H323、SIP分析报告

H.323、SIP协议分析报告拟制阳光贤日期2003/03/10评审日期批准日期签发日期尚阳科技有限公司版权所有侵权必究目录1VoIP概述1.1VoIP协议栈结构1.2PSTN网络和IP网络互通模型2H.323协议2.1H.323介绍2.2H.323运输层地址2.3RAS协议2.3.1呼叫接纳和退出2.3.2带宽管理2.4呼叫信令协议2.5H.323通信控制一般机理2.5.1H.323系统通信控制一般特点：2.5.2呼叫建立过程2.5.3H.323呼叫信号流程2.6H.323补充业务2.6.1补充业务描述2.6.2补充业务实现的通用机制2.7媒体通信控制协议H.2452.7.1信道划分及其控制2.7.1.1能力交换过程3SIP协议3.1SIP协议介绍3.1.1SIP协议概述3.1.2SIP设计框架和特性3.1.2.1继承目前存在的IETF协议3.1.2.2稳定性3.1.2.3简单3.1.2.4灵活3.1.2.5业务扩展3.1.3SIP体协结构3.2简单的SIP呼叫建立和终结过程3.3VOCAL系统结构4IP和H.323的比较4.1协议功能和支持业务4.2复杂性4.3功能可扩充性4.4可扩展性（对大型网络的支持能力）4.5QoS支持能力5SIP和H.323模块划分5.1SIP模块划分5.2H.323模块划分H.323、SIP协议分析报告关键词：H.323、SIP、MGCP、H.248、Q.931、RTP、RTCP、PSTN摘要：本文就H.323和SIP协议做了原理性介绍，同时对两个协议进行了比较，给出实现过程中划分模块和相关信息。VoIP相关词汇和参考资料索引。缩略语：缩略语英文说明中文说明ASN.1AbstractSyntaxNotationOneDTMFDualToneMultiFrequencyPSTNPublicSwitchedTelephoneNetwork1VoIP概述1.1VoIP协议栈结构SIP、H.323、MGCP协议栈结构1.2PSTN网络和IP网络互通模型UNI网关信令互通协议栈结构：网关信令适配Q.931Q.931TCP/UDPQ.921IP链路层D信道物理层物理层UNI网关信令互通协议栈结构NNI网关信令互通协议栈结构：网关信令适配Q.931N-ISUPMTP3TCP/UDPIPMTP2链路层物理层物理层NNI网关信令互通协议栈结构2H.323协议2.1H.323介绍H.323标准由ITU-T制定，在工业界广为采用，H.323是IP电话系统最重要的技术基础，也是各厂商设备互通的技术依据。适用原则：1、适用业务包括语音、数据和视频及其组合的多媒体通信。2、适用网络是基于分组网络PBN，可以包括点到点连接、单个网络段或多个网络段。3、技术内容主要是PBN上实现多媒体通信系统定义和一般控制过程。4、目标事务包括电话会议。5、目标系统应能支持PBN和多种网络互通。H.323基本组件由4部分组成：H.323基本组件1、终端（Terminal）H.323终端必须支持H.225呼叫控制信令协议、H.245控制通道信令协议、RTP/RTCP协议、音频编解码和视频编解码（可选）。2、网关（Gateway）网关实现不同种网络（如包交换网络和电路交换网络）之间的互通转换功能。网关也要求提供非H.323终端到H.323网络互通转换功能。3、网守（GateKeeper）网守提供的功能包括：地址翻译、接纳控制、带宽控制、区域管理、呼叫控制信令（可选）、呼叫授权（可选）、带宽管理（可选）、呼叫管理（可选）。4、多点控制单元（MCU）多点控制单元包括MC(MultipointController)和MP(MultipointProcessor)两部分功能实体，其中MP为可选功能实体。H.323协议栈结构：H.323协议栈结构1、媒体协议。媒体协议包括：1）视频编解码协议，如H.261、H.263；2）音频编解码协议，如G.711、G.723、G.729；3）媒体流协议，RTP、RTCP。2、数据业务协议。数据业务使用协议T.120，传真业务使用协议T.383、呼叫控制和信令协议。包括：1、H.245，媒体控制协议，负责能力交互、媒体通道的建立和控制；2、H.225的RAS协议，完成端点的注册、接纳和状态管理；3、H.225的Q.931协议，完成信令呼叫和呼叫建立。2.2H.323运输层地址运输层地址：网络层地址＋TSAP表示（TSAPID）。对IP网络而言，TSAPID即为TCP和UDP的端口号。H．323的TSAP标识：1、RAS信道TSAP标识，有缺省值。2、呼叫信令信道TSAP标识，有缺省值，用于没有网守参与的呼叫。3、网守搜索多播地址，有缺省值。4、H.323实体的H.245控制信道，动态获取，通过呼叫信令信道通知对方。5、H.323实体的音频信道、视频信道和数据通信信道均采用动态TSAP标识，通过H.245控制信道传送给对方。2.3RAS协议RAS是协议全称为Registration、Admission和Status协议。RAS是端点（终端或网关）和网守之间执行的协议，主要为网守提供确定端点地址和状态、施行呼叫接纳控制等功能。RAS协议的功能：1、网守搜索（gatekeeperdiscovery），用于端点搜寻其归属的网守，采用多播机制完成。2、端点登记（endpointregistration），用于端点向网守登记其自身的信息，主要包括别名（E.164地址或H.323标识）和呼叫控制信道运输层地址。3、端点定位（endpointlocation），用于端点和网守向相应的网守询问某一端点呼叫控制信道的运输层地址。4、呼叫接纳（calladmission），起呼时的第一步，询问网守是否允许该呼叫发起。5、呼叫退出（calldisengagement），呼叫结束后通知网守，该端点已经退出呼叫，恢复空闲。6、带宽管理，支持端点在呼叫过程中提出带宽改变要求，由网守决定。7、状态查询（status），主要用于网守询问终端的开/关机状态。8、网关资源指示，向网守通告网关的可用资源。2.3.1呼叫接纳和退出呼叫接纳消息（ARQ/ACF）和呼叫退出（DRQ/DCF）是整个呼叫控制过程的第一对和最后一对消息，分别标识呼叫的开始和结束。ARQ中给出目的地信息和要求的带宽。ACF中给出允许分配地带宽和翻译后地目的地呼叫信令运输层地址（或者就是网守自己的呼叫信令运输层地址）。主叫发起呼叫和被叫收到呼叫建立信令都要求发送ARQ请求，应答呼叫参数（answercall）参数指示是否来话呼叫。ARQ中三个呼叫标识参数：1、呼叫引用值（CRV-CallReferenceValue），与Q.931的呼叫标识类似，在呼叫段上局部有效。2、呼叫标识（CallID）,全局有效参数，呼叫标识由主叫端点赋值。3、会话标识（CID-ConferenceID）,唯一标识会话的全局标识，由主叫端点创建。2.3.2带宽管理带宽管理用于呼叫中途改变呼叫接纳时确定的带宽，带宽改变请求可以由主叫端点、被叫端点和网守发起。带宽管理过程（发起方请求改变）带宽管理过程（接收方请求改变）2.4呼叫信令协议H.323呼叫信令协议（H.225.0）是以ISDN的Q.931/Q.932/Q.950为基础制定地，其中主要是Q.931。H.225.0呼叫信令信息和信息单元都是Q.931的消息和信息单元的子集，主要区别是UUIE信息单元根据H.323系统的要求做了新的补充和定义，另外对某些信息单元的个别字段的编码和含义做了一些扩充和界定。原理上说，Q.931控制的对象是电路连接（B信道），H.225.0控制的对象是呼叫，任务是建立起端点间的H.245控制信道，至于各端点间的媒体通信连接的建立和释放由H.245控制协议完成（同时借用Q.932的性能（Facility）消息）。补充业务支持，ISDN的Q.932规定了适于补充业务一般控制机制及响应的消息和信息单元；同时，Q.950制定了各补充业务的信令过程和信息单元的定义。与ISDN对应，H.323也采用同样的体系来处理补充业务。关系如下：序号H.323ISDN关系1H.225.0呼叫信令Q.931基于2H.450.1Q.932基于3H.450.2-xQ.950.x地位对应H.323和ISDN呼叫信令协议的关系H.225.0基本呼叫控制协议源自Q.931和Q.932消息，H.225.0不承担连接控制任务。H.225.0对Q.931的精简原则：1、呼叫信息阶段消息全部关于B信道的暂停和恢复应予去处。2、呼叫清除阶段只保留RelaseComplete一个消息。3、呼叫清除消息中重启动消息仅与B信道有关，应予去除。4、呼叫建立消息中的ConnectAck消息可去除。H.225.0对Q.932的精简原则:1、保留具有通用意义的Facility和UserInformation消息，目的是增强基本呼叫的控制功能。Q.931消息分为4类，共22个，定义如下：消息类型消息名称功能H.323继承关系呼叫建立setupMAlertingMConnectM的消息SetupAckOCallProceedingOProgressOConnectAckF呼叫信息阶段信息ResumeFResumeAckFResumeRejectFSuspendFSuspendAckFSuspendReject呼叫清除的消息ReleaseMReleaseCompleteFDisconnectF其它消息StatusMStatusEnquiryOInformationONotifyOQ.932消息FacilityMUserInformationOOtherMessageFQ.931消息H.225.0的信息单元也缩减为16个，其中从Q.931继承14个，从Q.932继承2个,继承关系如下图：信息单元名称功能H.225.0继承关系Q.931信息单元主叫号码（callingpartynumber）主叫子地址（callingpartysubaddress）被叫号码（calledpartynumber）被叫子地址（calledpartysubaddress）发送完全（sendingcomplete）承载能力（bearercapability）原因（cause）进展指示（progressindicator）呼叫状态（callState）键盘性能（keypadfacility）显示（display）信号（signal）通知指示（notificationindicator）日期/时间（date/time）Q.932信息单元性能（facility）指示补充业务的操作调用和结果用户－用户（user-user）主被叫用户间传递的信息用户－用户信息单元（UUIE）是H.225.0中最重要的信息单元，它不只是传送常规的端到端用户数据，更为重要的是由此传送H.323特定的呼叫控制信息，这些特定的信息构成了H.323系统呼叫信令的核心内容。UUIE定义即为H.225.0信令消息设计的主要内容。H.225.0定义的UUIE结构：012345670123456701234UUIE标识UUIE内容H323-UU-pdu（必选部分）用户数据（任选部分）ASN.1和IA5的区别和联系？信能消息用来指示呼叫重定向（callredirection），包括呼叫前转、呼叫转向MC、强制将呼叫控制转至GK。协议规定由UUIE传送性能消息，而不像Q.932用性能信息单元传送。Facility-UUIE内容：H.225协议版本、替换地址（和替换别名地址）、会议标识、理由、呼叫标识、附加地址。H.323和Q.931的区别：1.Q.931用于ISDNUNI，不对称应用；而H.323系统呼叫信令是对称的。2.H.225对Q.931/Q.932消息和信息单元，禁用类不能在消息中出现；必须能够正确处理强制消息。3.对于可选消息，如果不能处理，可以丢弃，但是不会影响互操作，但要求回送status消息指明未知消息。4.任选IE,不能识别也丢弃，不回应任何响