現(xiàn)代交換原理課程實(shí)踐報告

河海大學(xué)（常州）課程設(shè)計(jì)報告題目 現(xiàn)代交換原理課程實(shí)踐授課班號 277702專業(yè)、學(xué)學(xué)生姓名一、軟交換系統(tǒng)組成。1、引言隨著信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，人們已越來越不滿足于現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)以窄帶方式提供的單一語音服務(wù)，提供寬帶化、智能化、個人化移動多媒體服務(wù)的需求日益劇增。下一代網(wǎng)絡(luò)泛指一個以IP為中心，可以支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)融合全新的網(wǎng)絡(luò)。3G不是現(xiàn)有移動網(wǎng)和IP網(wǎng)的簡單疊加，也不是單項(xiàng)節(jié)點(diǎn)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，而是整個網(wǎng)絡(luò)框架的變革，是一種整體方案。軟交換SoftSWitch正是構(gòu)建在以IP為中心，可以支持語音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的融合方案?；谲浗粨Q技術(shù)和IP技術(shù)構(gòu)建出分層開放的體系架構(gòu)全新的網(wǎng)絡(luò)平臺，在3G中占有極為重要位置。2、 軟交換的體系結(jié)構(gòu)軟交換體系結(jié)構(gòu)是目前面向網(wǎng)絡(luò)融合的新一代多媒體業(yè)務(wù)整體解決方案，具有層次化、呼叫控制與承載分離、快速開發(fā)業(yè)務(wù)、集中部署業(yè)務(wù)等特點(diǎn)，可以向用戶提供包含PSTN話音、無線話音、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等各種業(yè)務(wù)。通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不但實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的融合，更重要的是實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)的融合，使得包交換網(wǎng)絡(luò)能夠繼承原有電路交換網(wǎng)中豐富的業(yè)務(wù)功能，同時，可以在全網(wǎng)范圍內(nèi)快速提供原有網(wǎng)絡(luò)難以提供的新型業(yè)務(wù)。在軟交換構(gòu)建的開放體系架構(gòu)中，通過呼叫控制與媒體交換/承載的分離，實(shí)現(xiàn)了開放的分層架構(gòu)，各層次網(wǎng)絡(luò)單元通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議互通，可以各自獨(dú)立演進(jìn)，以適應(yīng)未來技術(shù)的發(fā)展。軟交換主要包含兩個層次：?媒體網(wǎng)關(guān)層：根據(jù)組網(wǎng)的位置，可分為接入媒體網(wǎng)關(guān)（提供接入適配功能）、中繼媒體網(wǎng)關(guān)（提供與其他網(wǎng)絡(luò)互通的媒體流轉(zhuǎn)換功能）、資源媒體網(wǎng)關(guān)（提供特定媒體資源）。?呼叫控制層：由信令網(wǎng)關(guān)（提供中繼信令SS7在IP網(wǎng)上的傳輸適配功能）和呼叫控制服務(wù)器（通過與信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)的配合實(shí)現(xiàn)呼叫的建立、維持和釋放控制功能）。3、 軟交換的特點(diǎn)（1）分布式交換降低運(yùn)營成本傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)存在布點(diǎn)多、運(yùn)行成本和運(yùn)維人員成本高的問題。而基于軟交換的體系結(jié)構(gòu)由集中的MSC服務(wù)器/軟交換機(jī)與分布的媒體網(wǎng)關(guān)組成，呼叫控制與話音處理/交換是分開的，媒體網(wǎng)關(guān)可以布設(shè)在提供最大價值的地方，復(fù)雜的呼叫控制被集中在一起。通過部署分布式交換，可以實(shí)現(xiàn)靈活的組網(wǎng)方式，可以有效地解決傳統(tǒng)組網(wǎng)模式中容量、覆蓋和路由迂回的矛盾，便于進(jìn)行集中維護(hù)和管理，有利于降低建網(wǎng)成本和運(yùn)維費(fèi)用。二、IP電話通信原理。IP電話是按國際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)內(nèi)容開通的電話業(yè)務(wù)，中文翻譯為網(wǎng)絡(luò)電話或互聯(lián)網(wǎng)電話，簡單來說就是通過Internet網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時的語音傳輸服務(wù)。它是利用國際互聯(lián)網(wǎng)Internet為語音傳輸?shù)拿浇?，從而?shí)現(xiàn)語音通信的一種全新的通信技術(shù)。由于其通信費(fèi)用的低廉(每分鐘互聯(lián)網(wǎng)通信費(fèi)用人民幣6分6厘，而普通電話的國際通信費(fèi)，每分鐘需十幾元人民幣)，所以也有人稱之為廉價電話。網(wǎng)絡(luò)電話、互聯(lián)網(wǎng)電話、經(jīng)濟(jì)電話或者廉價電話，這些都是人們對IP電話的不同稱謂，其實(shí)質(zhì)基本都是一個意思，現(xiàn)在用得最廣泛、也是比較科學(xué)的叫法即“IP電話”。其原理是將普通電話的模擬信號進(jìn)行壓縮打包處理，通過Internet傳輸，到達(dá)對方后再進(jìn)行解壓，還原成模擬信號，對方用普通電話機(jī)等設(shè)備就可以接聽。最初的IP電話是個人計(jì)算機(jī)與個人計(jì)算機(jī)之間的通話。通話雙方擁有電腦，并且可以上互聯(lián)網(wǎng)，利用雙方的電腦與調(diào)制解調(diào)器，再安裝好聲卡及相關(guān)軟件，加上送話器和揚(yáng)聲器，雙方約定時間同時上網(wǎng)，然后進(jìn)行通話。在這一階段，只能完成雙方都知道對方網(wǎng)絡(luò)地址及必須約定時間同時上網(wǎng)的點(diǎn)對點(diǎn)的通話，在普通的商務(wù)領(lǐng)域中就顯得相當(dāng)麻煩，因而，不能商用化或進(jìn)入公眾通信領(lǐng)域。目前，國際上許多大的電信公司又推出了普通電話與普通電話之間的通話，普通電話客戶通過本地電話撥號上本地的互聯(lián)網(wǎng)電話的網(wǎng)關(guān)(Gateway)，輸入帳號、密碼，確認(rèn)后鍵入被叫號碼,這樣本地與遠(yuǎn)端的網(wǎng)絡(luò)電話通過網(wǎng)關(guān)透過Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，遠(yuǎn)端的Internet網(wǎng)關(guān)通過當(dāng)?shù)氐碾娫捑W(wǎng)呼叫被叫用戶，從而完成普通電話客戶之間的電話通信。作為網(wǎng)絡(luò)電話的網(wǎng)關(guān)，一定要有專線與Internet網(wǎng)絡(luò)相連，即是Internet網(wǎng)上的一臺主機(jī)，目前雙方的網(wǎng)關(guān)必須用相同一家公司的產(chǎn)品。這種通過Internet網(wǎng)從普通電話一一普通電話的通話方式就是人們通常講的IP電話，也是目前發(fā)展得最快而且最有商用化前途的電話。三、SIP協(xié)議。SIP(SessionInitiationProtocol)是一個應(yīng)用層的信令控制協(xié)議。用于創(chuàng)建、修改和釋放一個或多個參與者的會話。這些會話可以是Internet多媒體會議［1］、IP電話或多媒體分發(fā)。會話的參與者可以通過組播(multicast)、網(wǎng)狀單播(unicast)或兩者的混合體進(jìn)行通信。使用SIP，服務(wù)提供商可以隨意選擇標(biāo)準(zhǔn)組件。不論媒體內(nèi)容和參與方數(shù)量，用戶都可以查找和聯(lián)系對方。SIP對會話進(jìn)行協(xié)商，以便所有參與方都能夠就會話功能達(dá)成一致以及進(jìn)行修改。它甚至可以添加、刪除或轉(zhuǎn)移用戶。SIP它既不是會話描述協(xié)議，也不提供會議控制功能。為了描述消息內(nèi)容的負(fù)載情況和特點(diǎn)，SIP使用Internet的會話描述協(xié)議(SDP)來描述終端設(shè)備的特點(diǎn)。SIP自身也不提供服務(wù)質(zhì)量(QoS)，它與負(fù)責(zé)語音質(zhì)量的資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)互操作。它還與若干個其他協(xié)議進(jìn)行協(xié)作，包括負(fù)責(zé)定位的輕型目錄訪問協(xié)議(LDAP)、負(fù)責(zé)身份驗(yàn)證的遠(yuǎn)程身份驗(yàn)證撥入用戶服務(wù)(RADIUS)以及負(fù)責(zé)實(shí)時傳輸?shù)腞TP等多個協(xié)議。SIP的一個重要特點(diǎn)是它不定義要建立的會話的類型，而只定義應(yīng)該如何管理會話。有了這種靈活性，也就意味著SIP可以用于眾多應(yīng)用和服務(wù)中，包括交互式游戲、音樂和視頻點(diǎn)播以及語音、視頻和Web會議。SIP消息是基于文本的，因而易于讀取和調(diào)試。新服務(wù)的編程更加簡單,對于設(shè)計(jì)人員而言更加直觀°SIP如同電子郵件客戶機(jī)一樣重用MIME類型描述，因此與會話相關(guān)的應(yīng)用程序可以自動啟動。SIP重用幾個現(xiàn)有的比較成熟的Internet服務(wù)和協(xié)議，如DNS、RTP、RSVP等。不必再引入新服務(wù)對SIP基礎(chǔ)設(shè)施提供支持，因?yàn)樵摶A(chǔ)設(shè)施很多部分已經(jīng)到位或現(xiàn)成可用。對SIP的擴(kuò)充易于定義，可由服務(wù)提供商在新的應(yīng)用中添加，不會損壞網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中基于SIP的舊設(shè)備不會妨礙基于SIP的新服務(wù)。例如，如果舊SIP實(shí)施不支持新的SIP應(yīng)用所用的方法/標(biāo)頭，則會將其忽略。SIP獨(dú)立于傳輸層。因此，底層傳輸可以是采用ATM的IP。SIP使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)以及傳輸控制協(xié)議(TCP),將獨(dú)立于底層基礎(chǔ)設(shè)施的用戶靈活地連接起來。SIP支持多設(shè)備功能調(diào)整和協(xié)商。如果服務(wù)或會話啟動了視頻和語音，則仍然可以將語音傳輸?shù)讲恢С忠曨l的設(shè)備，也可以使用其他設(shè)備功能，如單向視頻流傳輸功能。通信提供商及其合作伙伴和用戶越來越渴求新一代基于IP的服務(wù)?，F(xiàn)在有了SIP(TheSessionInitiationProtocol會話啟動協(xié)議)，一解燃眉之急。SIP是不到十年前在計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室誕生的一個想法。它是第一個適合各種媒體內(nèi)容而實(shí)現(xiàn)多用戶會話的協(xié)議，現(xiàn)在已成了Internet工程任務(wù)組(IETF)的規(guī)范。今天，越來越多的運(yùn)營商、CLEC(競爭本地運(yùn)營商)和ITSP(IP電話服務(wù)商)都在提供基于SIP的服務(wù)，如市話和長途電話技術(shù)、在線信息和即時消息、IPCentrex/HostedPBX、語音短信、push-to-talk(按鍵通話)、多媒體會議等等。獨(dú)立軟件供應(yīng)商(ISV)正在開發(fā)新的開發(fā)工具，用來為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建基于SIP的應(yīng)用程序以及SIP軟件。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商(NEV)正在開發(fā)支持SIP信令和服務(wù)的硬件?，F(xiàn)在，有眾多IP電話、用戶代理、網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器、VOIP網(wǎng)關(guān)、媒體服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器都在使用SIP。SIP從類似的權(quán)威協(xié)議一一如Web超文本傳輸協(xié)議(HTTP)格式化協(xié)議以及簡單郵件傳輸協(xié)議(SMTP)電子郵件協(xié)議一一演變而來并且發(fā)展成為一個功能強(qiáng)大的新標(biāo)準(zhǔn)。但是，盡管SIP使用自己獨(dú)特的用戶代理和服務(wù)器，它并非自成一體地封閉工作。SIP支持提供融合的多媒體服務(wù)，與眾多負(fù)責(zé)身份驗(yàn)證、位置信息、語音質(zhì)量等的現(xiàn)有協(xié)議協(xié)同工作。SIP較為靈活，可擴(kuò)展，而且是開放的。它激發(fā)了Internet以及固定和移動IP網(wǎng)絡(luò)推出新一代服務(wù)的威力°SIP能夠在多臺PC和電話上完成網(wǎng)絡(luò)消息，模擬Internet建立會話。與存在已久的國際電信聯(lián)盟(ITU)SS7標(biāo)準(zhǔn)(用于呼叫建立)和ITUH.323視頻協(xié)議組合標(biāo)準(zhǔn)不同，SIP獨(dú)立工作于底層網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議和媒體。它規(guī)定一個或多個參與方的終端設(shè)備如何能夠建立、修改和中斷連接，而不論是語音、視頻、數(shù)據(jù)或基于Web的內(nèi)容。SIP大大優(yōu)于現(xiàn)有的一些協(xié)議，如將PSTN音頻信號轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MGCP)。因?yàn)镸GCP是封閉的純語音標(biāo)準(zhǔn)，所以通過信令功能對其進(jìn)行增強(qiáng)比較復(fù)雜，有時會導(dǎo)致消息被破壞或丟棄，從而妨礙提供商增加新的服務(wù)。而使用SIP，編程人員可以在不影響連接的情況下在消息中增加少量新信息。例如，SIP服務(wù)提供商可以建立包含語音、視頻和聊天內(nèi)容的全新媒體。如果使用MGCP、H.323或SS7標(biāo)準(zhǔn)，則提供商必須等待可以支持這種新媒體的協(xié)議新版本。而如果使用SIP，盡管網(wǎng)關(guān)和設(shè)備可能無法識別該媒體，但在兩個大陸上設(shè)有分支機(jī)構(gòu)的公司可以實(shí)現(xiàn)媒體傳輸。而且，因?yàn)镾IP的消息構(gòu)建方式類似于HTTP,開發(fā)人員能夠更加方便便捷地使用通用的編程語言(如Java)來創(chuàng)建應(yīng)用程序。對于等待了數(shù)年希望使用SS7和高級智能網(wǎng)絡(luò)(AIN)部署呼叫等待、主叫號碼識別以及其他服務(wù)的運(yùn)營商，現(xiàn)在如果使用SIP[2]，只需數(shù)月時間即可實(shí)現(xiàn)高級通信服務(wù)的部署。這種可擴(kuò)展性已經(jīng)在越來越多基于SIP的服務(wù)中取得重大成功。Vonage是針對用戶和小企業(yè)用戶的服務(wù)提供商。它使用SIP向用戶提供20,000多條數(shù)字市話、長話及語音郵件線路。Deltathree為服務(wù)提供商提供Internet電話技術(shù)產(chǎn)品、服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施。它提供了基于SIP的PC至電話解決方案，使PC用戶能夠呼叫全球任何一部電話。DenwaCommunications在全球范圍內(nèi)批發(fā)語音服務(wù)。它使用SIP提供PC至PC及電話至PC的主叫號碼識別、語音郵件，以及電話會議、統(tǒng)一通信、客戶管理、自配置和基于Web的個性化服務(wù)。某些權(quán)威人士預(yù)計(jì)，SIP與IP的關(guān)系將發(fā)展成為類似SMTP和HTTP與Internet的關(guān)系，但也有人說它可能標(biāo)志著AIN的終結(jié)。迄今為止，3G界已經(jīng)選擇SIP作為下一代移動網(wǎng)絡(luò)的會話控制機(jī)制。Microsoft已經(jīng)選擇SIP作為其實(shí)時通信策略并在MicrosoftXP、PocketPC和MSNMessenger中進(jìn)行了部署。Microsoft同時宣布CEdotnet的下一個版本將使用基于SIP的VoIP應(yīng)用接口層，并承諾向用戶PC提供基于SIP的語音和視頻呼叫。另外，MCI正在使用SIP向IP通信用戶部署高級電話技術(shù)服務(wù)。用戶將能夠通知主叫方自己是否有空以及首選的通信方式，如電子郵件、電話或即時消息。利用在線信息，用戶還能夠即時建立聊天會話和召開音頻會議。使用SIP將不斷地實(shí)現(xiàn)各種功能。四、抓包分析。1、撥打未接的情況分析

分析上圖的messageheader和messagebodyRequestLine是呼叫的話機(jī)的ip地址messageheader下面分別是本機(jī)的代理服務(wù)器1和ip地址號9端口號5070以及說明他們的協(xié)議，內(nèi)容符合的協(xié)議類型和長度Messagebody描述了通話的SDP協(xié)議，記錄了呼叫主機(jī)，活躍時間，還有語音的編碼類型G729G723PCMAPCMU2、撥通掛斷的情況分析

其中有兩份數(shù)據(jù)包含了SDP協(xié)議，一份是由主叫至被叫所產(chǎn)生的，另一份則相反。3、撥打未接的情況分析r未接掛斷一pcap—ViresharkFileEditViewGoCaptureAnalyzeStatist!csTelephonyToolsHelpit釧歐鐮itIB后爲(wèi)妙昌丄決噸髒電香殳丨|亙|亙| ?Q?門覘國見豁丨◎Filter:|ip.addr==i92.168.1.Bg&ftmip |▼Expression...ClearApplyNo. TimeSourceDestinationProtocolInfo117114.85608719SIP/SDPRequest:INVITEsip:666019@9:5070fwithsessiondescription |117614.894095955SIPRequest:INVITEsip:666019@9:5070118015.D85452192.1&8.1.69192.168.111SIPStatus:180Ringing133621.74611