VOIP实验

课程名称：计算机网络实验实验名称：VOIP实验组号：密码：姓名：学号：日期：2015年12月21日目录1VOIP简介.............................................................................................31.1VOIP原理....................................................................................31.2VOIP关键技术.............................................................................52SIP协议................................................................................................52.1sip协议简介................................................................................52.2SIP网络类型................................................................................92.3SIP代理服务器............................................................................93PJSIP（开源的SIP协议栈）介绍........................................................94实验步骤...........................................................................................104.1实验前准备工作.......................................................................104.2编译..........................................................................................114.3使用IVR....................................................................................114.3.1启动SIP客户端...............................................................114.3.2呼叫IVR...........................................................................124.3.3注册.................................................................................134.3.4登录.................................................................................144.3.5录音及回放......................................................................174.3.6回放录音.........................................................................174.3.7查询本组同学的学号......................................................185实验总结...........................................................................................181VOIP简介VOIP（VoiceoverInternetProtocol）简而言之就是将模拟信号（Voice）数字化，以数据封包（DataPacket）的形式在IP网络(IPNetwork）上做实时传递。VOIP最大的优势是能广泛地采用Internet和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。VOIP可以在IP网络上便宜的传送语音、传真、视频、和数据等业务，如统一消息业务、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电话视频会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等。图1-1分发模型1.1VOIP原理VOIP的基本原理是通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理，然后把这些语音数据按TCP/IP标准进行打包，经过IP网络把数据包送至接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由互联网传送语音的目的。IP电话的核心与关键设备是IP网关，它把各地区电话区号映射为相应的地区网关IP地址。这些信息存放在一个数据库中，数据接续处理软件将完成呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能。在用户拨打长途电话时，网关根据电话区号数据库资料，确定相应网关的IP地址，并将此IP地址加入IP数据包中，同时选择最佳路由，以减少传输延时，IP数据包经Internet到达目的地的网关。在一些Internet尚未延伸到或暂时未设立网关的地区，可设置路由，由最近的网关通过长途电话网转接，实现通信业务。VOIP(VoiceoverInternetProtocol）是一种以IP电话为主，并推出相应的增值业务的技术。VOIP相对比较便宜。为什么？VOIP电话不过是互联网上的一种应用。网络电话不受管制。因此，从本质上说，VOIP电话与电子邮件，即时讯息或者网页没有什么不同，它们均能在经过了互联网连接的机器间进行传输。这些机器可以是电脑，或者无线设备，比如手机或者掌上设备等等。为什么VOIP服务有些要收钱，有些却免费？VOIP服务不仅能够沟通VOIP用户，而且也可以和电话用户通话，比如使用传统固话网络以及无线手机网络的用户。对这部分通话，VOIP服务商必须要给固话网络运营商以及无线通讯运营商支付通话费用。这部分的收费就会转到VOIP用户头上。网上的VOIP用户之间的通话可以是免费的。使用VOIP，你需要做些什么？你需要有互联网连接。这可以是最基本的拨号上网服务，或者更理想的宽带服务，你的网络连接速度越快，VOIP的通话质量就越好。例如，高速宽带连接能够令你一面打电话，一面上网冲浪。你还需要VOIP软件。用户可以选择一种VOIP软件安装至台式电脑或笔记本电脑上。然后，电脑就可以进行网上通话了。如果用户想要将自己的家庭电话转化为VOIP拨号系统，他需要适配器的帮助。VOIP软件可以单独预装在一种名为“模拟电话适配器”（analogtelephoneadapter）的硬件设备中，模拟电话适配器主要安装于家庭电话与宽带调制解调器之间。图1-2ip电话的四种形式2009年的中国VOIP市场流量已到9950亿多分钟，而具有更强大实力的新VOIP服务供应商也会涌入市场。无线VOIP在不久的将来会与传统无线通信实现并存和竞争的关系，而不是对传统无线通信的一种廉价替代物。1.2VOIP关键技术信令技术：主要包括ITU-TH.323、IETF会话初始化协议SIP、MGCP和H.248（MeGaCo）。媒体编码技术：主要包括的G.711、G.723.1和G.729等多媒体压缩编码技术。媒体实时传输技术：主要采用实时传输协议RTP。业务质量保障技术：采用资源预留协议RSVP等。网络传输技术：主要是TCP和UDP。在实验中主要运用到SIP协议，下面将详细介绍一下SIP（SessionInitiationProtocol）协议。2SIP协议2.1sip协议简介SIP是一种在IP网络上进行多媒体通信的简便通用的信令协议，类似于HTTP的基于文本的协议。SIP可以减少应用特别是高级应用的开发时间。由于基于IP协议的SIP利用了IP网络，固定网运营商也会逐渐认识到SIP技术对于他们的深远意义。SIP(SessionInitiationProtocol)是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议[1]、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。SIP与负责语音质量的资源预留协议(RSVP)互操作。它还与若干个其他协议进行协作，包括负责定位的轻型目录访问协议(LDAP)、负责身份验证的远程身份验证拨入用户服务(RADIUS)以及负责实时传输的RTP等多个协议。SIP的一个重要特点是它不定义要建立的会话的类型，而只定义应该如何管理会话。有了这种灵活性，也就意味着SIP可以用于众多应用和服务中，包括交互式游戏、音乐和视频点播以及语音、视频和Web会议。SIP消息是基于文本的，因而易于读取和调试。新服务的编程更加简单，对于设计人员而言更加直观。SIP如同电子邮件客户机一样重用MIME类型描述，因此与会话相关的应用程序可以自动启动。SIP重用几个现有的比较成熟的Internet服务和协议，如DNS、RTP、RSVP等。不必再引入新服务对SIP基础设施提供支持，因为该基础设施很多部分已经到位或现成可用。对SIP的扩充易于定义，可由服务提供商在新的应用中添加，不会损坏网络。网络中基于SIP的旧设备不会妨碍基于SIP的新服务。例如，如果旧SIP实施不支持新的SIP应用所用的方法/标头，则会将其忽略。SIP独立于传输层。因此，底层传输可以是采用ATM的IP。SIP使用用户数据报协议(UDP)以及传输控制协议(TCP)，将独立于底层基础设施的用户灵活地连接起来。SIP支持多设备功能调整和协商。如果服务或会话启动了视频和语音，则仍然可以将语音传输到不支持视频的设备，也可以使用其他设备功能，如单向视频流传输功能。通信提供商及其合作伙伴和用户越来越渴求新一代基于IP的服务。如今有了SIP（SessionInitiationProtocol会话启动协议），一解燃眉之急。SIP是不到十年前在计算机科学实验室诞生的一个想法。它是第一个适合各种媒体内容而实现多用户会话的协议，如今已成了Internet工程任务组(IETF)的规范。图2-1各协议示意图RTP协议通常运行在UDP层之上，二者共同完成运输层的功能。UDP提供复用及校验和服务，也就是通过分配不同的端口号传送多个RTP流。协议规定，RTP流使用偶数（2n）端口号，相应的RTCP流使用相邻的奇数（2n+1）端口号。因此，应用进程应在一对端口上接收RTP数据和RTCP控制数据，同时向另一对端口上接收RTP数据和RTCP控制数据。RTP协议用以传送实时数据，可以用来传送声音和活动图像数据。RTP分组由RTP头部和净荷数据组成；RTP分组由UDP包来进行传输，通常一个UDP包仅含一个RTP分组，若采用一定的封装方法，也可以包含多个RTP分组；其中的RTP净荷就是RTP传送的语音数据。RTP分组Header的格式如下：图2-2RTP分组Header的格式RTP分组头部的各字段含义为：(1)V：RTP版本号。为“10”。(2)P：填充指示位。P为“1”时表示分组结尾含有1个或多个填充字节，其中这部分不属于有效载荷。(3)X：扩展指示位。X为“1”时，则表示固定头部后还有一个扩展头部，这种情况较复杂，很少使用。(4)CC：CSRC计