基于Cisco語(yǔ)音路由器的內(nèi)網(wǎng)VoIP實(shí)現(xiàn)

張玲麗

武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院，湖北武漢，430074

基于Cisco語(yǔ)音路由器的內(nèi)網(wǎng)VoIP實(shí)現(xiàn)

張玲麗

武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程學(xué)院，湖北武漢，430074

主要研究了如何在內(nèi)網(wǎng)里利用Cisco語(yǔ)音路由器來(lái)實(shí)現(xiàn)VoIP 的問(wèn)題。簡(jiǎn)要分析了VoIP實(shí)現(xiàn)中涉及的關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)實(shí)際的例程作仿真，利用Cisco Packet Tracer仿真軟件完成真實(shí)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目從分析、設(shè)計(jì)、配置、測(cè)試到運(yùn)行維護(hù)等一系列的過(guò)程。給出了主要的配置語(yǔ)句，并有正確的測(cè)試結(jié)果。對(duì)于經(jīng)費(fèi)相對(duì)匱乏的現(xiàn)實(shí)組網(wǎng)需求或在實(shí)驗(yàn)設(shè)備短缺的相關(guān)課程實(shí)訓(xùn)中有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

語(yǔ)音配置；VoIP實(shí)現(xiàn)；語(yǔ)音路由器

1 問(wèn)題的提出

近年來(lái)，通訊市場(chǎng)快速發(fā)展，固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商正在面臨越來(lái)越大的壓力，移動(dòng)通訊、VoIP通訊、Internet的溝通方式都對(duì)固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商形成極大的影響。隨著軟交換技術(shù)、高速路由技術(shù)、大容量光傳送技術(shù)、寬帶接入技術(shù)等飛速發(fā)展，“Everything over IP, ip over everything”最終實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一通信或融合通信，業(yè)務(wù)的種類是多樣化的，但語(yǔ)音通信仍然是其中非常重要的部分，VoIP是Voice over Internet Protocol的簡(jiǎn)稱，意為在Internet(因特網(wǎng))上傳輸話音。VoIP技術(shù)又常被稱為網(wǎng)絡(luò)電話、IP電話或Internet電話技術(shù)。VoIP最基本的功能是提供基于Internet的、費(fèi)用低廉的語(yǔ)音和傳真服務(wù)，因此VoIP就是一種提供IP電話業(yè)務(wù)和一些以此為基礎(chǔ)的增值業(yè)務(wù)的技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，VoIP采用的是計(jì)算機(jī)通信的分組化、數(shù)字化傳輸技術(shù)，先對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把數(shù)據(jù)按IP等相關(guān)協(xié)議打包，數(shù)據(jù)包通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮盏刂笤僦匦麓饋?lái)，經(jīng)過(guò)解碼解壓恢復(fù)成原來(lái)的語(yǔ)音信號(hào)[1]。與傳統(tǒng)的語(yǔ)音業(yè)務(wù)相比，VoIP能在同樣帶寬條件下使通話數(shù)量成倍增加，因此可以低成本地實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音傳輸、傳真等傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)。

VoIP在上世紀(jì)90年代就有應(yīng)用，但之所以沒(méi)能大規(guī)模地取代PSTN網(wǎng)絡(luò)，原因是多方面的，如運(yùn)維體系和業(yè)務(wù)隊(duì)伍重建，技術(shù)、終端成本、網(wǎng)絡(luò)互通、VoIP自身服務(wù)質(zhì)量、QoS先天缺陷、業(yè)務(wù)合法性爭(zhēng)議等[1]，當(dāng)然,此處僅討論技術(shù)層面問(wèn)題。

2 解決的關(guān)鍵技術(shù)

VoIP的關(guān)鍵技術(shù)包括信令技術(shù)、編碼技術(shù)、實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、QoS保證技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等，當(dāng)然，這些技術(shù)里，有些已經(jīng)是比較成熟的，但是要把這些技術(shù)都整合在一起，對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行維護(hù)和管理，讓各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致、有條不紊地工作，仍然有較多技術(shù)層面的問(wèn)題要解決，如網(wǎng)絡(luò)地址、安全問(wèn)題、供電等。

在一個(gè)基本的VoIP架構(gòu)中，大致包含4個(gè)基本元素：扮演將語(yǔ)音訊號(hào)封裝成IP數(shù)據(jù)包角色的媒體網(wǎng)關(guān)器MG(Media Gateway)；負(fù)責(zé)管理訊號(hào)傳輸與轉(zhuǎn)換的媒體網(wǎng)關(guān)控制器，又稱之為網(wǎng)守(Gate Keeper)或呼叫服務(wù)器(Call Sever)；提供電話通不通、占線或忙音的語(yǔ)音服務(wù)器(Voice Sever)；在交換過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)控制，以決定通話建立與否，以及提供相關(guān)應(yīng)用的增值服務(wù)的信號(hào)網(wǎng)關(guān)器(Signaling Gateway)[2-4]。其實(shí)，在很多時(shí)候，尤其是應(yīng)用于內(nèi)網(wǎng)時(shí)，很多廠家提供了集多種功能于一身的產(chǎn)品，如Cisco的多款路由器都可以配備語(yǔ)音功能模塊，其18、28、38系列也都具備相應(yīng)功能，只需要在上面做少量的配置，就可以實(shí)現(xiàn)VoIP，在中小型企事業(yè)單位和集團(tuán)內(nèi)部有廣泛的應(yīng)用前景，而且相比較于購(gòu)買昂貴的PBX(小型專用程控交換機(jī))和昂貴話費(fèi)，的確比較經(jīng)濟(jì)。

3 VoIP實(shí)現(xiàn)拓?fù)鋱D的搭建

在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)VoIP通話，可采用基于Cisco獨(dú)有的Callmanager解決方案。用一臺(tái)Cisco的2811作為Callmanager服務(wù)器，提供電話號(hào)注冊(cè)分配，完成電話的信令控制和通話控制等功能[5]。為了更直觀地分析問(wèn)題和檢驗(yàn)配置結(jié)果，此處是在思科的Cisco Packet Tracer軟件里仿真。盡管是仿真，但配置過(guò)程和要點(diǎn)如真實(shí)環(huán)境中的如出一轍，具體拓?fù)鋱D如圖1所示。此環(huán)境里2811是最核心的設(shè)備，絕大部分配置都是建立在其上的。由于路由器的端口很寶貴，此處選擇了一款普通的二層交換機(jī)2950，它價(jià)格便宜，而且能提供較多的接口。此處的電話種類較多，有IP電話、模擬電話以及安裝在PC機(jī)和PDA上的軟電話[6]。PC和IP電話可直接連向交換機(jī)，但模擬電話需要接入網(wǎng)關(guān)才能連向交換機(jī)(采用無(wú)線AP來(lái)提供移動(dòng)辦公或支持軟IPhone的PDA設(shè)備，很靈活地接入網(wǎng)絡(luò)中，與內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)各處電話通話)。

圖1 VoIP實(shí)現(xiàn)拓?fù)鋱D

4 配置過(guò)程

4．1 交換機(jī)上做透?jìng)髡Z(yǔ)音VLAN的配置

值得注意的是，在Cisco Packet Tracer模擬器中，物理Iphone接交換機(jī)的時(shí)候，交換機(jī)必須配置Voice Vlan才能通，具體命令如下。

Switch(config)#interface range fa0/1-6//批量進(jìn)入所使用到的交換機(jī)2950的端口

Switch(config-if-range)#switchport mode access//配置端口的模式為A口

Switch(config-if-range)#switchport voice vlan 1//將端口fa0/1-6劃入VLAN 1，做配置使其透?jìng)髡Z(yǔ)音

4.2 配置CallmanagerSever(路由器2811)

因?yàn)橛行┙K端設(shè)備是無(wú)法配置靜態(tài)IP的，如7960和接入網(wǎng)關(guān)及PDA設(shè)備，故只能將2811配置成DHCP的服務(wù)器[7]，形成一個(gè)地址池，而所有終端和路由器之間的聯(lián)系都要通過(guò)路由器和交換機(jī)的連接接口，最終它也將成為下游網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，其具體過(guò)程如下。

(1)配置路由器和交換機(jī)的連接接口：

CallmangerSever r(config)#int fa0/0//進(jìn)入接口

CallmangerSever (config-if)#ip addr 192.168.1.254 255.255.255.0//配置IP地址和掩碼

CallmangerSever (config-if)#no shutdown//啟用配置

CallmangerSever (config-if)#exit

(2)創(chuàng)建一個(gè)DHCP地址池(存放分配的IP)：

CallmangerSever (config)#ip dhcp pool voip//創(chuàng)建名為voip的地址池，此名稱為自定義的

(3)創(chuàng)建池內(nèi)的IP地址范圍：

CallmangerSever (dhcp-config)#network 192.168.1.0 255.255.255.0

(4)創(chuàng)建分配的網(wǎng)關(guān)IP：

CallmangerSever (dhcp-config)#default-router 192.168.1.254

(5)創(chuàng)建分配的TFTP的IP：

CallmangerSever (dhcp-config)#option 150 ip 192.168.1.254

4.3 配置語(yǔ)音電話

(1)啟用語(yǔ)音服務(wù)：

CallmangerSever (config)#telephony-service

(2)配置支持最大的電話和號(hào)碼數(shù)量：

CallmangerSever (config-telephony)#max-ephones 10//電話數(shù)

CallmangerSever (config-telephony)#max-dn 20//號(hào)碼數(shù)

(3)配置語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)的IP和Port:

CallmangerSever (config-telephony)#ip source-address 192.168.1.254 port 2000

(4)創(chuàng)建語(yǔ)音配置文件(供電話機(jī)下載):

CallmangerSever (config-telephony)#create cnf-files

(5)創(chuàng)建電話號(hào)碼:

CallmangerSever (config)#ephone-dn 1//進(jìn)入號(hào)碼1

CallmangerSever (config-ephone-dn)#number 8001//配置號(hào)碼

CallmangerSever (config)#ephone-dn 2//進(jìn)入號(hào)碼1

CallmangerSever (config-ephone-dn)#number 8002//配置號(hào)碼

(6)用如下命令查看MAC地址:

CallmangerSever# show ip dhcp binding

(7)綁定電話機(jī)和號(hào)碼(根據(jù)MAC地址):

CallmangerSever (config) #ephone 1//電話物理參數(shù)配置

CallmanagerSever(config-ephone) #mac-address 0090.217C.C07B//綁定IP電話的MAC

CallmanagerSever(config-ephone) #type CIPC//IPhone電話類型，CIPC是軟電話，7960是Cisco物理IP電話，ata是模擬的。

CallmanagerSever(config-ephone) # button 1:1//電話按鈕與電話目錄號(hào)綁定

CallmangerSever (config) #ephone 2

CallmanagerSever(config-ephone) #mac-address 00D0.9747.7959

CallmanagerSever(config-ephone) #type 7960

CallmanagerSever(config-ephone) #button 1:2

5 實(shí)現(xiàn)結(jié)果測(cè)試

經(jīng)過(guò)以上配置,所有電話均能注冊(cè)成功,并獲取到分別的電話號(hào)碼，然后進(jìn)行撥號(hào)測(cè)試,所有終端語(yǔ)音通信正常，測(cè)試結(jié)果如圖2、3所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

此呼叫的典型歷程是：呼叫由網(wǎng)絡(luò)里的某部電話發(fā)起，通過(guò)交換機(jī)接入到CallmangerSever路由器2811，CallmangerSever分析被叫號(hào)碼后，進(jìn)行查詢被叫的IP地址，驗(yàn)證主被叫身份的合法性，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源情況來(lái)判斷是否應(yīng)該建立連接。如果可以建立連接，則將被叫的IP地址通知給主叫，主叫在獲取了被叫的IP地址后，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)與對(duì)方建立起呼叫連接，并由CallmangerSever向被叫用戶振鈴，被叫摘機(jī)后，話音通道被連通，雙方利用協(xié)議進(jìn)行能力協(xié)商，確定通話使用的編解碼，完成后即可開(kāi)始通話。

圖2 模擬電話和IP電話間的連通效果圖圖3 軟電話和IP電話間的連通效果圖

配置的關(guān)鍵步驟也是遵循上述歷程的，因?yàn)橐贑allmangerSever上放號(hào)，或者說(shuō)建立號(hào)碼簿，然后將號(hào)碼綁定到響應(yīng)終端電話。此過(guò)程與實(shí)際的語(yǔ)音通信配置過(guò)程是相仿的，在實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏的某些場(chǎng)合，讓初學(xué)者學(xué)會(huì)搭建網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備選型、規(guī)劃IP和電話號(hào)碼、做具體的配置、直觀地驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、查找問(wèn)題、總結(jié)配置過(guò)程等，上述配置過(guò)程對(duì)VoIP的實(shí)現(xiàn)也是有一定的借鑒作用，在此基礎(chǔ)上，還可以做更加深入的研究。

[1]雷震洲.IMS 與 VoIP[J].電信網(wǎng)技術(shù),2007,(5):32-35

[2]張文雅.Cisco統(tǒng)一CME系統(tǒng)級(jí)功能的配置過(guò)程分析[J].信息通信,2009(4):27-29

[3]王宏群，尹向兵.基于Packet Tracer的VoIP實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].宿州學(xué)院學(xué)報(bào),2012，27(11):92-94

[4]倪云霞.基于軟交換體系下的VoIP 技術(shù)實(shí)現(xiàn)[J]. 信息安全與通信保密, 2008(8):55-56

[5]Wallace K.Cisco VoIP(CVOICE).學(xué)習(xí)指南[M].3版.北京:人民郵電出版社,2010:1-2

[6]袁占亭.基于 VoIP 的電話終端設(shè)備的研究與設(shè)計(jì)[J].微計(jì)算機(jī)信息,2003(9)：21-23

[7]Andrew S.Tanenbaum.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004：125-128

(責(zé)任編輯：汪材印)

2014-03-21

張玲麗(1980-)，女，湖北武漢人，碩士，講師，主要研究方向:通信工程

10.3969/j.issn.1673-2006.2014.07.026

TN914

A

1673-2006(2014)07-0084-03