pon组网及原理13-h248协议流程介绍

1、H.248协议简介及应用,2020/10/16,1,1 概述,2 h.248协议介绍,内容摘要,3 呼叫流程,协议简介应用场景,2020/10/16,3,H.248协议在软交换网络中的位置：,协议简介基本定义,2020/10/16,4,H.248是一种媒体网关控制协议，是软交换网络中控制层的软交换设备（媒体网管控制器MGC）和接入层中各种媒体网关(MG)的标准接口协议；,H.248协议消息编码采用二进制或文本方式（由于文本方式具有很强的可读性，目前工程上都采用的是文本方式）；,H.248协议底层传输机制采用UDP/TCP/SCTP,也可以基于ATM传输（由于H.248协议对网络延时和丢包不太敏

2、感，目前工程上都是基于UDP的方式）；,H.248协议是一种主从协议，在MGC与MG的交互中，MGC控制呼叫建立的过程，MG只是被动的接收MGC下发的各种指令，然后完成相应的动作。,协议简介VOIP会话建立,2020/10/16,5,VOIP会话模型：,VOIP会话建立的思想：,MGC通过NGN协议信令控制MG(A)和MG(B)建立一条从用户A到用户B之间的双向通道，使得用户A和用户B之间实现正常通话。,协议简介会话建立的关键步骤,2020/10/16,6,MG (A),MG (B),用户A,用户B,IP通道（1）,IP通道（2）,MGC,建立用于收发语音数据流的IP通道（1）、（2）,分别将

3、用户A、B和IP通道（1）、（2）相连,修改IP通道（1）、（2）的远端地址，建立连接,会话建立过程的关键步骤：,协议简介会话建立的信令控制（一）,2020/10/16,7,IP通道（1）,IP通道（2）,H.248协议引入了相应的概念用来控制会话的建立：,终结点：终结点是 MG中的逻辑实体，能发送和接收一种或多种媒体流和控制流 。用户对应的模拟线路以及IP通道在H.248协议中被映射为不同类型的终结点，不同类型的终结点支持不同的属性集；,关联：关联是一些终结点间的联系，它描述终结点之间的拓扑关系。用户对应的模拟线路和IP通道之间的关系被定义为关联；,Line/1,rtp/1,Line/2,r

4、tp/2,协议简介会话建立的信令控制（二）,2020/10/16,8,MG (A),MG (B),用户A,用户B,IP通道（1）,IP通道（2）,Line/1,rtp/1,Line/2,rtp/2,建立临时性终结点rtp/1、rtp/2,MG(A)上建立关联1，将line/1和rtp/1加入关联1,修改rtp/1、rtp/2的远端属性参数,H.248协议建立会话的关键步骤：,协议简介重要概念,2020/10/16,9,终结点可用可选的特性、事件、信号和统计来进行描述，不同类型的终结点所支持的特性、事件、信号和统计不相同 。 为了对终结点和关联进行控制，协议中还定义了以下元素：,包：不同类型的终

5、结点具有不同的特性、事件、信号和统计参数。为了实现MGC与MG之间的一致性，H.248协议中定义了包，包由特性、事件、信号和统计组成。终结点通过支持不同的包来实现不同的功能。,命令：用于控制终结点和关联，协议中一共定义了8个命令。,描述符：用来描述一组相互关联的特性 。用于命令的参数。,协议简介消息格式,2020/10/16,10,MG与MGC之间交互的H.248协议消息有两种格式，一种是二进制方式，另一种是文本方式。由于文本方式具有较好的可读性，易于理解，因此目前一般都使用文本编码方式。 H.248协议消息分为请求和响应两类，每一个请求都必须有一个响应相对应。下面举例说明其具体的语法格式：,

6、请求消息：,响应消息：,1 概述,2 h.248协议介绍,内容摘要,3 呼叫流程,连接模型两个概念,2020/10/16,12,协议的连接模型主要描述媒体网关中的逻辑实体，这些逻辑实体由媒体网关控制器控制。这个连接模型中的主要的抽象概念是终结点（Termination）和关联（Context）。 在H.248/Megaco定义的连接模型中，包括关联和终端两个实体。一个关联中至少要包含一个终端，否则此关联将被删除。同时一个终端在任一时刻也只能属于一个关联。,终结点,2020/10/16,13,终结点分类：,半永久终结点：表示设备中存在的物理实体，如POTS端口；,临时终结点：表示临时性的信息流，

7、如RTP流，使用时被创建，用完后删 除；,根终结点：表示媒体网关本身。,不同类型的终结点支持不同的属性集；,终结点通过终结点ID来标识，如line/1,RTP/000,同一MG内的终结点ID具有唯一性，但不同MG之间可以存在相同的终结点ID；,终结点的属性,Termination ID : 用二进制编码表示可以有64位，文本编码可以达64个字符。 属性 Properties: 终端本身具有的属性。 事件 Events : 终端能够检测事件的发生。如：摘机事件。 信号 Signals : 网关产生的各种类型的媒体流。如：各种信号音。 统计Statistics : 用于描述一个Terminatio

8、n的统计信息，它可以在一次呼叫完成后向MGC上报，或者MGC使用命令AuditValue查询相关的统计信息，该信息用来计费。 包Package :不同类型网关的终端可能具有不同的特性。为了获取媒体网关媒体网关控制器之间良好的互操作性，将终端的可选属性组合成包，通常终端实现这些包的一个子集。,关联,2020/10/16,15,关联描述了多个终结点之间的关系；,关联一般是临时性的，可以通过相应的命令来创建、修改和删除；,一个关联中至少应该包含一个终结点，如果关联中的最后一个终结点被删除，则关联也会自动的被删除，一个关联中可以包含多个终结点，但对于IAD设备，通常一个关联中最多只包含两个终结点；,关

9、联用关联ID来标识，普通的关联ID为32bit的整数，同一MG内，关联ID具有唯一性，但不同MG的关联ID可以相同；,空关联：空关联是H.248协议中的一个特殊关联，是永久存在的，所有处于空闲状态的半永久性终结点都在空关联中；,一个终结点在任意时刻都必须在某一个关联中；一个终结点不能同时存在于一个以上的关联中；,关联的属性,Context的四个属性 ContextID：32bits，在网关范围内唯一标识一个关联。 Context ID是由MG决定的，在MG的范围内是唯一的。,特殊关联编码对照表,H.248消息结构,H.248协议的消息机制,事务（一）,MGC和MG之间的一组命令构成事务，事务由

10、TransactionID进行标识。事务包含一个或多个动作，一个动作由一系列局限于一个关联的命令组成。 一个事务从“事务头部”（TransHdr）开始。在TransHdr中包含TransactionID。TransactionID由事务的发送者指定，在发送者范围内是唯一的。 TransHdr后面是该事务的若干动作，这些动作必须顺序执行。若某动作中的一个命令执行失败，该事务中以后的命令将终止执行（Optional命令除外）。引入事务的一个重要功能是可以保证命令的顺序执行。 当命令标记为“Optional”（可选命令），该命令可以越过一个命令执行失败而导致以后命令终止执行的限制，即如果可选命令执行

11、不成功，其后的命令可以继续执行。,事务（二）,事务包括请求和响应两种类型，而响应也有两种：TransactionReply和TransactionPending。,事务（三）,TransactionReply是事务接收者对TransactionRequest的一种响应，表明接收者完成该TransactionRequest命令执行，对每个事务都应有一个Reply响应。有两种情况表明一个TransactionRequest执行完成： TransactionRequest中的所有命令成功执行完毕 TransactionRequest中的一个非可选命令执行失败。 TransactionReply结构如

12、下：,事务（四）,TransactionPending由接收者发送，指示事务正在处理，但仍然没有完成。当命令处理时间较长时，可以防止发送者重发事务请求。 TransactionPending结构如下：,可见，事务表现为TransactionRequest，对TransactionRequest 接收者必须响应一个TransactionReply，在此之前可能由许多 TransactionPending响应。,动作,动作是由一系列局限于一个关联的命令组成。 动作与关联（Context）是密切相关的，动作由ContextID进行标识。在一个动作内，命令需要顺序执行。 一个动作从关联头部（CtxHd

13、r）开始，在CtxHdr包含ContextID，用于标识该动作对应的关联。ContextID由MG指定，在MG范围内是唯一的。MGC必须在以后的与此关联相关的事务中使用ContextID。 在CtxHdr后面是若干命令，这些命令都与ContextID标识的关联相关。,命令（一）,命令(Command) ：是H.248消息的主要内容，实现对关联和终端属性的控制，包括指定终端报告检测到的事件，通知终端使用什么信号和动作，以及指定关联的拓扑结构等。命令由命令头部（CMDHdr）与命令参数构成，在H.248协议中，命令参数被组织成“描述符”（Descriptor）。 H.248协议定义了八个命令，其中

14、“Notify”是由MG发给MGC，“ServiceChange”可由MG或MGC发送，其它命令都是由MGC发给MG。,命令（二）,2020/10/16,Modify：修改终结点或关联的特性；,Add：向一个关联中添加一个终结点，当向一个关联添加第一个终结点时，接收命令的一方就会创建一个新的关联；,Subtract：从一个关联中将一个终结点删除，当被删除的终结点是该关联中的最后一个终结点时，关联也会被删除；,Move：将一个终结点从一个关联移到另一个关联中；,Notify：MG使用该命令向MGC报告MG中检测到的事件；,AuditValue：获取终结点或者关联的当前特性值和统计信息等；,Aud

15、itcapabilities：获取终结点或者关联所支持的所有特性和其他信息；,ServiceChange：MG使用该命令向MGC注册，MGC也可以使用该命令强制MG上的终结点退出/进入服务；,命令Add（一）,2020/10/16,26,用途(MGC-MG)：,向一个已经存在的关联中增加已经存在的终结点,创建一个新的关联，并向创建的新关联中添加已经存在的终结点；,A0,!/1 192.168.4.2:2944 Transaction=10Context=1Add=RTP/0,A0,RTP/0,!/1 192.168.4.2:2944 Transaction=10Context=$Add=RTP

16、/1,MG创建一个新的关联，并为该关联分配一个关联ID如2，然后将终结点RTP/1加入到关联2中；,RTP/1,命令Add（二）,2020/10/16,27,创建一个新的关联，而且创建一个新的终结点，然后将新创建的终结点加入到新创建的关联中；,!/1 192.168.4.2:2944 Transaction=10Context=$Add=$,MG创建一个新的关联，并为该关联分配一个关联ID如3；MG新创建一个临时性终结点如RTP/2,然后将终结点RTP/2加入到关联3中；,RTP/2,命令Modify,2020/10/16,28,用途(MGC-MG) ：修改终结点或关联的特性。被修改的终结点或

17、者关联必须是已经存在的。,!/1 192.168.4.2:2944 Transaction=7 context=- Modify=line/1 Events=1al/of ,命令Substract,2020/10/16,29,用途(MGC-MG) ：从一个关联中将一个终结点删除；,关联中只有一个终结点；,关联中有多个终结点；,A0,RTP/1,!/1 192.168.4.2:2944 T=7C=1Substract=RTP/1ATSA,A0,A0,!/1 192.168.4.2:2944 T=7C=1Substract=A0,A0从关联1中被删除，而且关联1也被删除；,命令Move,2020/

18、10/16,30,用途(MGC-MG) ：将一个终结点从一个关联移到另一个关联中，关联必须是已经存在的；,A0,rtp/1,rtp/2,!/1 192.168.6.71:2944 Transaction = 20 Context = 2Move=A0 ,rtp/1,rtp/2,A0,命令AuditValue,2020/10/16,31,用途(MGC-MG) ：审计终结点或者关联的当前属性值，通常用作MGC下发的心跳；,!/1 192.168.6.71:2944 Transaction = 20 Context = -AuditValue=ROOT Audit ,命令AuditCapabilit

19、ies,2020/10/16,32,用途(MGC-MG) ：审计终结点或者关联的属性的所有可能取值；,!/1 192.168.6.71:2944 Transaction = 5 Context = - Auditcapability = A0 AuditMedia,packages,命令Notify,2020/10/16,33,用途(MG-MGC) ：MG使用该命令将检测到的事件上报给MGC；,!/1 192.168.6.71:2944 T=20C=-Notify=aaln/0OE=369212940 al/ofinit=OFF,命令ServiceChange,2020/10/16,34,用途

20、(MGCMG) ：,MG使用该命令向MGC注册根终结点和普通的用户终结点;,MGC使用该命令强制MG上的终结点退出/进入服务；,MEGACO/1 182.20.20.1:2944 Transaction =1Context = - ServiceChange = ROOT Services Method=Restart, Reason= 901,MEGACO/1 182.20.0.0:2944 Transaction =1Context = - ServiceChange = ROOT Services Method=Restart, Reason= 901,描述符,2020/10/16,35

21、,命令的参数就是描述符。描述符由描述符名称和一些参数项组成，参数可以有取值。许多命令中用到相同的描述符；,通常，描述符的形式如下： DescriptorName= parm = value, parm = value . ,一个命令可以携带多个描述符；,描述符可以嵌套，一个描述符可以是另一个描述符中的一个参数；,描述符事件检测Events,2020/10/16,36,由MGC下发给MG，MGC通过该描述符通知MG检测相应的事件并上报给MGC；,描述符包含一个RequestID 以及MG 请求检测和报告的一组事件，格式如下：,MEGACO/1 182.20.0.0:2944 Transactio

22、n= 3 Context=-Modify=A0Events=1al/of,描述符已侦测事件ObservedEvents,2020/10/16,37,由MG发给MGC，MG通过该描述符将MG检测到的事件用Notify命令上报给MGC；,ObservedEvents 描述符包含触发Notify 命令的Events 描述符的RequestID，和被检测到的事件；根据需要也可以包含检测到事件的时间及检测到的事件的参数：,Transaction = 10000 Context = - Notify = A0 ObservedEvents =1 19990729T22000000:al/ofinit=OF

23、F ,描述符信号Signals（一）,2020/10/16,38,由MGC下发给MG，MGC通过该描述符通知MG播放/停止信号音，如拨号音，忙音等；,信号类型可以分为三类：,信号描述符可以包含单一的信号音或者信号音列表，如果包含信号音列表，则列表中的信号音会被依次播放；如果描述符中包含多个单一信号音，则多个单一信号音会被同时播放；,：On/Off：通断信号，信号一直持续到被明确的信令或事件关断才会结束。,：Brief：简短信号，信号持续很短就立即自动停止；,：Timeout：超时信号（TO），信号一直持续到被明确的信令或事件关断，或者是规定的时间超时才会结束。,信号音的类型和超时时间可以通过信

24、令控制，如果信令中没有明确指定，则使用MG上配置的默认值；,描述符信号Signals（二）,2020/10/16,39,单一信号音：,信号音列表（包括指定信号音类型和超时时间）：,!/1 192.168.3.101:2944 T=372776855 C=-MF=aaln/0Signalscg/dt,!/1 192.168.2.10 T=242424C=5MF=aaln/3SignalsSL=1cg/btSY=TO,DR=3000,xcg/rohSY=TO,DR=500,描述符数图DigitMap（一）,2020/10/16,40,由MGC下发给MG，其中定义了一套拨号方案，MGC通过该描述符通

25、知MG检测并在合适的时间上报用户所拨的号码；,数图由一个或者多个号码串组成，号码串由事件09、x、A F, .、S、L、Z组成。其中09匹配了话机上的数字09，x匹配09之间的任意的数字，.匹配0到多次在.之前的事件， A F代表一些话机上的特殊事件，其中E匹配*,F匹配 ，S、L、Z 匹配一些特殊的定时器；,数图定义了三种定时器来控制收号的等待时间；,起始定时器T：用于控制等待用户拨第一个号码的时间，如果设置为0，则一直等待，不会超时；如果用户一直不拨号，起始定时器超时后，MG会上报空号，16秒；,长定时器L:若MG确认号码串至少还需要一位号码来匹配DigitMap 中的任意拨号方案，则数字

26、间的定时器值应设置为长定时器（如16 秒）；,短定时器S:若号码串已经匹配了DigitMap 中的某一拨号方案，但还有可能接收更多位数的号码而匹配其它不同的拨号方案，则不应立即报告匹配情况，MG 必须使用短定时器(S)等待接收更多位数的号码，4秒；,描述符数图DigitMap （二）,2020/10/16,41,号码匹配规则：MG每收集一个用户所拨的号码，都会和数图中的号码串进行比较：,如果数图中只有一个号码串中与用户所拨的号码相匹配，则MG立即将用户拨的号码上报；,如果数图中有多个匹配或者已经找到一个匹配的号码串但有可能接收更多的号码匹配其他的号码串，则MG会启用一个短定时器，等待用户继续拨

27、号。如果用户不拨号，短定时器超时后，MG将号码上报；,如果数图中没有一个号码串完全匹配，但用户拨的号码是数图中一个或者几个号码串的一部分，则MG会启动一个长定时器，等待用户继续。如果用户不拨号，长定时器超时后，MG将已经收到的号码上报；,如果数图中的所有号码串都与用户拨的号码不匹配，则MG会将之前收到的号码立即上报；,描述符数图DigitMap （三）,2020/10/16,42,数图格式： !/1 192.168.3.101:2944 T=372776855C=-MF=aaln/0E=369212941dd/ceDM=dmap1, DigitMap=dmap1(2-8xx|13xxx|345

28、6|1x.),收号处理例子：,用户拨号234：完全匹配号码串2-8xx，立即上报；,用户拨号13111：完全匹配号码串13xxx，但也匹配号码串1x.，启动短定时器等待用户继续拨号；,用户拨号34：没有完全匹配的号码串，但匹配号码串3456的前两位，启动长定时器，等待用户继续拨号；,用户拨号347：不匹配任何号码串，而且不是任何号码串的子集，立即将先前用户拨的号码34上报；,描述符媒体Media（一）,2020/10/16,43,Media : 对媒体流的描述。该描述符是由TerminationState和Stream Descriptor组成的。 在Stream中有三个子Descriptor

29、 Local/Remote/LocalControl组成。在没有Stream Descriptor存在的情况下，这三个Descriptor也可以直接包含在Media Descriptor中（对于IAD类型的设备，通常只有一条媒体流（voice），所以stream Descriptor通常省略）。,组成如下： Media Descriptor TerminationStateDescriptor Stream Descriptor LocalControl Descriptor Local Descriptor Remote Descriptor,描述符媒体Media （二）,2020/10/1

30、6,44,TerminationState : 包含一些与特定媒体流无关的终结点属性，常用的属性为serviceStates；,Local和Remote : 包含特定媒体流的本地和远端属性，通常用SDP(RFC2327)协议来描述 ；,LocalControl : 包含一些与特定媒体流有关的终结点属性，常用的属性为mode；,SDP协议主要参数的格式如下： v=0/sdp版本 c=IN IP4 224.2.17.12/ip m=audio 49170 RTP/AVP 0/音频media，分配的端口号，语音编码类型 a=ptime:20,描述符媒体Media （三）,2020/10/16,45,

31、MG (A),MG (B),用户A,用户B,IP通道（1）,IP通道（2）,Line/1,rtp/1,Line/2,rtp/2,媒体描述符通常用于描述IP通道，其中包括IP通道的一些重要的参数，如每条IP通道的本地IP地址、端口、媒体类型、编码方式、收发模式、打包间隔，远端IP地址、端口、媒体类型、编码方式、收发模式、打包间隔。MGC通过控制每条IP通道的本地和远端描述符参数来实现IP通道之间的连接。,描述符其他,2020/10/16,46,Audit : 在审计命令中指定那些内容是需要被审计的；,Statistics : 在审计或删除Termination时，上报Termination中保存

32、的统计值；,ServiceChange : 描述ServiceChange发生的原因和方式；,Error : 描述处理信令时产生的错误信息；,1 概述,2 h.248协议介绍,内容摘要,3 呼叫流程,H.248信令流程,2020/10/16,48,下面将介绍几个H.248协议基本的信令流程,网关的注册注销,用户终结点的注册注销,基本的呼叫,信令流程MG注册,2020/10/16,49,start,MG,MGC,ServiceChange Request(1),ServiceChangeReply(2),MG 向MGC 发送ServiceChange 进行注册：,MEGACO/1 182.20.

33、20.1:2944 Transaction =1Context = - ServiceChange = ROOT Services Method=Restart, Reason= 901,MEGACO/1 182.20.0.0:2944 Reply = 1 Context = - ServiceChange = ROOT ,信令流程MG注销,2020/10/16,50,stop,MG,MGC,ServiceChange Request(1),ServiceChangeReply(2),MG 向MGC 发送ServiceChange 进行注消：,MEGACO/1 182.20.20.1:2944

34、 Transaction =3Context = - ServiceChange = ROOT Services Method=Forced, Reason= 908,MEGACO/1 182.20.0.0:2944 Reply = 3 Context = - ServiceChange = ROOT ,信令流程用户终结点注册,2020/10/16,51,MG,MGC,ServiceChange Request(1),ServiceChangeReply(2),MG 向MGC 发送ServiceChange 对终结点A0进行注册：,MEGACO/1 182.20.20.1:2944 Trans

35、action =1Context = - ServiceChange = A0 Services Method=Restart, Reason= 901,MEGACO/1 182.20.0.0:2944 Reply = 1 Context = - ServiceChange = A0 ,MEGACO/1 182.20.0.0:2944 Transaction= 3 Context=-Modify=A0Events=1al/of,MEGACO/1 182.20.20.1:2944 Reply = 3 Context = - Modify = A0 ,Modify Request(3),Modif

36、y Reply(4),信令流程用户终结点注销,2020/10/16,52,MG,MGC,ServiceChange Request(1),ServiceChangeReply(2),MEGACO/1 182.20.20.1:2944 Transaction =4Context = - ServiceChange =A0 Services Method=Forced, Reason= 905,MEGACO/1 182.20.0.0:2944 Reply = 4 Context = - ServiceChange = A0,MG 向MGC 发送ServiceChange 对终结点A0进行注销：,信

37、令流程呼叫,2020/10/16,53,MG(A),MG(B),MGC,A0摘机,(1) C=- Notify=A0OE:al/of,(2) Reply,(3) C= - Modify=A0SG:cg/dt;DM123|XXXX;al/on,dd/ce,(4) Reply,(5) C= - Notify=A0OE:dd/ce3456,(6) Reply,(7) C= $Add=A0,ADD=$M:MO=RO,Local SDP,(8) ReplyC=1Add=A0,Add=RTP/0Local SDP,A0拨号,(9) C= $Add=A1,ADD=$M:MO=SR,Local SDP,Remote SDP,(10) ReplyC=1Add=A1,Add=RTP/0Local SDP,(11) C= 1Modify=A1SG:al/ri,(12) Reply,(13) C= 1Modify=A0SG:al/rt,Modify=RTP/0M:Remote SDP,(14) Reply,(15) C= 1Notify=