VOIP呼叫過(guò)程及SIP消息分析

1、VOIP呼叫過(guò)程及SIP消息分析 B 郭智超1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)VOIP原理，了解PC-PC方式VOIP網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成、呼叫模式以及信令的過(guò)程。 2、學(xué)習(xí)使用Ethereal這種協(xié)議分析軟件，用它來(lái)考察實(shí)際系統(tǒng)中傳送的分組。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1、硬件部分：校園網(wǎng)、PC（帶耳麥） 2、軟件部分： (1)SIP UA : 可從網(wǎng)上任選一款下載并安裝，也可以選擇老師提供的UA軟件 (2)WinPcap 3.1(它是WIN32 平臺(tái)上網(wǎng)絡(luò)分析和捕獲數(shù)據(jù)包的鏈接庫(kù)，其功能相當(dāng)于Linux/BSD/UNIX 平臺(tái)下的Libpcap 庫(kù)文件) (3)Ethereal:0.10.143、 實(shí)驗(yàn)步驟 1、下載并安裝

2、SIP UA，并做相應(yīng)設(shè)置（域名、IP、端口等等），并記錄進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告；也可以選擇Windows Messenger或SKYPE，進(jìn)行用戶注冊(cè)，并記錄過(guò)程； 2、通話，呼叫另一個(gè)用戶的通話，記錄通話過(guò)程中語(yǔ)音質(zhì)量，包括延時(shí)和回聲； 3、安裝WinPcap 3.1； 4、安裝并啟動(dòng)Ethereal，開(kāi)始抓包（設(shè)置）； 5、重新呼叫另一個(gè)用戶，開(kāi)始通話； 6、獲取并分析SIP信令流記錄在報(bào)告中，分析并記錄呼叫建立、呼叫結(jié)束的信令過(guò)程。四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄和分析 1、選擇客戶端 BOL SIPPhone，登錄界面如下圖所示： 2、通話：通話的模式為直接路由，通話雙方在同一子網(wǎng)內(nèi)部。通話建立成功，話音質(zhì)量良

3、好，略有回聲，延遲不明顯。通話雙方自呼叫到通話如下： 主叫撥號(hào) 被叫響鈴 3、啟動(dòng)抓包工具，記錄捕獲的包的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（見(jiàn)下圖），并作簡(jiǎn)要說(shuō)明。這次抓包數(shù)量219，UDP packets占比72.1%，ARP10.5%，其他17.4%。 4、記錄獲取的SIP消息，并作簡(jiǎn)要說(shuō)明。由圖可知，SIP packets數(shù)量為7，其中informational：100 Trying 和180 Ringing各一個(gè)包，Success: 200 Ok兩個(gè)包，List of request methods：INVITE、ACK、BYE各一個(gè)包。5、 記錄并分析呼叫建立、呼叫結(jié)束的信令過(guò)程。主叫方發(fā)送一條INVITE

4、命令到被叫，INVITE命令被發(fā)送到公認(rèn)的SIP UDP端口，它包括呼叫ID、呼叫順序編號(hào)、SDP介質(zhì)格式以及路由信息。被叫發(fā)出TRYING信息應(yīng)答（100），說(shuō)明該呼叫已被路由。當(dāng)呼叫到達(dá)遠(yuǎn)程端點(diǎn)后，電話開(kāi)始振鈴，一條新的信息應(yīng)答被送到被叫方，指示RINGING（180）。主叫按了呼叫到被叫收到RINGING之間的時(shí)間就是SIP呼叫建立的撥叫后延遲。被叫接通后200OK回送到主叫，主叫再發(fā)送ACK請(qǐng)求，確認(rèn)對(duì)INVITE請(qǐng)求的成功應(yīng)答。RTP介質(zhì)流。最后來(lái)自任何一方的BYE請(qǐng)求結(jié)束呼叫。6、 部分SIP packets及分析該INVITE包的源端口和目的端口分別是Src Port：1047

5、、Dst Port：5060 , 源地址為10.21.11.94的用戶向被叫發(fā)出呼叫請(qǐng)求。此次呼叫ID為CALL-ID：f76aac10511b44d09e84a08ae34c4dae10.21.10.145。目的地址為10.21.10.145。請(qǐng)求數(shù)量為CSeq：1 INVITE。200 OK DSP200 OKACK5、 實(shí)驗(yàn)總結(jié)和體會(huì)本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，但過(guò)程并不一帆風(fēng)順?；叵肫饋?lái)，遇到的問(wèn)題可真不算少：安裝客戶端進(jìn)行撥號(hào)，對(duì)方?jīng)]有響鈴，換臺(tái)電腦卻又毫無(wú)壓力；手機(jī)配置的耳機(jī)不能充當(dāng)耳麥的角色，雙方不能進(jìn)行通話交流；捕捉包相關(guān)設(shè)置的選擇；捕捉包要在通話前開(kāi)始，掛斷后結(jié)束；沒(méi)有語(yǔ)音包或SI

6、P包；在自己與舍友電腦上成功呼出卻無(wú)法接通，只得去公共機(jī)房再戰(zhàn)等等不斷出現(xiàn)的障礙不斷挑戰(zhàn)著我的耐性。所幸有同伴一起努力并給與支持，加上戰(zhàn)勝困難的滿足感與快感，這才成功完成了實(shí)驗(yàn)。而現(xiàn)在回過(guò)頭看來(lái)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)真是很簡(jiǎn)單的說(shuō)，過(guò)程中也大多是愉快的回憶。比如說(shuō)兩人成功進(jìn)行通話時(shí)的興奮，聽(tīng)著對(duì)方帶著淡淡回聲與不明顯時(shí)延的各種爛話，也是有意思的事情。雖說(shuō)如此，但基于對(duì)軟件的不熟悉，還有實(shí)驗(yàn)步驟的不太詳盡，到底是放棄了選做部分的內(nèi)容，真是不無(wú)遺憾。通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)通信網(wǎng)的學(xué)習(xí)更有興趣與激情了，真不知道隨著學(xué)習(xí)還有怎樣的挑戰(zhàn)與驚喜在等著我，好生期待。此外，我對(duì)SIP協(xié)議包括其INVITE、ACK等信息及其過(guò)

7、程有了更深刻的理解，學(xué)會(huì)了有著捕獲分析包功能的Ethereal這個(gè)軟件的基本使用，實(shí)踐能力提高等等，可算是收獲良多。最后，感謝老師的指導(dǎo)與同學(xué)的幫助。六、思考題 1、說(shuō)明本次實(shí)驗(yàn)中網(wǎng)絡(luò)電話呼叫的協(xié)議結(jié)構(gòu)。用于網(wǎng)絡(luò)電話呼叫的協(xié)議結(jié)構(gòu)SIPVoice MeadiaG.711/G.723.1RTP/RTCPUDPIPEtherNet 2、SIP協(xié)議有哪三種呼叫模型？在你實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，采用哪種呼叫方式？ 答：SIP呼叫模型：（1）UA-UA（2）通過(guò)代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)呼叫（3）在重定向服務(wù)器輔助下呼叫。本次實(shí)驗(yàn)采用直接呼叫方式。 3、說(shuō)明RTP報(bào)文頭部開(kāi)銷(xiāo)的含義和作用。 答：V版本，識(shí)別RTP版本。 P間

8、隙（Padding）。設(shè)置時(shí)，數(shù)據(jù)包包含一個(gè)或多個(gè)附加間隙位組，其中這部分不屬于有效載荷。 X擴(kuò)展位。設(shè)置時(shí)，在固定頭后面，根據(jù)指定格式設(shè)置一個(gè)擴(kuò)展頭。CSRCCount包含CSRC標(biāo)識(shí)符（在固定頭后）的編號(hào)。 M標(biāo)記，標(biāo)記由Profile文件定義。允許重要事件如幀邊界在數(shù)據(jù)包流中進(jìn)行標(biāo)記。PayloadType12凈荷類(lèi)型。識(shí)別RTP有效載荷的格式，并通過(guò)應(yīng)用程序決定其解釋。 SequenceNumber序列號(hào)。每發(fā)送一個(gè)RTP數(shù)據(jù)包，序列號(hào)增加1。接收方可以依次檢測(cè)數(shù)據(jù)包的丟失并恢復(fù)數(shù)據(jù)包序列。 Timestamp時(shí)間戳。反映RTP數(shù)據(jù)包中的第一個(gè)八位組的采樣時(shí)間。采樣時(shí)間必須通過(guò)時(shí)鐘及時(shí)提供線性無(wú)變化增量獲取，以支持同步和抖動(dòng)計(jì)算。 SSRC同步源標(biāo)識(shí)。該標(biāo)識(shí)符隨機(jī)選擇，旨在確保在同一個(gè)RTP會(huì)話中不存在兩個(gè)同步源具有相同的SSRC標(biāo)識(shí)符。CSRC貢獻(xiàn)源標(biāo)識(shí)符。識(shí)別該數(shù)據(jù)包中的有效載荷的貢獻(xiàn)源。Payload凈荷（也即有效載荷），為RTP報(bào)文中真正的需要傳送給對(duì)端的信息部分，而其余為RTP報(bào)文頭部開(kāi)銷(xiāo)。 4、在IP網(wǎng)絡(luò)上的傳輸話音，如何保證端到端的延時(shí)？ 答：端到端的延時(shí)包括編、解碼造成的延時(shí)，打包與解包的延時(shí)及網(wǎng)絡(luò)傳送延時(shí)。時(shí)延抖動(dòng)