通信用SIP、H.323協(xié)議轉換網(wǎng)關的初步設計

摘要：隨著通信設備制造商和標準化組織，以及電信運營商的紛紛加入，VoIP系統(tǒng)得到了廣泛的應用。VoIP技術的發(fā)展有兩大方向：國際電聯(lián)的H.323協(xié)議棧、IETF的SIP協(xié)議棧。

本文詳細介紹VoIP系統(tǒng)及其相關協(xié)議棧以及所用VoIP系統(tǒng)的具體情況，對H.323和SIP協(xié)議分別做了介紹和對比：重點討論了基于H.323和SIP協(xié)議之間的互通問題，及硬件系統(tǒng)的結構設計。

主要內容分析內容：不同網(wǎng)絡之間的尋址與定位；消息的映射預處理；終端地址的轉換；硬件模塊的組成。

具體設計了網(wǎng)關會話層軟件程序的結構和功能模塊的劃分，給出了實現(xiàn)互通時的外部通信流程與內部消息流程，及硬件模塊化設計。

關鍵詞：SIP；H.323；轉換網(wǎng)關

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1007—9599 （2012） 14—0000—02

一、SIP與H.323的區(qū)別

（一）協(xié)議的出發(fā)點：H.323的傳輸從電路交換方式變更為分組交換方式；SIP協(xié)議主要是完成了基于Internet上IP電話的應用同時增加了QoS呼叫保障機制。

（二）消息編碼的不同：H.323采用壓縮編碼規(guī)則和ASN.1的二進制方法；SIP是基于文本的協(xié)議，與H.323相比具有較強的優(yōu)越性。

（三）會話能力的協(xié)商和調整方法：

H.323利用H.245進行能力協(xié)商的會話控制；

SIP采用SDP協(xié)議描述。

（四）Session管理的方式：

H.323的session由MCU執(zhí)行會議控制功能，參加會議的終端全部都向MCU發(fā)送控制消息；H.323設計便于計費，對帶寬的管理也比較簡單。

SIP session設計為分布式，他具有分布式的多播功能，多播功能能夠實現(xiàn)更方便的會議控制，簡化用戶定位、群組邀請等，節(jié)約帶寬。

通過以上對比分析，從協(xié)議互通角度考慮，SIP和H.323網(wǎng)絡互通需要解決以下問題：

H.323和SIP地址的轉換；尋址定位的實現(xiàn)；消息映射和呼叫過程同步。

二、H.323地址與SIP地址的轉換

SIP和H.323支持的地址格式不同：

H.323支持地址類型：H.323 ID、E—mail地址、IP地址和主機名，URL地址。

SIP地址由URL定義其結構，用以指示主叫、被叫、重定向和請求目的地址，在SIP消息內的From，To，Contact字段和Request—URL字段中。

因此，如果完成H.323和SIP網(wǎng)絡之間的互通，就必須要實現(xiàn)H.323和SIP網(wǎng)絡之間的地址解析和映射，當網(wǎng)關收到來自H.323網(wǎng)絡或SIP網(wǎng)絡的消息，需要在消息內解析所包含的地址單元，再按地址映射表，轉換成對方網(wǎng)地址格式，然后封裝在需要發(fā)出的消息中。

SIP 地址轉換成 H.323地址的轉換規(guī)則：

（一）e164部分：當SIP地址中userinfo為Tel格式例如+86—010—****@IP地址，這部分將被轉化成為H.323地址中e164部分，其中的+，—號會去掉。地址被轉化成H.323地址中e164部分，為“86010****”。

（二）h323—ID部分：SIP地址中的userinfo部分會直接轉成為h323—ID，例如sip：terminal@IP轉成h323— ID就是sip：jack@IP地址。

（三）url—ID部分：SIP地址中的存在類似的user@domain，可以直接轉化成為H.323 url—ID部分。sip：terminal@bell—tel.com轉為url—ID就是sip：terminal @bell—tel.com。

（四）email—ID部分：SIP地址存在user@group這中email地址格式，那么將email地址轉化為h.323地址的email—ID部分，如sip：terminal@IP地址可以轉 terminal @IP地址。

（五）transport—ID部分：SIP地址中存在IP地址和端口的部分，H.323地址需要用transport—ID表示，如SIP地址如果是sip：terminal@IP，那么轉成H.323地址：transport—ID是IPAddress IP地址：端口號。

從H.323地址轉換到SIP地址時：

1.e164部分：e164部分轉換成一個電話號碼的SIP地址，規(guī)則是：sip：telephone@host：user=phone.

例如e164ID為86010****轉化成SIP地址就是：sip：+86—010—****@host：user=phone。

2.h323—ID部分：這部分可以轉化成為SIP地址的userinfo部分， 但是如果地址是terminal @IP地址這種類型的話，需要將mailto轉化成sip。

3.email—ID：需要將sip標識符加在email—ID的前面，例如email—ID 是

terminal@IP變換到SIP地址就是：sip：terminal@IP。

4.url—ID ：需要將sip標識符加在url—ID的前面，如url—ID是h323：userA@gateway.com

變換成SIP地址就是：sip：userA@gateway.com.

5.transport—ID部分：將SIP地址用IP地址和端口表示，如果沒有指定端口，那么用5060代替。例如在H.323地址中，transport ID部分為IP地址：端口轉成SIP地址就是 sip：IP地址：端口，而transport ID是IP轉成SIP地址就是sip：IP地址：端口

三、SIP—H.323尋址和定位

在網(wǎng)關啟動時可以通過內部消息或者調用協(xié)議棧程序，向SIP和H.323網(wǎng)絡分別注冊。這時，網(wǎng)關既作為H.323網(wǎng)絡側的一個終端，向H.323網(wǎng)守注冊成為H.323網(wǎng)絡中的語音網(wǎng)關，同時也是向SIP網(wǎng)絡的SIP Server進行注冊。終端發(fā)起呼叫時，網(wǎng)關接收來自本網(wǎng)的呼叫請求，轉發(fā)消息到被叫所在的網(wǎng)絡。

SIP網(wǎng)絡和H.323網(wǎng)絡互通需要解決尋址定位和路由的問題。在H.323網(wǎng)絡中，尋址定位采用H.225的RAS協(xié)議。各端點將自己的別名地址和網(wǎng)絡地址注冊到網(wǎng)守，由網(wǎng)守完成地址翻譯的過程。SIP用戶終端向注冊服務器注冊，發(fā)起呼叫時通過DNS、SIP代理機制、重定向機制尋址。

可以通過網(wǎng)關來完成SIP網(wǎng)絡和H.323網(wǎng)絡之間的尋址定位工作。當網(wǎng)關收到來自SIP和H.323網(wǎng)絡呼叫的時候，如果主叫所在服務器中沒有找到被叫的注冊消息，可以網(wǎng)關需要在對方網(wǎng)絡中尋找被叫信息。

信令網(wǎng)關尋址定位 H.323到SIP

信令網(wǎng)關尋址定位SIP到H.323

四、SIP到H.323消息映射與處理

在H.323和SIP中，呼叫控制方式和控制消息都有很大的區(qū)別，下面簡單介紹SIP和H.323協(xié)議體系中的消息。

H.323中H.225呼叫控制主要包括RAS消息和H.225呼叫消息兩部分。SIP消息包括請求和響應兩種，SIP請求定義了6種方法，分別是Inivte、ACK、Option、BYE、Cancel、Register。SIP 響應消息一般是從100到6XX，常見lXX（臨時相應消息），2XX（成功相應消息），3XX（重定位相應消息）、4XX（請求失敗相應消息）、5XX（服務器失敗相應消息）、6XX（整體失敗相應消息）。

SIP和H.323之間的消息映射就是網(wǎng)關收到消息，按照通信流程的規(guī)則，進行不同協(xié)議消息的轉換，這是完成互通工作的重要部分。消息映射一般情況下是一對一的映射，有的時候一條消息會被映射成一個消息隊列（連續(xù)的幾個消息的集合），在這種情況在，消息的映射就是一到多的映射。

五、轉換網(wǎng)關的體系結構

SIP—H.323信令網(wǎng)關的體系結構采用分層次模型、客戶機/服務器模型和面向對象模型的模塊化設計方法來實現(xiàn)。網(wǎng)關中定義了H.323 GateKeeper （H.323網(wǎng)守模塊）、SIP Server模塊、終端信息模塊、信令翻譯模塊這4個主要模塊，另還有SIP協(xié)議棧、H.323協(xié)議棧以及連接總控的接口。這其中：信令翻譯模塊，終端信息模塊，總控模塊屬于協(xié)議互通（IWF）部分。

網(wǎng)關模塊構成

網(wǎng)關的主要模塊：

（一）H.323網(wǎng)守模塊

網(wǎng)守模塊是H.323定義的標準組件之一，在VoIP系統(tǒng)中作為H.323呼叫信令中RAS消的接入點，負責處理H.323終端呼叫接入請求，終端以及其他網(wǎng)守的注冊請求，在網(wǎng)關內同H.323協(xié)議棧模塊和尋址模塊之間完成信息交互，將收到的H.225和H.245消息發(fā)送給H.323 協(xié)議棧模塊，由H.323 協(xié)議棧模塊處理。

（二）SIP Server模塊

模塊主要作用向相連的SIP終端發(fā)送SIP消息，同時接收來自SIP終端的SIP消息。在網(wǎng)關內同SIP 協(xié)議棧和尋址模塊通過內部消息通信。

（三）H.323協(xié)議棧

H.323的編解碼工作，提供基本的H.323呼叫信令控制，控制H.323通信過程中的通信流程，同時和網(wǎng)守模塊以及信令翻譯模塊通過內部消息通信。

（四）SIP協(xié)議棧

SIP協(xié)議棧服務于SIP Server模塊和信令翻譯模塊，解釋基本的SIP方法，完成對SIP消息的編碼、解碼工作，采用的是Osip協(xié)議棧。

（五）終端信息模塊

負責各通話時對終端的尋址工作。網(wǎng)絡互通時只需通過尋址模塊來查找對方的注冊信息即可。它的作用相當于地址服務器。

（六）信令翻譯模塊。

完成SIP消息和H.323信令之間的消息的翻譯和映射，在內部通過消息和H.323網(wǎng)守模塊和SIP Server模塊通信。

（七）總控模塊

當網(wǎng)關作為VoIP系統(tǒng)中的翻譯模塊時，負責通話的管理和各個模塊的調用。

六、小結

對基于H.323與SIP的VoIP系統(tǒng)進行了熟悉與研究，并完成了SIP—H.323信令網(wǎng)關的通信要解決的主要矛盾，依據(jù)分析制定了SIP與H.323信令轉換網(wǎng)關的主要模塊，為實現(xiàn)兩個協(xié)議互聯(lián)互通做好前期的準備工作。