（畢業(yè)設(shè)計(jì)）VoIP的若干問題探討

1、長(zhǎng)春理工大學(xué)長(zhǎng)春理工大學(xué) 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文 題目：題目：voip 的若干問題探討的若干問題探討 (voip on a number of issues ) 學(xué)院：光電信息學(xué)院學(xué)院：光電信息學(xué)院 系別：電子工程分院系別：電子工程分院 專業(yè)：專業(yè)： 通信工程通信工程 班級(jí)：班級(jí)： 0432104321 2020 學(xué)生姓名：閆錦光學(xué)生姓名：閆錦光 指導(dǎo)老師：翟紅藝指導(dǎo)老師：翟紅藝 摘要摘要 由于價(jià)格低廉和對(duì)網(wǎng)絡(luò)的高效利用等優(yōu)點(diǎn)，voip 已經(jīng)成為當(dāng)前通信行 業(yè)中發(fā)展最快的應(yīng)用服務(wù)之一。其中，h.323 作為 voip 的一個(gè)重要協(xié)議， 是技術(shù)最成熟的 voip 協(xié)議之一，也是 voip 領(lǐng)域一

2、種應(yīng)用最廣泛的協(xié)議。 本文論述了 voip 的基本原理以及使用的相關(guān)協(xié)議等關(guān)鍵技術(shù)，分析了 voip 發(fā)展中存在的問題。 設(shè)計(jì)了基于 sql server2000 及 h.323 的 voip 通信系統(tǒng)方案，并對(duì)程序 流程進(jìn)行了分析和研究，本設(shè)計(jì)可通過進(jìn)一步的具體實(shí)現(xiàn)應(yīng)用到實(shí)際 voip 通信領(lǐng)域。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 語(yǔ)音 ip，h.323，終端，交互式語(yǔ)音應(yīng)答 abstract recently , voip has become one of the application services that develops at the fastest speed in telecommunica

3、tion industry for its low price and high efficiency of using internet and so on . as the most important protocol and one of the most mature technological protocols of voip , h.323 has been one of the most common applied protocols of voip. according to the test, the systems parameters , such as speec

4、h and delay have reached the requirement of h.323 protocol standard . with good expansibility and stability , the software has a nice operation interface . this system can be used to study voip communication protocol and some key techniques , such as speech code , mute restraint , real-time transmis

5、sion , network security , network administration , and so on . besides , it can be used to explore methods for realizing commercial voip . key words: voip , h.323 ,terminal ,ivr 目錄目錄 第一章第一章 引引 言言.1 1.1 voip 的產(chǎn)生背景及特點(diǎn)的產(chǎn)生背景及特點(diǎn).3 1.2 voip 的基本原理.5 1.3 voip 發(fā)展現(xiàn)狀.6 第二章第二章 voip 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì).10 2.1 系統(tǒng)需求分析.10

6、 2.1.1 voip 通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸模型的選擇.10 2.1.2 編程語(yǔ)言和開發(fā)工其的選擇.11 2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇.12 2.3 h.323 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成部分.14 2.4 voip 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù).16 2.5 系統(tǒng)原理框圖.18 第三章第三章 方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) .20 3.1 由 atm 技術(shù)形成數(shù)據(jù)載荷分組的方式.20 3.2 rtp 連接中攜帶載荷類型.20 3.3 ip/udp/rtp 數(shù)據(jù)包頭的壓縮.21 3.4 路徑方案.22 3.5rtcp 協(xié)議的應(yīng)用.22 3.6 路由器的處理通道.22 3.7 路由器中 tcp 包處理.23 3.71 優(yōu)先級(jí)處理器.23 3.72

7、 發(fā)送處理器.23 3.8 數(shù)據(jù)包的丟棄原則.29 第四章第四章 結(jié)論結(jié)論.30 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .31 致謝致謝.32 第一章第一章 引引 言言 1.1 voip 的產(chǎn)生背景及特點(diǎn)的產(chǎn)生背景及特點(diǎn) voip(voice over internet protocol)，俗稱ip電話，是利 用ip網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信的一種先進(jìn)通信手段，是基于ip網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ) 音傳輸技術(shù)。它利用終端或電話網(wǎng)關(guān)服務(wù)器之類的設(shè)備將電話語(yǔ) 音數(shù)字化，將數(shù)據(jù)壓縮后打包成數(shù)據(jù)包，通過ip網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥康?地；目的地收到這一串?dāng)?shù)據(jù)包后，將數(shù)據(jù)重組，解壓縮后還原成 聲音進(jìn)行回放。這樣，網(wǎng)絡(luò)兩端的人就可以聽到對(duì)方的話音，因 此，可以說，

8、voip是現(xiàn)代分組交換通信思想的延伸和發(fā)展。 語(yǔ)音通信是人類通信的重要組成部分。從最開始的基于電路 交換的公共電話網(wǎng)絡(luò)，到現(xiàn)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，都無(wú)時(shí)無(wú)刻不在影 響著人們的生活。internet商業(yè)化以后，在全世界，特別是發(fā)達(dá) 國(guó)家迅速發(fā)展起來(lái)，internet接入采用包月制，不限時(shí)限量，因 此internet是近乎免費(fèi)的，人們都希望能通過這種近乎免費(fèi)的網(wǎng) 絡(luò)進(jìn)行傳統(tǒng)的語(yǔ)音通信和傳真服務(wù)。1995年2月以色列vocaltec 公司研制出可以通過internet進(jìn)行長(zhǎng)途語(yǔ)音通信的軟件產(chǎn)品 “internet phone”。用戶只要在多媒體pc 機(jī)上安裝該軟件， 就可以通過internet和任何地方安

9、裝同樣軟件的聯(lián)機(jī)用戶進(jìn)行通 話。這項(xiàng)技術(shù)上的突破引起全世界的矚目，其背后的無(wú)限商機(jī)也 使許多公司爭(zhēng)相進(jìn)行此項(xiàng)技術(shù)的研究，人們把這種在internet. 以上實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)稱為internet語(yǔ)音通信，應(yīng)該說是voip (voice over ip)的雛形。 經(jīng)過幾年的發(fā)展，voip作為信息技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的一項(xiàng)新型業(yè) 務(wù)在全世界得到開展，并對(duì)傳統(tǒng)語(yǔ)音通信業(yè)務(wù)形成越來(lái)越大的威 脅。voip從當(dāng)初的pc到pc發(fā)展到今天的pc到pc，pc到電話、電話 到電話等多種業(yè)務(wù)形式。與傳統(tǒng)電話相比ip電話具有如下優(yōu)點(diǎn): （1）節(jié)約占用的帶寬 人們?cè)诖螂娫挼臅r(shí)候通常有50%左右的時(shí)間是處于靜音期(即 在交談的過程

10、中的停頓時(shí)間)。由于傳統(tǒng)電話采用的電路交換技 術(shù)使用嚴(yán)格的時(shí)分多路復(fù)用(time division multiplexing, tdm)機(jī) 制，通信雙方自始至終占用固定的帶寬，因此很浪費(fèi)帶寬資源. ip電話采用新的統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用(statistical tdm，stdm)方式使 用網(wǎng)絡(luò)帶寬，只有在用戶需要時(shí)才占用帶寬資源，空閑的帶寬資 源可以為其他用戶所用。目前，一條高質(zhì)量的voip語(yǔ)音信道只需 運(yùn)行在4.8kbps8kbps，比起目前tdm電話的64kbps標(biāo)準(zhǔn)帶寬要 小得多。 （2）價(jià)格優(yōu)勢(shì) ip網(wǎng)絡(luò)電話的價(jià)格優(yōu)勢(shì)的根本原因在于其所采用的技術(shù)。首 先,ip網(wǎng)絡(luò)電話采用壓縮語(yǔ)音編碼和統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)

11、用，帶寬的利用 率高；其次，由于ip電話繞過公共交換電話網(wǎng)，使用因特網(wǎng)的骨 干網(wǎng)進(jìn)行長(zhǎng)途業(yè)務(wù)，從而避免了長(zhǎng)途通信在電話網(wǎng)上的高額收費(fèi)。 因此，ip電話在長(zhǎng)距離通信上尤其有價(jià)格優(yōu)勢(shì)。目前，ip電話的 費(fèi)用通常只有通過公共交換電話網(wǎng)打電話的費(fèi)用的30%。 （3）提供更多更好的增值業(yè)務(wù) 增值業(yè)務(wù)是指利用原有的電話來(lái)提供除基本語(yǔ)音傳輸外的有 增值作用的新功能。由于ip電話系統(tǒng)基于開放式的體系結(jié)構(gòu)其增 值業(yè)務(wù)的擴(kuò)充遠(yuǎn)比傳統(tǒng)電話網(wǎng)容易。隨著ip電話逐步走向?qū)嵱茫?出現(xiàn)了許多基于ip電話網(wǎng)絡(luò)的增值業(yè)務(wù).典型的有:ip傳真，即通 過ip電話網(wǎng)發(fā)送傳真:web電話，這是為了適合網(wǎng)上瀏覽器的工作 方式而提供的一種

12、服務(wù)，用戶只需在w比頁(yè)面上點(diǎn)擊圖標(biāo)即可發(fā) 起呼叫:統(tǒng)一消息傳遞(unified message，簡(jiǎn)稱um)，um使用戶可 以通過他們最常用的接入機(jī)制，如他們的pc 來(lái)訪問他們的全部 信息，如e-mail、語(yǔ)音郵件和傳真?？傊胕p電話技術(shù)，可 以比較容易地開拓出更多更好的具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的新業(yè)務(wù)。 （4）有助于和新技術(shù)的觸合，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 目前正在大力開發(fā)的寬帶接入技術(shù)，如電纜modem和各種高 速數(shù)字用戶線(xdsl)技術(shù)，為ip 電話的推廣創(chuàng)造了良好的條件. 寬帶技術(shù)作為快速internet接入手段，有助于家庭使用新型的ip 電話終端。另外，ip電話系統(tǒng)廣泛采用話音壓縮編碼技術(shù)，

13、目前 實(shí)用算法的壓縮碼率己可達(dá)pcm編碼的1/10，也就是說，長(zhǎng)途傳 輸干線無(wú)需投資新的設(shè)備，其傳輸能力即可增加10倍。 總之，正是由于voip本身的技術(shù)特點(diǎn)，使得voip技術(shù)可應(yīng)用 于許多領(lǐng)域，也使得人們對(duì)ip電話的前景普遍看好。 1.2 voip 的基本原理的基本原理 voip是通過internet/intranet等互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳遞語(yǔ)音信息 的，該系統(tǒng)包括終端設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)接入控制單元(mcu)和網(wǎng) 絡(luò)管理者等部分。其基本原理是:通過語(yǔ)音壓縮算法對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù) 進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)按tcp/ip標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包， 經(jīng)過企業(yè)網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包送至接收地，再把這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)包串起來(lái)， 經(jīng)過解

14、碼解壓處理后，恢復(fù)成原來(lái)的語(yǔ)音信號(hào)，從而達(dá)到由互聯(lián) 網(wǎng)傳送語(yǔ)音的目的,voip基本傳輸過程如圖1-1所示。voip的核心 與關(guān)鍵設(shè)備是ip網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)具有路由管理功能，它把各地區(qū)電話 區(qū)號(hào)映射為相應(yīng)的地區(qū)網(wǎng)關(guān)ip地址。這些信息存放在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù) 中，數(shù)據(jù)接續(xù)處理軟件將完成呼叫處理、數(shù)字語(yǔ)音打包、路由管 理等功能。在用戶撥打長(zhǎng)途電話時(shí)，網(wǎng)關(guān)根據(jù)電話區(qū)號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)資 料，確定相應(yīng)網(wǎng)關(guān)的ip地址，并將此ip地址加入ip，數(shù)據(jù)包中， 同時(shí)選擇最佳路由，以減少傳輸時(shí)延，ip數(shù)據(jù)包經(jīng)internet到達(dá) 目的地的網(wǎng)關(guān)。在一些internet尚未延伸到或暫時(shí)未設(shè)立網(wǎng)關(guān)的 地區(qū)，可設(shè)置路由，由最近的網(wǎng)關(guān)通過長(zhǎng)途電話網(wǎng)

15、轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)通 信業(yè)務(wù)。 圖1-1 voip基本傳輸過程 1.31.3 voipvoip 發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀 voip技術(shù)最初只是一種互聯(lián)網(wǎng)上的增值應(yīng)用，形式也較為簡(jiǎn) 單。隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，其在商業(yè)運(yùn)營(yíng)中的應(yīng)用價(jià)值被人們發(fā)現(xiàn)， 很多新興的電信運(yùn)營(yíng)商將voip技術(shù)引入到電信運(yùn)營(yíng)中，并在上個(gè) 世紀(jì)的最后幾年內(nèi)取得了爆炸式的增長(zhǎng)。從1999年開始，國(guó)內(nèi)電 信運(yùn)營(yíng)商也展開了建設(shè)基于h.323協(xié)議的正電話長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)的高潮。 最初的ip電話長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)的接入必須通過傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)來(lái)完成， 限制了業(yè)務(wù)的發(fā)展。由此提出將原有的h.323 協(xié)議中的網(wǎng)關(guān)功能 進(jìn)行分解(mgcp/h.248協(xié)議)，還有公司提出了與h.323

16、協(xié)議并行 發(fā)展的會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議(sip協(xié)議)。 目前可以支持voip業(yè)務(wù)開展的主要實(shí)現(xiàn)形式有三種，即基于 h.323協(xié)議的ip電話網(wǎng)絡(luò)、基于會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議(sip協(xié)議)的ip電話 網(wǎng)絡(luò)和基于軟交換的網(wǎng)絡(luò)。目前國(guó)內(nèi)已有的voip技術(shù)雖然有各種 各樣的實(shí)現(xiàn)方式，但都采用tcp/ip協(xié)議作為傳輸層協(xié)議，而且依 據(jù)的通信協(xié)議基本是一致的，如h.323協(xié)議、h.248/mgcp協(xié)議、 sip協(xié)議等。h.323是一種itu-t標(biāo)準(zhǔn)，是在voip網(wǎng)絡(luò)中備用的最 廣泛的一種協(xié)議，那些由深厚傳統(tǒng)電話業(yè)背景的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商以及 設(shè)備制造廠家對(duì)其給予了有力的支持。它最初用于局域網(wǎng)(lan) 上的多媒體會(huì)議，后來(lái)擴(kuò)展至覆蓋v

17、oip。該標(biāo)準(zhǔn)既包括了點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 通信也包括了多點(diǎn)會(huì)議。 ip電話是一項(xiàng)很實(shí)用的技術(shù)，然而另外一些人卻認(rèn)為它只不 過是一種新鮮事物。這些人都曾在公眾因特網(wǎng)上打過電話。在大 多數(shù)情況下，他們對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量和因特網(wǎng)支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)的能力都表 示不滿。既然因特網(wǎng)支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)的能力相當(dāng)差，那么為什么還 受到通信業(yè)如此的青睞呢？主要原因是。 促使制訂ip協(xié)議族和開發(fā)相關(guān)設(shè)備支持ip電話業(yè)務(wù)的第一個(gè) 原因是日趨激烈的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)。 大多數(shù)應(yīng)用軟件都要求 web 服務(wù)器必須具有與用戶進(jìn)行數(shù) 據(jù)、語(yǔ)音和視頻圖像交互的能力，而這勢(shì)必要求語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 相融合。 傳統(tǒng)的電話技術(shù)，語(yǔ)音獨(dú)占以時(shí)隙劃分的信道。而在電話交 談中一般

18、有相當(dāng)長(zhǎng)的靜音期及輪流講話中間的停頓時(shí)間等，即使 是這段用戶不講話的時(shí)間也要占用帶寬。如果使用新的統(tǒng)計(jì)時(shí)分 復(fù)用（statistical tdm,stdm）方式使得只有在用戶需要時(shí)才占 用帶寬資源。帶寬合并使得數(shù)據(jù)信道的利用率得到提高。而且， 利用先進(jìn)的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換技術(shù)，一條高質(zhì)量的語(yǔ)音信道只需運(yùn) 行在4.8kbps -8kbps，而目前使用的tdm電話信道都運(yùn)行在 64kbps。 實(shí)際上是因?yàn)?ip 是用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的，它并不是語(yǔ)音業(yè) 務(wù)的理想?yún)f(xié)議。然而 ip 協(xié)議大量存在于 pc 機(jī)、服務(wù)器、工作 站， ip 的這一“地位”使它順理成章地成為支持電話業(yè)務(wù)的一 個(gè)平臺(tái)。 (l) 服務(wù)質(zhì)量

19、由于 ip 電話是在因特網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是一種 無(wú)連接的技術(shù)，因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送遵循的是一種“盡力而為”的 原則，就是盡量將每個(gè)分組都傳送到目的地，每個(gè)傳送的分組根 據(jù)當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀況獨(dú)立的選擇路由。由于加t?！眃是一個(gè)公眾信 息網(wǎng)絡(luò)，用戶眾多，不能保證足夠的帶寬用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)包，每個(gè) 分組在到達(dá)目的地時(shí)會(huì)有不同的時(shí)延。對(duì)于語(yǔ)音和視頻這些對(duì)時(shí) 效有著很高要求的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，就無(wú)法保證業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。 (2) 安全問題 因特 網(wǎng) 是 一個(gè)開放的網(wǎng)絡(luò)，雖然它為廣大的用戶提供了 很大的靈活性，同時(shí)也帶來(lái)了很大的安全問題，ip電話面臨著同 樣的問題。目前將ip電話作為主要業(yè)務(wù)的新興電信運(yùn)營(yíng)商為保證 網(wǎng)

20、絡(luò)的安全，不得不使用專網(wǎng)傳輸ip電話業(yè)務(wù)，或在與國(guó)際因特 網(wǎng)的接口中采取背對(duì)背的傳輸方式以保證安全性。但是這也同時(shí) 抵消了企電話本身具有的價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)。企電話網(wǎng)絡(luò)必須發(fā)展 自身的安全措施，以適應(yīng)開放商用電信業(yè)務(wù)的需要。 (3 )不同廠家設(shè)備之間的互通問題 目前 國(guó) 內(nèi) ip電話業(yè)務(wù)主要遵循的.h323標(biāo)準(zhǔn)定義了終端、 網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)守及多點(diǎn)控制單元等，與ip 電話業(yè)務(wù)有關(guān)的協(xié)議功能 主要有系統(tǒng)控制、分組與同步、音頻編解碼器標(biāo)準(zhǔn)等。但是由于 h.323標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)開展視頻會(huì)議而制定的，因此有很多內(nèi)容與ip 電話無(wú)關(guān)。特別是涉及到網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)守之間，網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)關(guān)之間的通 信標(biāo)準(zhǔn)等只是確定了基本的框架，許多細(xì)節(jié)

21、并沒有定義。這使得 即使是宜稱遵循相同國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的各廠家的ip電話設(shè)備之何也不能 完全兼容，大大影響了同一ip電話網(wǎng)中多廠家產(chǎn)品并存情況下的 使用. (4) 不同運(yùn)營(yíng)商之間的連接問題 目前 不 同 運(yùn)營(yíng)商之間所擁有的ip 電話系統(tǒng)由不同設(shè)備制 造商提供的網(wǎng)關(guān)、路由設(shè)備及計(jì)費(fèi)系統(tǒng)組成。而且在建設(shè)企電話 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，也大多沒有考慮與其它運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)互通的問題，因此 在實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)營(yíng)商之間業(yè)務(wù)互通時(shí)會(huì)遇到許多技術(shù)問題。 (5)ip電話與傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)之間的競(jìng)爭(zhēng)問題 ip 電 話對(duì) 人們最具吸引力的地方在于:長(zhǎng)途話費(fèi)大幅度下 降，加之ip電話業(yè)務(wù)的發(fā)展不可避免的分流了長(zhǎng)途電話話務(wù)量， 使得經(jīng)營(yíng)長(zhǎng)途電話的運(yùn)營(yíng)商的

22、經(jīng)濟(jì)效益減少很多。傳統(tǒng)的電信運(yùn) 營(yíng)商將通過進(jìn)一步降低資費(fèi)，影響國(guó)家通信政策等手段來(lái)與ip電 話竟?fàn)帯拈L(zhǎng)遠(yuǎn)看，電信網(wǎng)從傳統(tǒng)的窄帶電路交換網(wǎng)，演進(jìn)到以 企為基礎(chǔ)的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)，是電信發(fā)展的方向。傳統(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)將逐 步轉(zhuǎn)移到以ip技術(shù)為核心的綜合業(yè)務(wù)上來(lái)，這是一個(gè)較長(zhǎng)的過程。 總而 言 之 ，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)統(tǒng)一的、低成本的、穩(wěn)定的而且 是有效的voip基礎(chǔ)設(shè)施還有許多工作要做。 第二章第二章 voip 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1 系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)需求分析 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的voip通信系統(tǒng)，其總體目標(biāo)是，遵循當(dāng)前主流 的voip通信協(xié)議，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的voip通信系統(tǒng)，此系統(tǒng)包含服 務(wù)器和終端兩個(gè)部分，同

23、時(shí)終端又分終端與嵌入式終端之間都能 夠?qū)崿F(xiàn)基本的文字和語(yǔ)音通信，同時(shí)服務(wù)器能夠管理維護(hù)注冊(cè)和 登錄的用戶，在這個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，研究voip的注冊(cè)登錄流 程、呼叫協(xié)議:研究音頻采集和播放、音頻編解碼算法、實(shí)時(shí)網(wǎng) 絡(luò)傳輸技術(shù);研究數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、wr(交互式語(yǔ)音應(yīng)答)技術(shù);同時(shí)探 索一些新的理論和實(shí)現(xiàn)方法，并嘗試實(shí)現(xiàn)通話記錄、電話本等附 加功能。 2.1.1 voip 通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸模型的選擇通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸模型的選擇 現(xiàn)有的基于ip網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行及時(shí)通信的業(yè)務(wù)中，其網(wǎng)絡(luò)傳輸模型 一般為以下兩種模式:cs(client-server)模式和p2p(peer- to- peer)模式.目前比較流行的及時(shí)

24、信息im(instant messages)軟件 基本都采用集中式的client-server模式，如msn messenger、qq 等。這種模式需要通過服務(wù)器對(duì)網(wǎng)內(nèi)的客戶終端進(jìn)行信息集中存 儲(chǔ)、通訊協(xié)調(diào)等。通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，將 任務(wù)合理分配到client端和server端來(lái)實(shí)現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊 開銷。雖然該模式需要人力和財(cái)力對(duì)中心服務(wù)器進(jìn)行管理和維護(hù)， 但其軟件控制過程簡(jiǎn)單，用戶的連接只需要ip地址即可。pzp的 技術(shù)相當(dāng)于將每個(gè)客戶端都作為了服務(wù)器資源，從而在整個(gè)網(wǎng)絡(luò) 中發(fā)揮作用。它與目前網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主導(dǎo)地位的cs模式的一個(gè)本質(zhì) 區(qū)別是，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中不存在中心節(jié)點(diǎn)(

25、或中心服務(wù)器)。也可 以說每個(gè)結(jié)點(diǎn)即是client，也是server，即向別人提供服務(wù)，也 從別人那里享受服務(wù).在p2p結(jié)構(gòu)中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)(peer)大都同時(shí) 具有信息消費(fèi)者、信息提供者和信息通訊等三方面的功能。這樣 也提高了通信服務(wù)對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的軟硬件要求。 voip通信系統(tǒng)的狀態(tài)控制信息(包括文字通信)數(shù)據(jù)量比較少， 對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲也不是很敏感，但是其重要性高，不允許有包的丟失， 所以需要高的可靠性。而對(duì)于實(shí)時(shí)的音頻媒體通信，其數(shù)據(jù)量很 大，而且對(duì)延遲有很高的要求，但是其重要性不高，允許存在一 定的丟包，而對(duì)通信的雙方在相互理解上不造成困難。通過對(duì)上 面兩種網(wǎng)絡(luò)傳輸模型的比較，在本設(shè)計(jì)中我們采用

26、兩者相結(jié)合的 方法，該系統(tǒng)在傳遞狀態(tài)控制信令時(shí)采用cs模式，在兩客戶終端 進(jìn)行音頻媒體通信時(shí)采用p2p模式。通過試驗(yàn)，還要證明該系統(tǒng) 是一個(gè)不僅適用于局域網(wǎng)，也適用于因特網(wǎng)的及時(shí)通信系統(tǒng)，能 實(shí)現(xiàn)基于ip的兩個(gè)終端之間的語(yǔ)音和文字通信。 2.1.2 編程語(yǔ)言和開發(fā)工其的選擇編程語(yǔ)言和開發(fā)工其的選擇 開發(fā)語(yǔ)言可以選用面向?qū)ο蟮腸+語(yǔ)言，它的兼容性好， windows和linux下都能很好的支持，應(yīng)用范圍廣，許多voip產(chǎn)品 都是選用c+語(yǔ)言，代碼的重用性高。 開發(fā)工具在windows下選用microsoft visual c+6.0，此集 成開發(fā)環(huán)境提供了大量的mfc(microsoft fou

27、ndation class)基 礎(chǔ)類庫(kù)、應(yīng)用程序向?qū)Ш涂梢暬馁Y源編輯器，能快速和高效的 開發(fā)出windows應(yīng)用程序，同時(shí)它也是很通用很成熟的工具。 在linux 操作系統(tǒng)下有多種gui用戶環(huán)境，例如 kde/qt、gnome/gtk等.qt/embedded，是一個(gè)專門為嵌入式設(shè)備 提供圖形用戶界面的應(yīng)用框架和窗口系統(tǒng)，提供了豐富的窗口小 部件(widgets)，并且還支持窗口部件的定制，因此它可以為用 戶提供漂亮的圖形界面。它基于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)思想，模塊化程 度非常高，可重用性較好。此外qt還封裝了底層操作系統(tǒng)所提供 的網(wǎng)絡(luò)和文件系統(tǒng)接口，簡(jiǎn)化了應(yīng)用軟件開發(fā)。qt 是kde等項(xiàng)目 使用的

28、gui支持庫(kù)，所以有許多基于qt的x window程序可以非常 方便地移植到qt/embedded版本上。 2.22.2 數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇 開發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用，選擇一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫(kù)是非常重要的。目前， 商品化的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為主導(dǎo)產(chǎn)品，技術(shù)比較 成熟。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)雖然技術(shù)先進(jìn)，數(shù)據(jù)庫(kù)易于開 發(fā)、維護(hù)，但尚未有成熟的產(chǎn)品。國(guó)際國(guó)內(nèi)的主導(dǎo)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù) 管理系統(tǒng)有sql server、oracle、sybase、informix和db2。下 面從性能、安全性等幾個(gè)方面對(duì)這幾個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn) 行比較分析。 (1 )性能 sql serve，老版本多用戶時(shí)性能不佳，新

29、版本的性能有了 明顯的改善，各項(xiàng)處理能力都有了明顯的提高。oracle，性能最 高。sybase，性能較高，支持sum、ibm、hp、compsq和verits的 集群設(shè)備的特性.d82，適用于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和在線事物處理，性能較 高。 (2) 可伸縮性,并行性 sql server，新版本性能有了較大的改善，在microsoft advanced上有突出的表現(xiàn)，超過了他的主要竟?fàn)帉?duì)手。oracle， 提供高可用性和高伸縮性的簇的解決方案。如果window nt不能 滿足需要，用戶可以把數(shù)據(jù)庫(kù)移到unlx凡中，具有很好的伸縮性。 sybase，新版本具有較好的并行性，速度快，對(duì)巨量數(shù)據(jù)無(wú)明顯 影響，

30、但是技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，需要程序支持，伸縮性有限。db2， 具有很好的并行性。db2把數(shù)據(jù)庫(kù)管理擴(kuò)充到了并行的、多節(jié)點(diǎn) 的環(huán)境。 (3) 操作簡(jiǎn)便性 sql server，操作簡(jiǎn)單，采用圖形界面.管理也很方便，而 且編程接口特別友好。oracle，操作較復(fù)雜，同時(shí)提供gui和命 令行，在windows nt和unix，linux下操作相同。對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理 人員要求較高。sybase，操作復(fù)雜，使用命令行操作，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù) 管理人員要求較高。db2，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)提供gui和命令行，在 windows nt和unix下操作相同。 (4)開放性 sql server，c/s結(jié)構(gòu)，可以用ado，dao，oleb

31、d，odbc連接. windows9x系列產(chǎn)品是偏重于桌面應(yīng)用，nt server適合各種大中 小型型企業(yè)。在處理大數(shù)據(jù)量的關(guān)鍵業(yè)務(wù)時(shí)提供了較好的性能。 oracle，能在所有主流平臺(tái)上運(yùn)行。完全支持所有的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 采用完全開放策略。多層次網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，支持多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可以 用odbc，jdbc，oc1等網(wǎng)絡(luò)客戶連接?？梢允箍蛻暨x擇最適合的 解決方案。sybase，能在所有主流平臺(tái)上運(yùn)行。db2，有較好的 開放性，最適于海量數(shù)據(jù)?？缙脚_(tái)，多層結(jié)構(gòu)，支持odbc，jdbc 等客戶。 (5) 易維護(hù)性和價(jià)格 sql server，基于microsoft的一貫風(fēng)格，sql server 的圖 形管理

32、界面帶來(lái)了明顯的易用性，微軟的數(shù)據(jù)庫(kù)管理員培訓(xùn)進(jìn)行 的比較充分，可以輕松的找到很好的數(shù)據(jù)庫(kù)管理員，數(shù)據(jù)庫(kù)管理 費(fèi)用比較低，sql server 的價(jià)格也是很低的。oracle，從易維 護(hù)性和價(jià)格體來(lái)說oracle。的價(jià)格是比較高的，管理比較復(fù)雜。 因此oracle的性能價(jià)格比在商用數(shù)據(jù)庫(kù)中是最好的。sybase的價(jià) 格是比較低的，但是sybase的在企業(yè)和政府中的應(yīng)用較少，很難 找到經(jīng)驗(yàn)豐富的管理員，運(yùn)行管理費(fèi)用較高。db2，價(jià)格高，管 理員少，在中國(guó)的應(yīng)用較少，運(yùn)行管理費(fèi)用都很高，適用于大型 企業(yè)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用。 (6)數(shù)據(jù)庫(kù)二次開發(fā) sql server，數(shù)據(jù)庫(kù)的二次開發(fā)工具很多，包括vi

33、sual c+,visual basic等開發(fā)工具，可以實(shí)現(xiàn)很好的windows應(yīng)用， 開發(fā)容易。oracle.，數(shù)據(jù)庫(kù)的二次開發(fā)工具很多，涵蓋了數(shù)據(jù) 庫(kù)開發(fā)的各個(gè)階段，開發(fā)容易。sybase，開發(fā)工具較少，經(jīng)驗(yàn)豐 富的人員很少。db2，在國(guó)外巨型企業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，中國(guó)的 經(jīng)驗(yàn)豐富的人員很少。 voip通信系統(tǒng)需要有一個(gè)合適的數(shù)據(jù)庫(kù)，管理膨大的用戶群、 系統(tǒng)消息、短信、通話記錄等數(shù)據(jù)，選擇的數(shù)據(jù)庫(kù)要滿足穩(wěn)定、 安全、便于操作、易于管理，成本低，容易開發(fā)等要求。然而本 設(shè)計(jì)并非商業(yè)用途，只是用于實(shí)現(xiàn)voip通信系統(tǒng)基本的功能，在 此基礎(chǔ)上研究一些理論和算法，當(dāng)然盡量使其接近商業(yè)軟件的性 能和要

34、求，這樣在此基礎(chǔ)上的研究將更有意義。經(jīng)過以上幾種主 流數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的比較，根據(jù)voip通信系統(tǒng)的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的要求， 可以選擇microsoft sqlserver數(shù)據(jù)庫(kù)作為后臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)基礎(chǔ)。 2.32.3 h.323h.323 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成部分系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成部分 h.233 ip 電話系統(tǒng)主要建立在ip協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)上，包括因特 網(wǎng)、城域網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)絡(luò)等。h.323 ip電話系統(tǒng)一般包括網(wǎng)關(guān)、 網(wǎng)守、ip電話終端、ip電話終端代理、計(jì)費(fèi)認(rèn)證中心、結(jié)算中心 等多個(gè)方面，其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。 圖2-1 h.323ip電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (1 )網(wǎng)關(guān) ip 電話網(wǎng)關(guān)在h.323系統(tǒng)中主要放置在電路交換

35、網(wǎng)絡(luò)與分組 交換網(wǎng)絡(luò)之間，負(fù)責(zé)完成pstn、isdn、plmn(公共陸地移動(dòng)網(wǎng))側(cè) 的呼叫建立和釋放，以及ip 網(wǎng)絡(luò)側(cè)的呼叫建立和釋放:完成語(yǔ)音 編碼和打包、回聲消除、靜音檢測(cè)并提供收端緩存等功能;完成 語(yǔ)音編碼方式的轉(zhuǎn)換和信令協(xié)議的轉(zhuǎn)換:能夠在通話開始時(shí)采集 計(jì)費(fèi)信息，并在通話結(jié)束時(shí)或定期向網(wǎng)守傳送計(jì)費(fèi)信息;能夠自 動(dòng)識(shí)別語(yǔ)音、傳真業(yè)務(wù);實(shí)現(xiàn) h.323，h.225、h.245、h.235、rtp、rtcp、中國(guó)一號(hào)等協(xié)議;能 夠支持多種語(yǔ)音編碼;提供用戶交互信息和查詢;具有與網(wǎng)管系統(tǒng) 的接口，完成配置、統(tǒng)計(jì)、故障查詢、告普等功能;網(wǎng)絡(luò)qos的測(cè) 試。應(yīng)該說網(wǎng)關(guān)是voip走向?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)

36、備，因?yàn)槟壳暗慕^ 大多數(shù)通信用戶均使用psin，即普通電話，并不是絕大部分人都 有到家的ip網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備，要讓多數(shù)人享受ip電話帶來(lái)的好處， 必須面臨多數(shù)人只有傳統(tǒng)電話的現(xiàn)實(shí)，所以，在這種狀況下，網(wǎng) 關(guān)變得非常的重要。 (2)ip電話終端 在分組網(wǎng)絡(luò)總能夠提供實(shí)時(shí)、雙向通信的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。所有的 終端都必須支持語(yǔ)音通信，視頻和數(shù)據(jù)通信是可選的。h.323規(guī) 定了不同的音頻、視頻或數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)的操作模式。所有的 h.323終端還必須支持h.245標(biāo)準(zhǔn). (3)計(jì)費(fèi)/認(rèn)證中心 負(fù)責(zé)接收計(jì)費(fèi)采樣點(diǎn)采集的用戶計(jì)費(fèi)信息，根據(jù)費(fèi)率生成計(jì) 費(fèi)帳單，接受網(wǎng)守發(fā)起的用戶接入認(rèn)證請(qǐng)求，對(duì)用戶使用ip電話 的權(quán)限進(jìn)行

37、認(rèn)證并支持卡號(hào)用戶的漫游認(rèn)證。 2.42.4 voipvoip 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) ip 電話業(yè)務(wù)是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)展而來(lái)的，計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)所采用的協(xié)議直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)的互通信共和傳輸性能，網(wǎng)絡(luò)標(biāo) 準(zhǔn)化最重要的部分。目前網(wǎng)絡(luò)協(xié)議采用了一個(gè)重要概念 分層 來(lái)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)的。如國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(is0)規(guī)定的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開發(fā) 系統(tǒng)(osi)七層協(xié)議結(jié)構(gòu)。該協(xié)議把網(wǎng)絡(luò)從上至下依次分為應(yīng)用 層、表示層、會(huì)話層、運(yùn)輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層， 把一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信過程的各個(gè)任務(wù)功能分配給各層來(lái)實(shí)現(xiàn)，層與層 之間通過歸規(guī)范的“層間原語(yǔ)”來(lái)交換信息，每一層通過層間原 語(yǔ)，即為上層提供服務(wù)，又請(qǐng)求調(diào)用下層的 服

38、務(wù)。這種分層的結(jié)構(gòu)，明確了各層的功能任務(wù)，具有良好 的靈活性和可擴(kuò)充性。如需要新的服務(wù)，只需要在相應(yīng)層改動(dòng)或 增加新的層次，而無(wú)需修改整個(gè)體系結(jié)構(gòu)。 0s1參考模型的分層結(jié)構(gòu)思想和設(shè)計(jì)原則已被一致認(rèn)同，有 關(guān)術(shù)語(yǔ)也被廣泛采用，但因?yàn)槠淠Ｐ蛯哟翁啵Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，一些 設(shè)計(jì)的服務(wù)在實(shí)際應(yīng)用中顯的冗余。在實(shí)際的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中采用 的是tcp/ip參考模型。 圖2-2 tcp/ip體系 tcp/ip 參考模型僅為4層，如圖2-2所示。 (l) 網(wǎng)絡(luò)接口層是tcp/ip協(xié)議最底層，解決不同類型主機(jī)如何接 入網(wǎng)絡(luò)的問題，主要是從上層接收ip數(shù)據(jù)包發(fā)送出去，或從接收 的物理幀中抽取ip數(shù)據(jù)包交ip層處理。具體實(shí)

39、現(xiàn)取決于接入的網(wǎng) 絡(luò)類型，如x25、lan等。 (2) 網(wǎng)際層(ip)負(fù)責(zé)處理相鄰計(jì)算機(jī)之間的通信.它通過定義網(wǎng) 間統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，來(lái)解決分組如何穿越多個(gè)不同性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的 路由問題。就是著名ip協(xié)議。 (3) 傳輸層用于支持發(fā)端主機(jī)和目的主機(jī)間的端到端通信。因特 網(wǎng)定義了兩個(gè)傳輸層所采用的協(xié)議。一為傳輸控制協(xié)議(tcp)， 是面向連接的支持可靠數(shù)據(jù)傳送協(xié)議，具有檢錯(cuò)和重發(fā)功能，主 要用于數(shù)據(jù)、信令等要求高可靠性的應(yīng)用。另一個(gè)稱為用戶數(shù)據(jù) 包協(xié)議(udp)，是一個(gè)不可靠無(wú)連接服務(wù)，提供盡力而為服務(wù)。 (4) 應(yīng)用層用于向用戶提供一組常用的應(yīng)用程序.主要應(yīng)用有遠(yuǎn) 程終端(telnet)、文件傳輸(

40、ftp)、域名服務(wù)(dns)等。 2.52.5 系統(tǒng)原理框圖系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)的原理框圖如圖2-3所示。終端a與終端b既可以是pc 終 端也可以是嵌入式終端。 服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)里存儲(chǔ)有用戶的注冊(cè)信息、系統(tǒng)消息、計(jì)費(fèi) 信息和待發(fā)送的短消息等，服務(wù)器能對(duì)所注冊(cè)和登錄的用戶進(jìn)行 管理和維護(hù)，比如說添加、刪除用戶，修改用戶資料，給用戶充 值等，并實(shí)時(shí)的顯示注冊(cè)的總?cè)藬?shù)和當(dāng)前登陸的用戶總數(shù)。 用戶通過終端以tcp方式登錄到服務(wù)器，終端之間的短信通 信通過服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，發(fā)送和接收的短消息存儲(chǔ)在終端本地磁盤。 終端之間通話時(shí)，先經(jīng)過服務(wù)器建立連接，然后語(yǔ)音數(shù)據(jù)在兩個(gè) 終端之間以u(píng)dp方式通信，同時(shí)服務(wù)器保存詳細(xì)

41、的通話記錄和計(jì) 費(fèi)信息。 圖2-3系統(tǒng)原理框圖 第三章第三章 方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) 是在網(wǎng)關(guān)設(shè)備上改進(jìn)現(xiàn)有的技術(shù)模式，使 voip 的數(shù)據(jù)包更 適合 internet網(wǎng)絡(luò)的傳輸，并為下一步路由點(diǎn)的 diffserv 處 理作準(zhǔn)備。在路由點(diǎn)上作 udp數(shù)據(jù)包“diffserv 的確?！眰鬏敗?3.1 由由 atm 技術(shù)形成數(shù)據(jù)載荷分組的方式技術(shù)形成數(shù)據(jù)載荷分組的方式 當(dāng)出現(xiàn)大約 32ms-64ms 的流量丟失時(shí)，對(duì) g.711 流量而言， 會(huì)造成語(yǔ)音的間斷，因?yàn)檫@意味著語(yǔ)音音素的丟失。另一方面， 當(dāng)出現(xiàn)大約 4ms - 16ms 的信元丟失時(shí)不會(huì)引起注意，也不會(huì)影 響收聽者的接收。 在本方案中也采用

42、atm 網(wǎng)絡(luò)的 aal 2 方式的固定大小語(yǔ)音 包，在網(wǎng)關(guān)設(shè)備上事先做好數(shù)據(jù)流的整形。根據(jù)壓縮后 ip/udp/rtp 包頭的大小(9 字節(jié))，確定語(yǔ)音包大?。?0 字節(jié)）。 加壓縮報(bào)頭大小共19 字節(jié)，比原60 字節(jié)減小41 字節(jié)，其中語(yǔ) 音包減小10 字節(jié)。 3.23.2 rtprtp 連接中攜帶載荷類型連接中攜帶載荷類型 rtcp 發(fā)送和接收?qǐng)?bào)告可能僅描述每個(gè)ssrc 的計(jì)時(shí)和系列號(hào) 空間，而不攜帶載荷類型段。rtp 混合器不能將不兼容媒體流合 并成一個(gè)流。 rtp 中，區(qū)分由定義rtp 連接的目的傳輸?shù)刂罚ňW(wǎng)絡(luò)地址與 端口號(hào)）提供。例如，對(duì)音頻和視頻單獨(dú)編碼的遠(yuǎn)程會(huì)議，每個(gè) 媒介被攜帶

43、在單獨(dú)rtp 連接中，具有相同的目的傳輸?shù)刂贰Ｄ繕?biāo) 不在將音頻和視頻放在同一rtp 連接中，而根據(jù)ssrc 段載荷類 型進(jìn)行多路分解。 而且根據(jù) pt 域內(nèi)的函數(shù)值可以分辨包中的凈荷類型，是多 媒體伴音或多媒體視頻。 3.33.3 ip/udp/rtpip/udp/rtp 數(shù)據(jù)包頭的壓縮數(shù)據(jù)包頭的壓縮 ip/udp/rtp 初始報(bào)頭如圖31，在rtp 頭中，作為特定環(huán) 境標(biāo)識(shí)的一部分，給定的環(huán)境的ssrc 標(biāo)識(shí)符是恒定不變的。對(duì) 大多數(shù)包而言，只有順序號(hào)和時(shí)間戳是因包而異的。如果沒有包 丟失或者亂序，順序號(hào)應(yīng)按步進(jìn)值1 逐包改變，且只有接收端用 來(lái)重組包順序時(shí)有用，所以在本方案中不需要傳送。對(duì)

44、音頻包， 本方案由于采用語(yǔ)音對(duì)采樣激活機(jī)制，所以每包各異，需要 傳送。多媒體數(shù)據(jù)包，對(duì)伴音部分與普通音頻包相同。 對(duì)于視 頻，時(shí)間戳在每幀的第一個(gè)包是發(fā)生改變，而在后面該幀的其它 包中保持不變。如果每個(gè)視頻幀只占據(jù)一個(gè)包，且視頻幀按照恒 定的速率產(chǎn)生，則幀與幀之間時(shí)間戳的變化也是恒定的。注意到 每當(dāng)這種情況出現(xiàn)，順序號(hào)和時(shí)間戳字段的二次差分均為0，所 以下一個(gè)包頭的相應(yīng)字段值可通過前一個(gè)未壓縮包頭的該字段加 上存在會(huì)話環(huán)境一次差分值得到。當(dāng)二次差分不為0 時(shí)，變化量 通常也要遠(yuǎn)小于字段中所有位的數(shù)目，所以可通過對(duì)新的一次差 分進(jìn)行編碼，并傳輸該編碼來(lái)達(dá)到壓縮的目的，不用傳輸絕對(duì)值。 但在本方案

45、中為使格式統(tǒng)一、計(jì)算簡(jiǎn)單，對(duì)時(shí)間戳字段還是需要 傳送。 在路由器中建立 ip/udp/rtp 包頭的緩存區(qū)，存儲(chǔ)會(huì)話 環(huán)境, 并建立不同會(huì)話的數(shù)據(jù)包的下一跳節(jié)點(diǎn)地址字段，存儲(chǔ)數(shù) 據(jù)包的下一跳節(jié)點(diǎn)地址。 路由器用 發(fā)送來(lái)的壓縮頭中 cid 字段直接在存儲(chǔ)的會(huì)話環(huán)境列表中 來(lái)進(jìn)行檢索。d、m 和一次差分值字段在接收端終點(diǎn)才用到， pt、時(shí)間戳、tos 字段在路由策略中要用到， cid 字段在路由 路徑調(diào)度中要用到。這些變化字段和常用字段都在壓縮報(bào)頭中傳 送。壓縮后的ip/udp/rtp包頭如圖 3-2。 3.4 路徑方案路徑方案 采用 atm 方式的虛擬實(shí)電路方式，計(jì)算最佳路徑，并盡可 能使用同一

46、路徑，使各數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上的時(shí)延相等。到達(dá)順序保 持不變。 在路由器中建立針對(duì)每數(shù)據(jù)包的報(bào)頭緩存中建立路徑指示區(qū)， 確定下一跳的路由地址。會(huì)話的返回?cái)?shù)據(jù)包也按相同路徑反向傳 送。 3.5rtcp 協(xié)議的應(yīng)用協(xié)議的應(yīng)用 在網(wǎng)關(guān)上分析 rtcp 報(bào)告中的發(fā)送方的數(shù)據(jù)包數(shù)、累計(jì)包損 （在網(wǎng)關(guān)上把是延過大丟棄的包當(dāng)成包損處理）。當(dāng)發(fā)送方的數(shù) 據(jù)包數(shù)大于5個(gè)，并且累計(jì)包損大于2個(gè)，對(duì)路由器發(fā)出改換路徑 的操作指令。把 ip/udp/rtp 壓縮頭中的rerouter 6 位置為 010101（路徑可用為 101010 ）。 3.6 路由器的處理通道路由器的處理通道 在路由器中建立udp、rtp 通道和tc

47、p 通道，雙通道對(duì)不同 包分別同時(shí)處理。對(duì)不同包給與不同的diffserv 具有較強(qiáng)的針 對(duì)性，而且雙通道同時(shí)處理還可加快處理速度。 在數(shù)據(jù)流入口建立 tcp 分類處理器，把不同的數(shù)據(jù)包分別 送入udp、rtp 包處理通道和 tcp 包處理通道。 在數(shù)據(jù)流出口建立udp、rtp 通道和tcp 通道共用的發(fā)送處 理器，為發(fā)送包提供路徑服務(wù)，并且對(duì)各隊(duì)列中的包根據(jù)隊(duì)列優(yōu) 先級(jí)分別處理。路由處理模塊核心單元，圖 3-3 3.73.7 路由器中路由器中 tcptcp 包處理包處理 模塊結(jié)構(gòu)見圖 31 中 tcp 模塊架構(gòu)部分。red 算法通過 檢測(cè)路由器的隊(duì)列長(zhǎng)度,一旦發(fā)現(xiàn)隊(duì)列長(zhǎng)度超過一定限制就認(rèn)為

48、有擁塞的可能,通過丟包或者設(shè)置 ip 報(bào)頭的 ecn 標(biāo)志位通知源 端降低發(fā)送速度, 源端減少擁塞窗口大小, 以減少進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的數(shù) 據(jù)流量, 避免了更多的包丟失并避免隊(duì)列完全滿而崩潰，進(jìn)而發(fā) 生全局同步現(xiàn)象。 同時(shí)監(jiān)測(cè) udp/rtp 包發(fā)送隊(duì)列的長(zhǎng)度，決定 tcp 的數(shù)據(jù)流 量。如果所有隊(duì)列的容量達(dá)到 1/4（包括當(dāng) udp/rtp 隊(duì)列達(dá) 1/4 ）時(shí)被激活, 隨著容量增加到3/4包丟失的概率逐漸增加, 在 3/4 點(diǎn)之后（包括當(dāng) udp/rtp 隊(duì)列達(dá) 2/4 ）,所有的 tcp 包全部丟失。 所以全局 red 可以監(jiān)控所有隊(duì)列的容量, 并在 tcp分類器看到 red 包之前隨機(jī)丟包。 u

49、dp/rtp 預(yù)處理器程序流程，見圖 34。 3.73.71 1 優(yōu)先級(jí)處理器優(yōu)先級(jí)處理器 根據(jù) tos 判斷包的 ip 優(yōu)先級(jí)，送入相應(yīng)級(jí)別的udp/rtp 包發(fā)送隊(duì)列。同時(shí)根據(jù)時(shí)間戳判斷包的延時(shí)程度，對(duì)于緊急的包 作升級(jí)處理，送入更高一級(jí)別的udp/rtp 包發(fā)送隊(duì)列。 ip 優(yōu)先級(jí) 5：送入 高 級(jí)的udp/rtp 包發(fā)送隊(duì)列。 ip 優(yōu)先級(jí) 4、3：送入 中 級(jí)的udp/rtp 包發(fā)送隊(duì)列。 ip 優(yōu)先級(jí) 2、1、0：送入 低 級(jí)的udp/rtp 包發(fā)送隊(duì)列。 優(yōu)先級(jí)處理器程序流程，見圖 3 - 5 。 3.73.72 2 發(fā)送處理器發(fā)送處理器 對(duì)首次發(fā)送的不同會(huì)話的數(shù)據(jù)包的下一跳節(jié)點(diǎn) ip 地址，按 照已確定的包頭緩存表的位置存入相應(yīng)的字段。后面發(fā)送相同會(huì) 話的數(shù)據(jù)包時(shí)，發(fā)送處理器讀取包頭緩存表相應(yīng)的字段作為下一 跳節(jié)點(diǎn)地址，保持相同的路由路徑，保持相同的數(shù)據(jù)包到達(dá)接收 端的延時(shí)，減少抖動(dòng)發(fā)生。如 ip/udp/rtp 壓縮頭中 rerouter 的 6 位已置為 010101 ，則刪除報(bào)頭緩存內(nèi)的路由下一跳地址， 可以讓路由器重新計(jì)