MGC根据用户的服务需求可以支持诸如呼叫显示，呼叫等待等增值业务。另外，由于MGC上存有每一次通话的状态数据，还可负责为计费系统提供原始数据。MGC通过其上运行的信令协议来交换有关设备与连接的控制信息，目前使用的主要信令协议有H.323、SIP等。

3．网守网守(又称网管)用来管理IP电话网关，其主要功能是：

(1)IP地址映射。将电话网E.164地址映射成被叫所在网关的IP地址。如果被叫用户号码无法从主叫网关处得到映射，主叫网关将向网管申请获得地址映射关系。

(2)呼叫认证和管理。网管收到网关的用户接入认证请求，从请求消息中取出主叫用户号码，与数据库中的用户数据比较。如果数据库中不存在该用户数据，则拒绝这次请求，并向网关发出带有拒绝理由的相应信息；如果存在，则进一步查找用户权限，并将带有使用权限的相应信息发送给网关。

(3)呼叫记录。对用户通话进行记录，作为收费的依据。

(4)区域管理。网管管理多个网关，主要完成网关数据的增加、删除、修改和查询。

(5)用户数据管理。包括用户数据库数据的增加、删除、修改和查询。

(6)带宽管理。定义同时上网用户数门限值。

(7)统计。统计呼叫频度、呼损率、时延、网络流量等。

4．管理终端管理终端是营业受理点的营业员与系统的接口，营业员通过管理终端完成用户登记的处理。管理终端的功能是：用户数据的增加、删除、修改；网关数据的增加、删除、修改。

5．MCU利用IP网实现多点通信，支持三个以上节点的电话会议。MCU通过H.245协议实现对参加会议的多个成员进行控制。实现会议通信的另一个功能实体是多点处理(MP)功能，它接收参加会议成员的音视频信息，经过混合、交换等处理后回送给各成员。在集中式多点会议中，MCU应包含MP功能。

9.7.4IP电话的关键技术

1．IP电话的有关标准和协议

在传统电话系统中，一次通话从建立系统连接到拆除连接都需要必要的信令来配合完成。同样，在IP电话中，如何寻找被叫方、如何建立应答、如何按照彼此的数据处理能力发送数据，也需要相应的协议。在IP电话中，主要有两个国际标准：ITU的H.323标准和IETF的会话初始化协议(SIP)。

1)H.323

H.323系列建议定义了在无业务质量保证的Internet或其他分组交换网络(PacketBasedNetworks，PBN)上多媒体通信的协议及其规程。H.323提供设备之间、高层应用之间和提供商之间的互操作性。它不依赖于网络结构，独立于操作系统和硬件平台，支持多点控制、组播和带宽管理。H.323建议的多媒体会议系统中的信息流包括音频、视频、数据和控制信息。H.323若和其他的IP技术(如IETF的RSVP协议)相结合，就可以实现IP网络的多媒体通信。

图9.13是H.323协议栈组成，其中：

(1)系统总体框架：H.323。

(2)视频编/解码：H.261协议(必选)和H.263。

(3)音频编/解码：G.711(必选)、G.722、G.723.1、G.728和G.729.a等，音频和视频编码后的信息都封装在RTP协议中进行传送。

(4)数据通信：T.12x协议，可以通过TCP来传送。

(5)系统控制：H.323呼叫建立过程涉及到三种信令：H.RAS信令(即注册(Registration)、许可(Admission)和状态(Status))、H.225.0呼叫信令和H.245控制信令。其中，RAS完成终端与网守之间的登记注册、授权许可、带宽改变、状态和脱离解除等过程；H.225.0用来建立两个终端之间的连接，以便传输控制信令，它使用Q.931消息来控制呼叫的建立和拆除。当系统中没有网守时，在呼叫涉及的两个终端之间建立呼叫信令信道，当系统中有一个网守时，由网守决定在终端与网守之间或是在两个终端之间建立呼叫信令信道；H.245用来传送终端到终端的控制消息，包括主从判别、能力交换、打开和关闭逻辑信道、模式参数请求、流控消息和通用命令与指令等，其信道建立于两个终端之间或一个终端与一个网守之间。

图9.13H.323协议栈

在H.323系统中，一个呼叫可以同时传送多种媒体信息(音频、视频等)，每种媒体信息在一个逻辑信道上传送。H.323是为多媒体会议系统制定的协议，不是专门为IP电话提出的协议。H.323吸取了许多电信网的组网、互连和运营经验，使得H.323能与PSTN网以及其他数据网互联互通。

在1996年公布的H.323v1版本中，主要实现基于局域网的多媒体通信功能，定义了终端、网关、网守和多点控制单元等组成部分的功能。由于H.323v1版本不能确保不同系统间的互操作能力，因此，1998年公布了H.323v2版本，该版本将应用环境扩展到了广域的分组网络，增加了构筑电信级IP电话网的特性。1999年公布了H.323v3版本，该版本主要面向大范围网络应用，增加了带宽管理和QoS功能，并针对IP电话网的稳定性、冗余性、可扩展性等问题进行了重要补充，提高了通话质量。2000年公布了H.323v4版本，该版本增加了分离网关结构，并使用H.248协议来控制网关的行为，增加了H.323IP电话系统与其他网络的互通性，顺应了软交换技术发展的潮流。因此，H.323是比较成熟的协议，具备了电信级网络的特征。然而，H.323也存在如下的缺点：

(1)控制协议复杂。H.323的媒体管理采用了Q.931信令，在E.164电话号码转换到IP地址的寻址过程中，以及建立呼叫和入网登记(RAS)的过程中，终端和网关/网守间需要数十次交换消息，呼叫处理时延大。网络规模愈大，寻址过程愈复杂，难以满足语音实时通信的要求，网络规模也因此受到极大的限制。

(2)H.323不支持多播(Multicast)协议。H.323只能采用多点控制单元(MCU)构成多点会议系统，所有参加会议的终端都要向MCU发送控制消息，MCU可能会成为瓶颈，因而只能支持有限个多点用户。

(3)H.323不支持呼叫转移。

2)SIP会话初始协议(SessionInitializationProtocol,SIP)是由IETF提出的多媒体IP的体系结构。SIP不像H.323那样提供所有的通信协议，只提供了会话或呼叫的建立与控制功能，可用来创建、修改以及终止多个参与者的多媒体会话进程，不传输媒体数据，因而产生的附加传输开销比较小。参与会话的成员可以通过组播方式、单播连网或者两者结合的形式进行通信。SIP是一种应用层协议，可以用UDP或TCP作为其传输协议，可应用于多媒体会议、远程教学及IP电话等领域。

与H.323不同的是，SIP是一种基于文本的协议，用SIP全球资源统一定位符(SIPUniformResourceLocators，SIP-URL)描述，易于实现和调试，并且具有良好的灵活性和扩展性。SIP-URL甚至可以嵌入到Web网页或其他超文本链路中，用户只需用鼠标点击即可发出一个呼叫。与H.323相比，SIP还有建立呼叫快、支持传送电话号码等特点。

SIP的出发点是想借鉴Web业务成功的经验，以现有的Internet为基础来构架IP电话网。因此，SIP与H.323的设计思想完全不同。SIP将网络设备的复杂性推向网络边缘，使核心网络仍是一个“尽力服务(BestEffort)”的传送通道，这就使得SIP系统中核心网络服务器可以不保留状态。因为核心网络服务器需要处理大量的呼叫，不保留每一呼叫的状态，可以大大提高系统的处理能力，为组建大规模