《软交换与NGN 教学课件 PPT 作者 桂海源 张碧玲 第2章 下一代网络中采用的主要协议》由会员分享，可在线阅读，更多相关《软交换与NGN 教学课件 PPT 作者 桂海源 张碧玲 第2章 下一代网络中采用的主要协议（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第2章 下一代网络中采用的主要协议,下一代网络中各节点之间使用的协议,本章主要内容,2.1 下一代网络中传输媒体信息的协议 2.2 SIP协议和SDP协议 2.3 H.248协议 2.4 BICC协议 2.5 信令传输协议SIGTRAN,学习要求,掌握：会话启动协议SIP、会话描述协议SDP、媒体网关控制协议H.248、与业务承载无关的呼叫控制协议BICC、信令传输协议SIGTRAN的协议栈结构、协议的主要功能和典型的信令流程。 了解：下一代网络中传输媒体信息的协议。,2.1 下一代网络中传输媒体信息的协议,IP网络中传输媒体信息的协议栈,1.IP协议,IP协议负责IP网络中各节点之间的连接，
2、它将两个终端系统经过网络中的节点用数据链路连接起来，实现两个终端系统之间数据帧的透明传输。 IP协议位于网络层。 网络层的主要功能是寻址和路由选择。它将数据包封装成IP数据报，并运行必要的路由算法。 在IP数据报的包头中包含源主机IP地址和目的主机IP地址，IP网络中的路由器利用目的主机IP地址来寻址选路，路由器每收到一个IP数据报，就根据目的IP地址查询路由表，找到匹配网络号及下一跳路由器，完成数据转发。,2.用户数据报协议(UDP),用户数据报协议(UDP)建立在IP协议之上，提供无连接的数据包传输。相对于IP协议，它唯一增加的能力是提供协议端口号码以保证进程通信。 UDP的优点在于高效性
3、。UDP数据包的包头中包含目的端口号和源端口号。目的端口号用来标识目的主机中的接收进程，源端口号用来标识发送主机中的进程。 在IP网络中传送媒体信息的端口号码都是动态分配的，所以在下一代网络中传送多媒体信息前必须通过信令协议将接收端分配的接收媒体信息的端口号码通知对端主机。,3.RTP协议,为解决实时业务顺序传送和提供时戳等一系列问题，IETF提出了实时传输协议(RTP)。 RTP协议实际上包含两个相关的协议：RTP协议和RTCP协议。 RTP协议用于传送实时数据，如语音和图像数据。 RTCP协议用来传送监视实时数据传送质量的统计数据，同时可以在会议业务中传送与会者的信息。 RTP和UDP一同
4、完成传输层的功能。 一般用偶数的UDP端口来传送RTP数据包，用比RTP端口号大1的奇数端口号来传送相应的RTCP控制包。,RTP包头格式,版本(V)：定义了RTP的版本。现在用的协议版本是2。 CSRC计数(CC)：包含了跟在固定头后面CSRC识别符的数目。 标志(M)：该标志的解释由具体协议规定。在IP电话中规定在发送静音后的第一个语音包时该标志设置为1。 负载类型(PT)：定义了负载的格式的类型。,序列号：表示该RTP数据包的序列号码，每发送一个RTP数据包，序列号加1。 时间标志：反映了RTP数据包中第一个比特的抽样瞬间。 SSRC：用以标识同步源。 CSRC：用于标识该数据包中所含负
5、载的发送端(有贡献源)。 由RTP数据包的格式可以看出，在RTP数据包的包头中主要包含了传输媒体的类型、格式、序列号和时间戳等重要信息，使接收端能根据这些信息正确地重组媒体流。并为RTCP进行相应监测和控制提供了基础。,4.语音编码,PCM（G.711编码） 比特率为64kb/s，在传统电话中得到广泛使用。 G.729编码 比特率为8kbit/s G.723.1编码 为双速率话音编码标准： 5.3kbit/s和6.3kbit/s 是PSTN上可视电话标准系列中的话音编码标准 自适应多速率 AMR编码 支持8种速率：12.2 Kbit/s，10.2Kbit/s，7.95Kbit/s，7.40Kb
6、it/s，6.70Kbit/s，5.90Kbit/s，5.15 Kbit/s和4.75Kbit/s 在移动通信网中采用,5.多媒体数据在IP网络中传送时 所占带宽的计算,多媒体编码数据在IP网络中传送时的封装结构 多媒体编码数据在IP网络中传送时所占的带宽不仅包含多媒体编码所占的带宽，还包含RTP头部、UDP头部、IP头部和数据链路层头部所占的带宽,例：在不考虑静音压缩和数据链路层头部所占的带宽的情况下，G.729编码数据每20ms传送一次，则每秒需传送50个语音包，每个语音包都包含12字节的RTP头部、8字节的UDP头部和20字节的IP头部，则每1路G729话音所占的带宽为 （20+8+12
7、）*8*50+8000 =24000bit/s=24kbit/s 如果考虑Ethernet头部所占带宽，Ethernet头部为304bit (38byte)。则每1路G.729话音所占的带宽为 （20+8+12+38）*8*50+8000 =39200bit/s=39.2kbit/s 如果考虑到静音压缩的因素，所占带宽可减少一部分。 从以上计算可看出，各级报头所占的带宽的开销远大于话音编码本身所占的带宽。,2.2 SIP协议和SDP协议,SIP(Session Initiation Protocal)称为会话启动协议，是由Internet工程任务组IETF于1999年提出的一个在基于IP网络中
8、，特别是在Internet这样一种结构的网络环境中，实现多媒体实时通讯应用的一种信令协议。 SIP协议的主要功能是： 用户定位：确定用于通信的终端系统的位置； 用户能力：确定通信媒体和媒体的使用参数； 用户可达性：确定被叫加入通信的意愿； 呼叫建立：建立主叫和被叫的呼叫参数； 呼叫处理：包括呼叫转移和呼叫终止。 SIP协议主要应用于软交换设备与应用服务器间、不同的软交换设备之间、SIP智能终端与SIP服务器之间、不同的SIP服务器之间。,1.SIP协议的网络模型,SIP协议的网络模型结构中有两类基本的网络实体：SIP用户代理和SIP网络服务器。用户代理是驻存在终端系统中的功能块，而SIP服务器
9、是处理与多个呼叫相关联信令的网络设备。,用户代理 直接和用户发生交互作用的功能实体，能代理用户的所有请求或响应。 用户代理分为UAC、UAS。UAC指发起请求的实体，UAS则是对发起的请求进行响应。 B2BUA 是一种背靠背的用户代理。先终止一个呼叫，然后重新发起一个呼叫。 B2BUA既具备用户代理功能，又具有代理服务器的特性。 代理服务器 代表其他客户机发起请求，既充当服务器又充当客户机的中间程序。 重定向服务器 接收请求消息，把请求消息中的被叫用户地址映射成零个或更多个新地址，向请求方发送应答以指示被叫用户的地址。 注册服务器 登记用户当前所在的位置。 位置服务器 完成用户位置数据的存储。
10、,2.基于SIP的多媒体通信的协议栈结构,3.SIP通用资源定位器,SIP协议使用SIP的通用资源定位器(URL)来标识用户，并根据该URL进行寻址。 URL格式为 userhost。 用户部分(User)是用户名字或电话号码； 主机部分(Host)可以是DNS域名，也可以是IP地址。 SIP URL示例： SIP：watsonbell- SIP：root193.175.132.42 Sip ：55500200191.169.1.112 SIP系统中，用户的地址分为两种 永久地址（注册账号） 当前地址,定位SIP服务器,当SIP客户机想要发送一个请求时，客户机可以通过已经配置的本地SIP代理服
11、务器进行代理呼叫，也可以将请求发送给Request-URL所对应的IP地址及其端口。 在通过本地SIP代理服务器进行代理呼叫时，SIP客户机将所有的SIP请求(不管具体的Request URL如何)一律提交给本地SIP代理服务器，由它进行代理并最终完成该请求。 在后一种情况下，客户机需要根据Request-URL的主机部分确定下一站服务器IP地址及用于服务器传输连接的传输协议和端口号。,4.SIP消息的一般格式,SIP消息是SIP客户机和服务器之间通信的基本信息单元。包括： 请求消息：从客户端发送到服务器； 状态消息(也称应答消息)：从服务器发送到客户端。 每个SIP消息都由一个起始行、零个或
12、多个头部和任选的消息体这几部分组成。其一般格式如下： Message=start-line 起始行 *message-header 头部 message-body 消息体,起始行又可分为请求行和状态行两种格式。 请求行规定了所提交请求的类型。 状态行则指出某个请求是成功还是失败。如果表示请求失败，状态行则指出失败类型或失败原因。 消息头部提供了关于请求或应答的参数，分四类 通用头部：描述消息基本属性。 请求头部：传递有关请求的附加信息，对请求进行补充说明。 应答头部：传递有关应答的附加信息，对应答进行补充说明。 实体头部：描述消息体内容的长度、格式和编码类型等属性。 消息体描述将要建立的会话的
13、类型，包括所交换的媒体的描述。 消息体的结构或内容使用会话描述协议SDP来描述。,SIP请求消息的请求行格式,request-line=method SP Request-URL SP SIP-Version CRLF,SIP版本号，现设定为SIP/2.0,SIP请求消息要发送到的当前目的地址,方法符号（方法）用来说明客户机请求服务器执行的操作的类型: 邀请(INVITE)：邀请用户参加一个会话； 证实(ACK)：已经接收到最终应答； 询问(OPTIONS)：询问服务器的性能； 再见(BYE)：终止一个会话； 取消(CANCEL)：终止一个等待处理或正在处理的请求； 登记(REGISTER)：
14、用户代理客户端登录并且把地址注册到SIP服务器。,回车换行符,空格,例如：INVITE sip: SIP/2.0,当服务器接收到一个请求消息并执行后，将向发送这个请求消息的客户端返回一个或多个响应消息。 Status-Line=SIP-Version SP Status-Code SP Reason-Phrase CRLF,SIP应答消息的状态行格式,原因说明，用文本形式对结果进行描述,表示应答结果的3位十进制数字的状态码: 1XX：通知。 2XX：成功。 3XX：重定向。 4XX：请求失败。 5XX：服务器错误。 6XX：全局性错误。,SIP版本号，现设定为SIP/2.0,例如：SIP/2.
15、0 200 OK,SIP消息头部,From字段：表示SIP请求消息的发送者的注册账号。 From：显示名(SIP-URI)；tag=xxxx 例如： From: To字段：指明请求消息的逻辑接收者或者是用户或资源的注册帐号。 To：显示名(SIP-URL)；tag=xxxx 例如：To: Watson Call-ID字段：用以唯一标识一个特定的邀请或标识某一客户的所有登记。 UA发送的所有请求和响应消息都必须有同样的Call-ID。 Call-ID：本地标识主机 例如： Call-ID: 18760257621worches. ,Cseq字段：用于标识事务并对事务进行排序。 每个请求都有一个命
16、令序号Cseq，由无符号的序列号和方法名组成。 例如： 1 INVITE Via字段：用于定义SIP事务的下层(传输层)传输协议，并标识响应消息将要被发送的位置。用以指示请求历经的路径，防止请求消息传送产生环路，并确保应答和请求消息选择同样的路径。 例如： Via: SIP/2.0/UDP 1.1.1.100:5060 ;branch=z9hG4bK1063644978 Contact字段：指定一个SIP URI，后续请求可以用它来联系到当前UA。 例如： Contact: Sip: watson boston.bell- Max-Forwards字段：限定一个请求消息在到达目的地之前允许经过的最大跳数。 例如： Max-Forwards：70,实体头部字段由Content-Type(内容类型)、 Content-Length(内容长度)、Content-Languag
