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文檔簡介

1、Xtel統(tǒng)一通信平臺1.平臺目標現(xiàn)代企業(yè)由于分工的細化和信息的膨脹,企業(yè)人員的交流與合作成了企業(yè)生產(chǎn)效率的決定因素;企業(yè)的經(jīng)營管理也正從以產(chǎn)品為中心的模式向以客戶為中心的模式轉(zhuǎn)變,客戶服務(wù)越來越直接地體現(xiàn)出企業(yè)的核心價值。為此,企業(yè)需要不斷地引進新的通信手段和通信方式。但是,多樣化的通信方式也帶來了通信的復(fù)雜性問題。具體來講,有如下一些問題:1)通信環(huán)境復(fù)雜。商務(wù)人員經(jīng)常要用到商務(wù)電話、移動電話、傳真、EMAIL、VoiceMail、短信、文件和便條等多種通信工具及通信方式。不同的工具或方式有不同的標識“號碼”。由于它們之間缺乏互通性,因此,要與一個人聯(lián)絡(luò),可能需要嘗試多種方式,進行多次撥號,

2、而且還未必聯(lián)系得上。多種通信方式在帶來靈活性的同時,也造成了通信的混亂。2)人員移動性強,通信保障困難。越來越多的企業(yè)員工需要移動工作或遠程辦公,他們需要隨時隨地與企業(yè)之間進行各種形式聯(lián)絡(luò),即需要無障礙通信和無縫的信息訪問。3)難以改善客戶服務(wù)質(zhì)量、提高客戶滿意度??蛻粝M苡煤唵?、方便的方式得到及時的服務(wù)響應(yīng)。由于人員的流動、以及因市場變化而常常需要進行的業(yè)務(wù)流程的整合,承擔(dān)服務(wù)任務(wù)的企業(yè)業(yè)務(wù)角色和與之相關(guān)聯(lián)的人員經(jīng)常變動,再加上日益增強的商務(wù)人員的移動性,客戶要得到及時、準確、恰當(dāng)?shù)姆?wù)是十分困難的,電話往往被轉(zhuǎn)接多次,卻沒有找到合適的負責(zé)人。4)通信代價高,迫切需要優(yōu)化開支。企業(yè)現(xiàn)有的通

3、信方式大多需要支付高昂的通信費用,優(yōu)化通信開支是現(xiàn)代企業(yè)的迫切要求。為此,現(xiàn)代企業(yè)需要有一種功能全面、使用便捷的商務(wù)通信解決方案,以便能夠在適當(dāng)?shù)臅r間、通過適當(dāng)?shù)姆绞?,與適當(dāng)?shù)娜诉M行通信,從而獲得適當(dāng)?shù)男畔?。“Xtel統(tǒng)一通信平臺”就是為解決這一問題而研究開發(fā)的。“Xtel統(tǒng)一通信平臺”是立足于企業(yè)現(xiàn)有的通信系統(tǒng)、經(jīng)過整合現(xiàn)代新技術(shù)研究開發(fā)的現(xiàn)代企業(yè)商務(wù)通信系統(tǒng)。如圖21所示,它以IETF制定的軟交換協(xié)議會話初始化協(xié)議(SIP)為核心,通過實時通信、統(tǒng)一消息、應(yīng)用共享和策略服務(wù)四個功能模塊統(tǒng)一地提供多種通信服務(wù)。(圖:21Xtel統(tǒng)一通信平臺功能示意圖)作為核心的基于SIP的軟交換為各種通信方

4、式提供統(tǒng)一的標識符URI。它只負責(zé)參與會話的用戶定位、會話建立、媒體參數(shù)的協(xié)商和修改、會話拆除等會話的信令控制,而不參與媒體的具體傳輸。在它的支持下,各種通信方式可以實現(xiàn)無障礙的互通,通信設(shè)備也可以透明的使用。實時通信模塊實現(xiàn)多種實時媒體(語音、視頻、DTMF、流媒體等)的通信。它在SIP協(xié)議棧的支持下,由媒體管理器(在技術(shù)創(chuàng)新部分詳細解釋)統(tǒng)一調(diào)度,各種媒體形式可以同時使用,并支持媒體的動態(tài)加入和移除。統(tǒng)一消息模塊實現(xiàn)非實時的、異步的多媒體消息通信,包括多媒體即時消息(如文字聊天、短信等)和對多媒體信箱(稱為Inbox)訪問(如Email、VoiceMail等)。這里的統(tǒng)一消息和下面將要講到

5、的前一代統(tǒng)一消息系統(tǒng)不同,以前以Microsoft Exchange和Lotous Notes為代表的統(tǒng)一消息系統(tǒng)要求一個唯一Inbox,各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的消息要集中存放、處理,以次達到對各種消息的統(tǒng)一存取訪問;Xtel的統(tǒng)一消息在軟交換的支持下,可以有多個分布式的Inboxes,用戶可以用多種方式透明地訪問這些Inboxes,而不必關(guān)系使用哪個Inbox。應(yīng)用共享是一種特殊的媒體形式。它把多種平臺的應(yīng)用程序作為可以通信的媒體,基于這種特殊的媒體,可以實現(xiàn)多種格式的文檔的同步共享,以支持企業(yè)員工的協(xié)同工作、企業(yè)與客戶基于文檔的交流。作為一種媒體形式,應(yīng)用共享同樣受媒體管理器的調(diào)度。策略服務(wù)是系統(tǒng)提

6、供的一種面向用戶的個性化定制服務(wù)。它滿足了不同用戶或用戶群對通信服務(wù)的不同需求。企業(yè)是具有多層結(jié)構(gòu)的組織,不同的部門和用戶都有自己的通信策略,而且通信策略要受組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程的約束。所以,商務(wù)系統(tǒng)的通信策略可以根據(jù)服務(wù)對象的不同分為“用戶策略”和“域/組策略”兩種不同的類型,并且我們提供一種機制來協(xié)調(diào)這兩類策略之間的關(guān)系。2.軟交換及SIP原理軟交換的概念最先是由貝爾實驗室提出的。軟交換是一種支持開放標準的軟件,能夠基于開放的計算機平臺完成分布式的通信控制功能,并且具有傳統(tǒng)的TDM電路交換機的業(yè)務(wù)功能。在上述軟交換的概念提出以后,不同的組織和單位根據(jù)各自領(lǐng)域的特點給出了軟交換的許多不同定義。

7、但其基本含義是一致的,就是把呼叫控制功能與媒體傳輸相分離,通過軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能,采用開放的標準,允許引入新應(yīng)用和服務(wù)。由于傳統(tǒng)電路交換機的呼叫控制和媒體傳輸緊密耦合,造成新業(yè)務(wù)的引入比較困難。而基于SIP的軟交換系統(tǒng)是一個可擴展的、分布式的軟件系統(tǒng),它獨立于底層硬件系統(tǒng)/操作系統(tǒng),并且能夠應(yīng)用于各種傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。正是由于這一根本特性,軟交換成了解決現(xiàn)代通信中不同網(wǎng)絡(luò)、不同設(shè)備、不同技術(shù)之間互通問題的重要技術(shù)手段,是融合傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)和計算機網(wǎng)絡(luò),向下一代網(wǎng)絡(luò)演變的核心技術(shù)。具體而言,SIP是IETF制定的會話初始化協(xié)議,是在IP(Ipv4和Ipv6)網(wǎng)上進行多媒體通信的應(yīng)用層控制協(xié)

8、議。1999年IETF根據(jù)哥倫比亞大學(xué)的Henning Schulzrinne提交的SIP標準發(fā)布了RFC2543,2002年又發(fā)布了RFC3261,它標志著SIP協(xié)議的成熟。SIP的主要功能是用來建立、修改和終止多媒體會話。它可以邀請人員加入已經(jīng)存在的會話,也可以向已存在的會話中加入媒體或刪除媒體。SIP定義了在通信設(shè)備(計算機,電話,手機,PDA等)之間建立連接的方法。它可以通過設(shè)置并管理任何類型的端到端(peer-to-peer)通信會話,而不關(guān)心媒體類型 (電話,短信,游戲,視頻等);它可以與實時傳輸協(xié)議(RTP)一起提供實時數(shù)據(jù)的傳輸服務(wù);與實時流協(xié)議(RTSP)結(jié)合進行流媒體通信;

9、用會話描述協(xié)議(SDP)描述多媒體會話等。其基本功能和操作獨立于其它任何協(xié)議。SIP對多媒體通信提供以下五個方面的支持:1)用戶定位:確定參與通信的端系統(tǒng)的位置及類型。2)用戶有效性:確定被叫方是否愿意參與通信。3)用戶能力:確定會話將要用到的媒體類型及媒體參數(shù)。4)會話建立:在參與會話的雙方建立會話參數(shù)。5)會話管理:包括會話的轉(zhuǎn)移和終止,修改會話參數(shù)和調(diào)用服務(wù)等。SIP還支持名字映射和重定向服務(wù)。用戶通過統(tǒng)一資源定位器(URL)標識自己,并向注冊服務(wù)器注冊,從而實現(xiàn)用戶的可移動性。SIP的實體主要由用戶智能終端(User Agent)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器(Network Server)兩類組成。用

10、戶智能終端通常簡稱為UA,是一個直接和用戶交互的SIP實體,用以發(fā)起和應(yīng)答通信連接的呼叫,并對通信進行控制和管理。UA之間可以直接建立通信連接,也可以通過若干服務(wù)器建立通信連接。SIP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要提供注冊、認證、路由等服務(wù),分為代理服務(wù)器(Proxy),重定向服務(wù)器(Redirect Server)和注冊服務(wù)器(Register)等。1)代理服務(wù)器(Proxy Server):代理其他客戶機發(fā)起請求,在轉(zhuǎn)發(fā)請求之前可能改寫原請求消息中的內(nèi)容。2)重定向服務(wù)器(Redirect Server):接收請求,但不是將這些請求傳遞給下一服務(wù)器,而是向呼叫者發(fā)送響應(yīng),以指示被呼叫用戶的地址,使得呼叫者

11、可以直接聯(lián)系在下一服務(wù)器上被呼叫方的地址。3)注冊服務(wù)器(Registrar Server):接收客戶機的注冊請求,完成用戶注冊。SIP的優(yōu)點如下:1)協(xié)議簡單。SIP繼承了Http協(xié)議的基本特征,采用字符編碼格式,以及URI標識對象,易于讀取和調(diào)試,對設(shè)計人員更加直觀,使新服務(wù)的編程變得相對簡單。2)很強的靈活性及適應(yīng)性。在七層模型中SIP是會話層協(xié)議,對應(yīng)到TCP/IP中屬應(yīng)用層協(xié)議。它不依賴于具體的傳輸協(xié)議、傳輸介質(zhì)和媒體類型,可以在任何傳送包數(shù)據(jù)的協(xié)議(例如IPv4、ATM、IPv6等)之上操作。可以配置在更廣范圍的網(wǎng)絡(luò)中,不僅適用于IP網(wǎng),還可以適用于其他協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。另外,SIP消息

12、可以攜帶各種消息體的有效載荷(例如純文本、媒體會話描述、XML文本等),使應(yīng)用程序開發(fā)者可以將SIP做為任何一種類型應(yīng)用數(shù)據(jù)的通用傳輸機制使用。3)易擴展性。可以輕易地加入新的功能,而不會影響原有功能的實現(xiàn)。4)具有能力協(xié)商機制。SIP支持在會話建立及會話實施過程中進行能力協(xié)商,并根據(jù)協(xié)商結(jié)果確定媒體傳輸?shù)臋C制。SIP自出現(xiàn)以來倍受關(guān)注,已經(jīng)成為通信及互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的熱門研究方向。經(jīng)過幾年的研究,現(xiàn)在已經(jīng)完成了一系列的SIP擴展協(xié)議,這些擴展協(xié)議與SIP在建立通信時所可能用到的相關(guān)協(xié)議一起構(gòu)成一個相對完整的協(xié)議體系。SIP的協(xié)議體系中比較重要有如下幾類:1)規(guī)范SIP各項功能的SIP及其擴展協(xié)議;

13、2)用于媒體傳輸?shù)腞TP,RTCP,RTSP等;3)用于媒體及能力描述的SDP協(xié)議;4)用于解決NAT問題的STUN,TURN,ICE等;5)用于描述媒體編碼格式的Payload;6)DNS的相關(guān)擴展 SRV,NAPTR等。3.統(tǒng)一通信雖然統(tǒng)一通信的概念是近一兩年提出來的,但是一直是網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中追求的目標。概括來說,統(tǒng)一通信經(jīng)歷了三個階段。第一階段是對通信方式的有限整合。由于移動通信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,新的通信方式不斷出現(xiàn)。通信方式的多樣化一方面帶來了通信的靈活性,但另一方面也造成了互通“壁壘”,為打破這種壁壘人們對各種通信方式進行了有限的整合,例如計算機網(wǎng)絡(luò)的即時消息與手機短信的互通,以N

14、et2Phone為代表的VoIP與傳統(tǒng)電話的互通等等。第二階段是統(tǒng)一消息(Unified Message)階段。有限的整合并不能真正的解決互通性的問題,隨著技術(shù)的進步,人們提出了統(tǒng)一消息的解決方案。統(tǒng)一消息不是一個單一的軟件產(chǎn)品,而是一個解決方案,它將現(xiàn)有的消息處理系統(tǒng)(如電話、傳真和電子郵件等)結(jié)合在一起,通過單一的多媒體信箱(Inbox)提供利用多種設(shè)備進行信息的傳遞、提取等功能,以實現(xiàn)在任何時間、任何地點、通過多種設(shè)備(包括有線和無線的設(shè)備)進行消息通信的目的。如圖22所示,統(tǒng)一消息以消息的集中存儲和訪問為核心。統(tǒng)一消息系統(tǒng)的關(guān)鍵在于統(tǒng)一郵箱的實現(xiàn),其中的關(guān)鍵技術(shù)是消息的轉(zhuǎn)換和消息的存儲

15、。由于它是靠消息的統(tǒng)一存取來實現(xiàn)的,因此只能實現(xiàn)異步、非實時消息的統(tǒng)一。 (圖:22統(tǒng)一消息系統(tǒng)原理圖)第三階段是以軟交換為核心的真正意義上的統(tǒng)一通信階段。以“三網(wǎng)合一”為目標的NGN(下一代網(wǎng)絡(luò))為實現(xiàn)全面徹底的統(tǒng)一通信帶來了契機。做為NGN核心技術(shù)之一的軟交換技術(shù)和包通信技術(shù)(Packet Communications)為統(tǒng)一通信提供了技術(shù)和協(xié)議的保障。軟交換實現(xiàn)了對各種通信方式的統(tǒng)一控制,而且協(xié)議體系完備;包通信將所有的通信媒體封裝于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包中,與具體的傳輸媒介無關(guān),這使得跨網(wǎng)絡(luò)、跨平臺、跨系、跨設(shè)備的統(tǒng)一通信成為可能。在軟交換支撐下的統(tǒng)一通信基于統(tǒng)一的標識符,通過統(tǒng)一的控制和管理,將

16、能夠?qū)崿F(xiàn)在任何時間,任何地點,使用任何設(shè)備進行通信的理想。統(tǒng)一通信能夠改變現(xiàn)有通信存在的混亂局面,為用戶提供一種使用簡單、操作一致的通信環(huán)境,在多個領(lǐng)域都有廣泛的需求。由于商務(wù)環(huán)境所使用的媒體類型更為復(fù)雜、多樣,企業(yè)需要加強內(nèi)部的交流合作,需要提高客戶的滿意度,因而對統(tǒng)一通信的需求就更為迫切。Xtel平臺正是這一理想的具體實施。4.Xtel統(tǒng)一通信平臺的結(jié)構(gòu)功能特征“Xtel統(tǒng)一通信平臺”支持多個SIP域,每個SIP域的域內(nèi)結(jié)構(gòu)如圖23所示,整個系統(tǒng)的核心是位于中心位置的Proxy,它控制著整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運作。系統(tǒng)可以支持各種SIP終端的直接接入(SIP電話,PDA,PC等);可以通過各種網(wǎng)關(guān)

17、與傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)相連接;可以支持各種傳統(tǒng)的通信設(shè)備及通信方式在系統(tǒng)中的使用;可以利用Web Services,通過事件服務(wù)器實現(xiàn)與企業(yè)內(nèi)部其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)(如ERP,CRM、SCM等)的集成;能夠通過策略服務(wù)器、注冊服務(wù)器等組成的服務(wù)器群,提供對各種通信系統(tǒng)及設(shè)備的透明訪問功能。(圖:23Xtel統(tǒng)一通信平臺域內(nèi)結(jié)構(gòu)圖)“Xtel統(tǒng)一通信平臺”是一個跨越多個SIP域的分布式的通信系統(tǒng),它不受系統(tǒng)規(guī)模和地域的限止,對于大型企業(yè)和跨地區(qū)的企業(yè),可以建立多個SIP域,系統(tǒng)支持各個SIP域之間的透明通信。如圖24所示。(圖:24Xtel統(tǒng)一通信平臺跨域通信示意圖)“Xtel統(tǒng)一通信平臺”主要由兩個子系統(tǒng),

18、即軟交換服務(wù)器系統(tǒng)和軟交換端系統(tǒng),以及兩個模塊,即:NAT及防火墻穿越模塊和SIP協(xié)議棧模塊四個部分組成。其中服務(wù)器系統(tǒng)是軟交換的核心網(wǎng)絡(luò)部分,主要是進行路由選擇、信令轉(zhuǎn)發(fā)和策略控制等,它包括代理服務(wù)器、注冊服務(wù)器、策略服務(wù)器、位置服務(wù)器,重定向服務(wù)器各種多媒體信箱等多種服務(wù)器。軟交換端系統(tǒng)是軟交換的邊界系統(tǒng),它包括智能終端(UA)、各種網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)和B2BUA(back toback UA)等幾類。軟交換端系統(tǒng)的主要功能是發(fā)起和接收請求,生成信令消息和編解碼信令消息,制定并管理策略,對通信過程進行控制,進行通信協(xié)議轉(zhuǎn)換等。AT及防火墻穿越模塊主要是解決在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的跨越NAT和防火墻的通信問

19、題。SIP協(xié)議棧模塊負責(zé)SIP信令的發(fā)送和接收數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行編解碼處理。5.Xtel系統(tǒng)的通信模式原理根據(jù)軟交換的特點,系統(tǒng)的通信模式必將是信令控制與媒體傳輸相分離的。在端系統(tǒng)中我們根據(jù)SIP通信的特點設(shè)計了如圖25所示的通信模式。信令和媒體傳輸建立不同的通道,每種媒體傳輸所使用的通道也各不相同。信令通道用于建立通信連接,它可能要經(jīng)過零到多個服務(wù)器,在建立信令通道的過程中根據(jù)用戶設(shè)置的媒體參數(shù),兩SIP終端經(jīng)過能力(指媒體類型及其屬性)協(xié)商建立一到多個媒體傳輸通道,然后用戶就可直接使用相應(yīng)的媒體通道進行媒體通信,在進行媒體通信時除非要修改媒體參數(shù)或停止媒體傳輸,一般不會用到信令通道。這種模

20、式還允許建立媒體通道和使用媒體通道的終端是不同終端的情況。(圖:25Xtel系統(tǒng)通信模式)SIP終端在建立會話的過程中有三種具體的實現(xiàn)方式:1)SIP終端直接與SIP終端建立會話連接。2)SIP終端通過代理服務(wù)器建立會話連接。3)SIP終端通過重定向服務(wù)器建立會話連接。Xtel端系統(tǒng)同時支持以上三種通信方式,在配置文件中設(shè)置通信方式參數(shù),系統(tǒng)在進行通信時根據(jù)配置參數(shù)選擇相應(yīng)的通信方式。6.端系統(tǒng)的技術(shù)原理“Xtel統(tǒng)一通信平臺”的最終目標是要實現(xiàn)在任何地方,利用任何設(shè)備,與任何通信實體進行跨平臺,跨地域,跨設(shè)備的無障礙透明通信,并且對媒體的類型及格式不加任何限止,也就是要能夠支持所有可能的媒體

21、類型及格式。這些所有的目標都需要通過端系統(tǒng)來體現(xiàn),這使得端系統(tǒng)面臨如下一些主要問題。1)終端系統(tǒng)類型多,種類復(fù)雜。Xtel的端系統(tǒng)是軟交換的邊界,它不僅包括用戶智能終端(UA),還包括各種網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)和B2BUA等。而且這些邊界系統(tǒng)完成的功能各不相同。做為統(tǒng)一通信的端系統(tǒng)需要有一種統(tǒng)一的實現(xiàn)機制。2)運行環(huán)境復(fù)雜。統(tǒng)一通信要實現(xiàn)在任何地方,利用任何設(shè)備進行通信的功能,這就要求端系統(tǒng)能夠在多種環(huán)境,多種設(shè)備中運行,如UA可以在計算機、PDA等多種設(shè)備上運行。3)功能復(fù)雜。SIP為了減輕核心網(wǎng)絡(luò)的壓力,增大網(wǎng)絡(luò)的通信能力,將復(fù)雜的處理功能都推向了網(wǎng)絡(luò)邊緣,也就是端系統(tǒng)。因此,做為用戶工作平臺的端系統(tǒng)必

22、須滿足對以上各種功能的綜合使用要求。4)伸縮性要求高。終端系統(tǒng)不僅要運行在多種設(shè)備上,而且在同一種設(shè)備上也要能夠根據(jù)用戶的不同需求定制系統(tǒng)功能,這對系統(tǒng)的伸縮性提出了很高的要求。5)擴展性要求高。統(tǒng)一通信的目標是可以使用任何媒體進行通信,隨著信息技術(shù)的發(fā)展,媒體的種類將會不斷增加,系統(tǒng)要能夠方便地支持新出現(xiàn)的媒體,必須要有很好的擴展性。為了解決端系統(tǒng)面臨的以上問題,滿足普適性、伸縮性和可擴展性的要求,端系統(tǒng)采用了以“多狀態(tài)機軟總線媒體管理器”為架構(gòu)的軟件體系結(jié)構(gòu)。如圖26所示,整個系統(tǒng)以軟總線為支撐,以狀態(tài)機為功能單元,以媒體管理器為多種媒體的統(tǒng)一管理部件,以事件為驅(qū)動因子。(圖:26端系統(tǒng)結(jié)

23、構(gòu)圖)端系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)由協(xié)議棧,狀態(tài)機,狀態(tài)機私有處理器,軟總線,事件生成器等幾部分組成。其中狀態(tài)機負責(zé)信令的處理,完成通信建立與控制任務(wù)。狀態(tài)機私有處理器是配合狀態(tài)機完成通信功能的單元,在私有處理器中最重要的是媒體管理器,它對系統(tǒng)中所用到的媒體進行統(tǒng)一管理,提供對各種媒體訪問的統(tǒng)一接口,屏蔽多種媒體的復(fù)雜性,為用戶提供透明使用各種媒體的機制。事件生成器接收各種信息,生成相應(yīng)事件并加入到事件隊列中。端系統(tǒng)將狀態(tài)機、事件生成器、媒體管理器分別做為獨立的功能單元。這樣就將事件源、信令處理和媒體管理分隔開,一個部分的改變不會影響其它部分的功能,對于不同的環(huán)境和應(yīng)用需求只需要修改相應(yīng)的部分,其它部分可以

24、直接復(fù)用,從而實現(xiàn)了普適性功能,使此體系結(jié)構(gòu)可以在端系統(tǒng)的不同終端類型和網(wǎng)關(guān)類型中使用。7.服務(wù)器系統(tǒng)的技術(shù)原理服務(wù)器系統(tǒng)是軟交換的核心網(wǎng)絡(luò)部分,主要是進行路由選擇、信令轉(zhuǎn)發(fā)和策略控制等,它包括代理服務(wù)器、注冊服務(wù)器、策略服務(wù)器、位置服務(wù)器、重定向服務(wù)器、PA服務(wù)器和各種多媒體信箱等。Xtel系統(tǒng)的各項功能只有在服務(wù)器的支持下才能實現(xiàn)。Xtel服務(wù)器采用與端系統(tǒng)相類似的“軟總線狀態(tài)機”軟件體系結(jié)構(gòu),將每種服務(wù)功能實現(xiàn)為一個狀態(tài)機,并將狀態(tài)機實現(xiàn)為動態(tài)鏈接庫。服務(wù)器根據(jù)配置文件加載實現(xiàn)相應(yīng)服務(wù)的動態(tài)鏈接庫,用戶可以將多種服務(wù)配置在一臺服務(wù)器上,也可根據(jù)需要將服務(wù)配置在不同的服務(wù)器上。各種服務(wù)器的

25、采用相同的服務(wù)配置方法。Xtel服務(wù)器系統(tǒng)中各主要服務(wù)器可以由兩到多臺主機承擔(dān)相同的服務(wù)任務(wù),這樣做的好處一是提供服務(wù)器冗余備份的功能,保證系統(tǒng)的健壯性;二是提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力,減少用戶等待響應(yīng)的時間。多臺服務(wù)器在提供上述功能的同時也帶來了負載均衡的問題。負載均衡需要處理兩個關(guān)鍵因素:一是負載均衡算法,二是對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)狀況進行檢測,保證不將數(shù)據(jù)流量分配到已經(jīng)失效的服務(wù)器。常用的負載均衡算法主要有輪循均衡、權(quán)重輪循均衡、隨機均衡、響應(yīng)速度均衡、最少連接數(shù)均衡、處理能力均衡、DNS響應(yīng)均衡等幾種。服務(wù)器有效性偵測方法有Ping偵測、TCP Open偵測、HTTP URL偵測、服務(wù)器心跳偵測等幾種

26、。每臺Xtel服務(wù)器都有一個心跳(heartbeat)發(fā)生器,通過組播發(fā)出一定頻率的心跳。同組的服務(wù)器通過偵聽相鄰服務(wù)器的“心律”,并依據(jù)心跳所承載的信息判定該服務(wù)器是否有效,如果有效,其負載情況如何。這種心跳均衡算法能較好地將負載均衡到各服務(wù)器。同時,通過心跳機制,我們還可以監(jiān)測系統(tǒng)的運行狀態(tài)。Xtel是一個多服務(wù)器系統(tǒng),每種服務(wù)器分別提供不同的服務(wù)。系統(tǒng)提供服務(wù)發(fā)現(xiàn)的機制,服務(wù)的定位對客戶端是透明的。當(dāng)代理服務(wù)器接到客戶的服務(wù)請求后,首先根據(jù)URI做DNS的NAPTR記錄(Naming Authority Pointer,由RFC2915定義)查詢,查詢的結(jié)果可能有多個NAPTR記錄。然后

27、系統(tǒng)對這些NAPTR記錄進行DNS的SRV記錄查詢,查詢的結(jié)果又是一個由多個IP地址組成的鏈表,最后系統(tǒng)對這些地址進行負載均衡處理,選擇出真正要提供服務(wù)的服務(wù)器地址,并將服務(wù)請求轉(zhuǎn)發(fā)給它。Xtel作為企業(yè)使用的統(tǒng)一通信系統(tǒng),它不僅需要與企業(yè)現(xiàn)有的通信系統(tǒng)相集成,而且還要能夠集成企業(yè)的其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)。Xtel的PA事件服務(wù)器實現(xiàn)了UUDI注冊功能和SOAP服務(wù),并能夠發(fā)現(xiàn)企業(yè)信息環(huán)境中的其他遵循Web Services規(guī)范的相關(guān)應(yīng)用服務(wù)并與之即時裝配。也就是說,通過SOAP可與企業(yè)中的CRM、ERP、CSS、IVR、WWW等應(yīng)用系統(tǒng)松散耦合并自動集成。用戶可以通過PA服務(wù)器提供的Subscribe

28、/Notify功能監(jiān)控所集成系統(tǒng)的事件及狀態(tài),當(dāng)所關(guān)心的事件及狀態(tài)發(fā)生時,系統(tǒng)會及時地通知用戶。8.Xtel策略服務(wù)技術(shù)原理策略服務(wù)是統(tǒng)一通信的重要內(nèi)容之一,也是統(tǒng)一通信的優(yōu)勢所在。Xtel是商務(wù)環(huán)境下的統(tǒng)一通信系統(tǒng),所以這種通信系統(tǒng)必須能夠很好的體現(xiàn)出企業(yè)的特征。企業(yè)是具有不同層次結(jié)構(gòu)的組織,不同的部門都可能有其自身的通信策略,而且各部門的下級(包括單位和員工)的通信策略都要受這個部門的通信策略的約束。Xtel統(tǒng)一通信系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流程的特點提供策略服務(wù)體系。這個體系針對不同的對象提出了不同的策略形式,“用戶策略”主要針對個人用戶或角色用戶,而“域/組策略”主要針對用戶集合,并

29、且提供一種機制使得“域/組策略”總是優(yōu)先于“用戶策略”,“用戶策略”受“域/組策略”的約束。如圖2-7所示,當(dāng)系統(tǒng)收到一個SIP消息,系統(tǒng)內(nèi)核首先觸發(fā)“域/組策略”,“域/組策略”通過特定的系統(tǒng)調(diào)用調(diào)度“用戶策略”,而“用戶策略”的 某些“動作”又能引起系統(tǒng)內(nèi)核觸發(fā)“域/組策略”。(圖:27SIP消息的策略服務(wù)調(diào)度示意圖)1)用戶策略針對用戶策略的特點,Xtel借助IETF的CPL(RFC3880)定義用戶策略。CPL是一種語言,具有直觀、易懂的特點。我們借助其可擴展性的優(yōu)點,針對企業(yè)環(huán)境更為復(fù)雜的需求,對CPL進行了擴展,并開發(fā)了CPL的可視化編輯工具。為了提高用戶策略的效率,Xtel將CP

30、L轉(zhuǎn)換成二進制的二叉樹形式,實現(xiàn)了一個解釋執(zhí)行的高效算法。2)域/組策略“域/組策略”的優(yōu)先級高于“用戶策略”,并且直接約束相應(yīng)的“用戶策略”,調(diào)用比普通的“用戶策略”更為頻繁,需要考慮策略運行的效率;而且“域/組策略” 的定制都是管理員完成的,不針對個人用戶,不必追求“簡單易學(xué)”的特性;所以對于“域/組策略”的設(shè)計,我們舍棄了策略的常用描述形式CPL,選用具有強大功能和控制能力的CGI的形式,用類似C語言的語法定義了一套專用于“域/組策略”的腳本語言Xtel-CGI。在Xtel-CGI中,任何SIP消息都可以觸發(fā)“域/組策略”。3)策略沖突的發(fā)現(xiàn)個人用戶的通信策略是用CPL定制的,每個用戶分

31、別獨立地定制自己的通信策略,這樣多個策略文件的內(nèi)容就有可能產(chǎn)生沖突,特別是Xtel為了反映企業(yè)的特征采取了多級策略機制,這些多級策略更容易產(chǎn)生沖突。為此,系統(tǒng)必須要有一種沖突發(fā)現(xiàn)機制來處理策略沖突。對每一個作為觸發(fā)事件的消息,我們依次記錄它引發(fā)執(zhí)行的策略的標號,一旦發(fā)現(xiàn)相同的策略,即可以判斷沖突發(fā)生并給出預(yù)先設(shè)定的解決方案。9.NAT和防火墻穿越的技術(shù)原理NAT是將IP地址從一個編址域(realm)映射到另外一個編址域的方法(RFC1631),最典型的應(yīng)用是把私有IP地址映射到互聯(lián)網(wǎng)的公有IP地址。NAT在節(jié)省IP地址空間的同時,也破壞了Internet最基本的“端到端”的透明性,增加了網(wǎng)絡(luò)的

32、復(fù)雜性,阻斷了現(xiàn)存的很多IP應(yīng)用。特別是像SIP這樣的端到端軟交換協(xié)議,由于需要協(xié)商多個端口并維護多個UDP或TCP數(shù)據(jù)流,無法自己穿越NAT。另外,出于安全的考慮,絕大多數(shù)的企業(yè)部門都配置了專用的防火墻。和NAT一樣,防火墻在增加安全性的同時,也帶來了類似的問題。針對上述問題,在Xtel中我們提出了以“STUN和TURN相結(jié)合”的NAT和防火墻傳輸層穿越解決方案。STUN(RFC3248SimpleTraversalofUDP Through Network Address Translators)的基本思想是:STUN客戶端向NAT外的STUN服務(wù)器通過UDP發(fā)送請求STUN 消息,STU

33、N服務(wù)器收到請求消息,產(chǎn)生響應(yīng)消息,響應(yīng)消息中攜帶STUN 客戶端在NAT上對應(yīng)的外部端口。然后響應(yīng)消息通過NAT發(fā)送給STUN客戶端,STUN客戶端通過響應(yīng)消息體中的內(nèi)容得知其在NAT上對應(yīng)的外部地址,并且將其填入以后呼叫協(xié)議的UDP負載中,告知被叫端(Peer),自己的UDP接收地址和端口號為NAT上映射的IP地址和端口號。這樣,應(yīng)用程序就可以收到被叫端發(fā)來的報文。如圖28所示,STUN的優(yōu)點是處理簡單,缺點是不支持TCP,也不支持對稱類型(同時限止IP和端口)的NAT。(圖:28STUN穿透NAT和防火墻的示意圖)TURN(IETF的一個draft,TraversalUsingRelay

34、NAT)的基本思想如圖29所示,NAT或防火墻內(nèi)的TURN客戶端通過向TURN服務(wù)器申請綁定,獲得外部的IP地址和端口(是由TURN服務(wù)器分配)。這樣該用戶就可以使用這個外部的IP地址和端口接收NAT和防火墻處的用戶發(fā)送的報文。TURN的優(yōu)點是可以穿越所有類型的NAT及防火墻,缺點是容易造成網(wǎng)絡(luò)瓶頸。(圖:29TURN穿透NAT和防火墻示意圖)Xtel的NAT和防火墻傳輸層穿越方案的主要思想是:如果傳輸協(xié)議是TCP協(xié)議,直接用TURN的方法穿越NAT及防火墻;如果傳輸協(xié)議是UDP協(xié)議,則首先檢測NAT和防火墻的類型,若為對稱型NAT則采用TURN的方法穿越,否則采用STUN方法穿越。Xtel的

35、NAT穿越結(jié)構(gòu)是C/S結(jié)構(gòu),分為服務(wù)器端和客戶端兩部分,如圖210和圖211所示。(圖:210Xtel的NAT穿越服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖)(圖:211Xtel的NAT穿越客戶端結(jié)構(gòu)圖)Xtel的NAT穿越的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)于以下幾個方面:1)統(tǒng)一協(xié)議棧Xtel的NAT穿越方案雖然是STUN和TURN兩種方法的結(jié)合,但它是一個整體解決方法。為此,需要提供兩種穿越消息的一致處理,Xtel根據(jù)STUN和TURN的消息格式及屬性相同的特點,設(shè)計了統(tǒng)一的協(xié)議棧。統(tǒng)一協(xié)議棧按照同一方式和流程處理STUN和TURN的消息,為系統(tǒng)提供了統(tǒng)一的消息處理機制,并且也減少了冗余,降低了使用難度,為上層提供統(tǒng)一的邏輯處理奠定了

36、堅實的基礎(chǔ),也為虛擬傳輸層提拱了基礎(chǔ)。2)虛擬傳輸層為了屏蔽NAT及防火墻穿越的復(fù)雜性,提供與傳統(tǒng)傳輸層編程相一致的編程接口,XtelNAT穿越對傳統(tǒng)傳輸層和NAT的穿越處理進行了封裝,我們稱為“虛擬傳輸層”?!疤摂M傳輸層”屏蔽NAT及防火墻問題,提供與傳統(tǒng)傳輸層一致的編程方法。對一般編程用戶來說不需要了解和處理NAT問題,可以按照傳統(tǒng)傳輸層的編程習(xí)慣,不用考慮NAT和防火墻的存在。虛擬傳輸層對外提供的是遵循BSD Socket1.1規(guī)范的API。例如對于函數(shù)socket(int domin, int type, intprotocol),我們把它封裝成Xsocket(int domin, i

37、nt type, int protocol)。如圖212所示,最上層為“穿透NAT/FW策略”,“網(wǎng)絡(luò)資源分配管理”,“資源映射”和“配置管理”等。穿透NAT/FW策略是對采用穿透NAT和防火墻的策略進行設(shè)置和管理。這里的策略是包括四種,一是不使用TURN服務(wù)器,只使用STUN方式;二是只使用TURN方式;三是由系統(tǒng)決定;四是不需要穿透NAT和防火墻。當(dāng)為第三時,系統(tǒng)先測試NAT和防火墻的類型,如果是對稱型NAT,使用TURN方式,否則使用STUN方式進行穿透。(圖:212XtelNAT穿越虛擬傳輸層框架圖)3)網(wǎng)絡(luò)資源分配管理Xtel NAT穿越在實現(xiàn)遵循BSD Socket1.1規(guī)范的API時,返回給用戶的可能是虛擬資源,因此,必須要對這些API所使用的網(wǎng)絡(luò)資源進行管理。例如,用戶調(diào)用gethostbyname()函數(shù)返回本地IP地址時,根據(jù)“穿透NAT/FW策略”可能得到一個NAT地址或一個TURN綁定地址。4)資源映射資源映射是管理真實資源和虛擬資源的映射。由于上面提到的情況,虛擬網(wǎng)絡(luò)資源最終要體現(xiàn)在對真實網(wǎng)絡(luò)資源的操作上。這就需要維持真實資源和虛擬資源的映射。中間是“遵循BSDSocket1.1規(guī)范的API”的實現(xiàn)。這個模塊是“虛擬傳輸層”的核心,XtelNAT穿越對大多數(shù)常用的BSD Socket1.1 API進行了封裝,這使用戶

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