基于Kamailio平臺(tái)搭建低成本VoIP呼叫系統(tǒng)的方法研究

何晨澤

摘要：在VoIP技術(shù)中，SIP協(xié)議憑借其簡單、易于擴(kuò)展、便于實(shí)現(xiàn)等諸多優(yōu)點(diǎn)越來越得到業(yè)界的認(rèn)可，逐步成為下一代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的重要協(xié)議?；赟IP協(xié)議的開源服務(wù)器和終端產(chǎn)品也相繼推出。選擇使用合適的開源平臺(tái)搭建低成本VoIP呼叫系統(tǒng)可以有效降低中小企業(yè)通信成本。針對(duì)中小企業(yè)通信需求，提出了使用基于SIP協(xié)議的開源終端與服務(wù)器平臺(tái)搭建VoIP呼叫系統(tǒng)的方法。

關(guān)鍵詞：SIP VoIP Kamailio

中圖分類號(hào)：TN919.85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）05-0051-02

1 引言

VoIP技術(shù)是依托于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在局部區(qū)域替代PSTN傳統(tǒng)程控語音交換網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)技術(shù)。與傳統(tǒng)的PSTN網(wǎng)絡(luò)的電路交換方式不同，VoIP技術(shù)采用分組交換方式。在實(shí)際運(yùn)行中，VoIP技術(shù)具有接續(xù)時(shí)間較短、信息傳輸延遲較小、電路利用率高、易于部署等技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于部署在具備IP網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)環(huán)境中，用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)部語音呼叫服務(wù)。

會(huì)話初始協(xié)議（Session Initiation Protocol，SIP）是由Internet工程任務(wù)組（IETF）定義的一種多媒體通信控制協(xié)議。這種基于文本的應(yīng)用層協(xié)議，由于其簡單易用、通用性好等特性，被認(rèn)為是未來發(fā)展的主流協(xié)議，正逐漸成為Internet多媒體體系結(jié)構(gòu)中的核心控制協(xié)議，可用來創(chuàng)建、修改以及終結(jié)多個(gè)參與者參加的多媒體會(huì)話進(jìn)程。

隨著應(yīng)用SIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的開源多媒體終端、開源服務(wù)器產(chǎn)品的相繼推出，搭建適用中小企業(yè)的VoIP呼叫系統(tǒng)變得越來越容易。使用合適的開源產(chǎn)品搭建的呼叫系統(tǒng)具有低成本、高可用性、產(chǎn)品升級(jí)容易等優(yōu)點(diǎn)。采用開源產(chǎn)品搭建企業(yè)呼叫系統(tǒng)可以有效降低企業(yè)運(yùn)營成本，可以根據(jù)企業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行功能定制，并能很容易與企業(yè)現(xiàn)有應(yīng)用集成，構(gòu)建企業(yè)低成本統(tǒng)一通信平臺(tái)。

2 呼叫系統(tǒng)組成

2.1 系統(tǒng)基本組成

一個(gè)簡單的VoIP呼叫系統(tǒng)基本模型如（圖1）所示，其中SIP服務(wù)器包括了用戶位置管理功能、注冊(cè)鑒權(quán)功能、重定向功能、代理轉(zhuǎn)發(fā)等功能，為用戶終端提供呼叫服務(wù)控制；終端包括各類SIP終端，接入手段包括了有線與無線。

2.2 終端

系統(tǒng)中，終端包括了直接接入互聯(lián)網(wǎng)的SIP話機(jī)，運(yùn)行于計(jì)算機(jī)、PAD、智能手機(jī)等上的軟終端，和通過語音網(wǎng)關(guān)接入的傳統(tǒng)模擬電話。原則上只要符合SIP規(guī)范的各類終端均可接入SIP呼叫控制服務(wù)器。

其中軟終端目前存在多種開源或者免費(fèi)的產(chǎn)品，可運(yùn)行于Windows、Linux、IOS、Android等操作系統(tǒng)上，選擇多樣化，例如X-Lite、Eyebeam、MyMonster、Linephone、Boghe等，可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行本地IP地址與端口、服務(wù)器端口與地址、用戶名與密碼鑒權(quán)信息等的配置。

2.3 服務(wù)器端

本文重點(diǎn)在于描述如何進(jìn)行服務(wù)器端的搭建。目前具備SIP協(xié)議呼叫控制的開源產(chǎn)品有很多，較為成熟穩(wěn)定的主要有Kamailio、openSips、Asterisk、FreeSwitch等，其中Kamailio、openSips等均基于SER（SipExpressRouter）發(fā)展而來，較為適用于大用戶量與大呼叫量情況，其功能完善、穩(wěn)定性高、可擴(kuò)展性極強(qiáng)，操作設(shè)置簡單，非常適合作為企業(yè)低成本VoIP呼叫系統(tǒng)中的呼叫控制服務(wù)器。本文主要基于Kamailio產(chǎn)品進(jìn)行應(yīng)用研究。

3 Kamailio應(yīng)用研究

3.1 Kamailio軟件介紹

Kamailio誕生于2005年，是由德國FhG FOKUS研究所主導(dǎo)的SIP Express Router項(xiàng)目中分離出來的一支（OpenSips是其另外一個(gè)分支），發(fā)展至今已經(jīng)成為一個(gè)非常成熟的基于GPL授權(quán)的開源SIP服務(wù)器項(xiàng)目，其目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)開放的開發(fā)環(huán)境，用于建立可定制可擴(kuò)展的SIP服務(wù)器。除了提供基本的SIP代理功能外，還提供了一些應(yīng)用級(jí)的功能，其結(jié)構(gòu)靈活，核心SIP路由控制功能完全通過腳本配置實(shí)現(xiàn)，可以根據(jù)不同應(yīng)用場景，靈活定制各種路由策略，用于語音、視頻、即時(shí)消息、呈現(xiàn)等各種SIP應(yīng)用，其運(yùn)行速度極快，每秒可以處理上千路并發(fā)呼叫，可用于構(gòu)建電信級(jí)產(chǎn)品。

Kamailio的官方主頁為http：//www.kamailio.org，源代碼托管于sip-router.org的GIT庫上。不同于Asterisk等開源PBX，它是一個(gè)純粹的SIP服務(wù)器，可以用于PROXY、注冊(cè)服務(wù)器、重定向服務(wù)器、呈現(xiàn)服務(wù)器等，也可以用于開發(fā)各類Application Server。

Kamailio軟件的基本功能架構(gòu)如（圖2）所示。

從圖中可以看出，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，主要針對(duì)SIP消息路由與用戶管理，可以掛載各類擴(kuò)展應(yīng)用功能模塊，并且考慮了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與運(yùn)行安全性。

3.2 Kamailio安裝與運(yùn)行

Kamailio支持多種操作系統(tǒng)。本文以Linux平臺(tái)CentOS6.2為例進(jìn)行說明。

安裝于編譯非常容易，在官方網(wǎng)站下載Kamailio的源代碼包kamailio-4.1.4_src.tar.gz，官方網(wǎng)站提供了多種方法，具體可參見網(wǎng)站描述。之后將源代碼包解壓至kamailio-4.1.4目錄，之后編輯modules.lst文件定義需要編譯的模塊，完成后就可以使用make all與make install命令進(jìn)行編譯與安裝。

編譯成功后，在默認(rèn)路徑“usr/local/sbin/”下會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)可執(zhí)行文件與腳本，其中kamailio為服務(wù)器的啟動(dòng)執(zhí)行文件，kamdbctl為創(chuàng)建于管理數(shù)據(jù)庫的默認(rèn)腳本，kamctl為管理與控制服務(wù)器的腳本，sercmd為提供訪問服務(wù)器的命令行工具。

有效的啟動(dòng)Kamailio的命令為如下形式：./kamailio +啟動(dòng)參數(shù)，具體的參數(shù)可以參考./kamailio —help或者使用文檔。當(dāng)不帶參數(shù)運(yùn)行時(shí)，kamailio按照默認(rèn)方式讀取默認(rèn)配置文件運(yùn)行。

3.3 Kamailio配置

Kamailio的配置文件是服務(wù)器運(yùn)行的核心，其定義了服務(wù)器的所有信令路由控制邏輯，因此基于Kamailio的開發(fā)主要指的是其配置文件的編寫。其配置文件默認(rèn)路徑為“usr/local/etc/kamailio/”下的kamailio.cfg文件，當(dāng)然也可以編寫不同的cfg文件，使用命令行參數(shù)指定其所在位置即可。

打開默認(rèn)cfg文件可以看到，kamailio的配置文件主要做了如下工作。

（1）簡單注釋與編寫方法；

（2）用于配置文件參數(shù)配置區(qū)分的類宏定義，如#！define MULTIDOMAIN 0的意思為定義MULTIDOMAIN的值為0；

（3）系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，如debug=4定義了信息輸出級(jí)別，enable_tls

=yes指明了需要TLS傳輸支持，listen=udp：192.168.231.128：5060指明了系統(tǒng)服務(wù)的監(jiān)聽端口，諸如此類；

（4）系統(tǒng)需要加載的模塊，使用loadmodule命令進(jìn)行加載指示，需要加載的模塊主要是系統(tǒng)運(yùn)行的必須模塊，與自己編寫開發(fā)的特殊應(yīng)用模塊，從這里也可以看出；

（5）所加載模塊所需的運(yùn)行參數(shù)，使用modparam命令指定某模塊所用的參數(shù)配置，如modparam（"registrar"，"max_contacts"， 10）的意思為給registrar模塊的max_contacts參數(shù)賦值為10；

（6）SIP路由控制邏輯，這部分使用流程控制方法指明了服務(wù)器如何處理收到的SIP信令的邏輯，是Kamailio服務(wù)器開發(fā)最重要的部分，我們需要根據(jù)實(shí)際情況，編寫該部分處理邏輯，具體的語法可以參考Kamailio文檔，這里不再贅述；

下面給出一個(gè)最簡單的配置文件示例，來說明其編寫方法。

上面這段配置文件定義了最簡單的一個(gè)場景：當(dāng)服務(wù)器收到注冊(cè)消息時(shí)，存儲(chǔ)用戶位置，當(dāng)收到其他消息后，查找被叫用戶位置并轉(zhuǎn)發(fā)到被叫。

需要注意的是，配置文件中路由邏輯部分使用的控制命令來自事先加載好的應(yīng)用模塊提供的類似API的開放命令，如lookup來自于usrloc模塊。

在實(shí)際使用中，路由邏輯部分的編寫是一個(gè)很繁雜的工作，其篇幅往往很大，Kamailio也提供了cfg配置文件的調(diào)試功能，具體可以參考用戶手冊(cè)中的相關(guān)部分。

3.4 業(yè)務(wù)管理

Kamailio提供了數(shù)據(jù)庫操作腳本，使用“usr/local/sbin/kamdbctl create”可以容易地創(chuàng)建服務(wù)器所需要的數(shù)據(jù)庫。

使用“kamctl add user passward”可以在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一個(gè)用戶記錄。

為了更好的配置與管理Kamailio服務(wù)器，可以使用另一個(gè)項(xiàng)目Siremis，Siremis是一個(gè)第三方Web管理工具，提供了系統(tǒng)管理與數(shù)據(jù)庫管理，可以進(jìn)行系統(tǒng)配置管理、用戶賬號(hào)管理、呼叫與數(shù)據(jù)記錄管理、數(shù)據(jù)庫管理、離線消息管理等等，使用Siremis界面可以降低Kamailio使用難度，更好地發(fā)揮Kamailio服務(wù)器的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

本文簡要分析了Kamailio的設(shè)計(jì)架構(gòu)，介紹了如何使用Kamailio搭建一個(gè)簡單的VoIP呼叫系統(tǒng)的方法，介紹了其使用方法，與其他系統(tǒng)相比， Kamailio具有成本低、運(yùn)行可靠、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。限于篇幅，文中分析與應(yīng)用均較為簡單，實(shí)際上該軟件能夠完成的工作遠(yuǎn)不止上述內(nèi)容，Kamailio功能強(qiáng)大，操作簡便容易上手，可以完成目前各類基于SIP的VoIP呼叫系統(tǒng)中的絕大部分應(yīng)用，有興趣的讀者可以參考其官方網(wǎng)站提供的使用文檔進(jìn)行試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]彭揚(yáng)，黃永峰.SER服務(wù)器的結(jié)構(gòu)分析[J].數(shù)據(jù)通信，2007.

[2]周文楷，白秀軒，倪玉林.基于SIP協(xié)議的校園網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2006.

[3]王海濱，盛惠興，張卓.一種新的基于SIP協(xié)議的VoIP系統(tǒng)[J].河海大學(xué)常州分校學(xué)報(bào)，2006.

有效的啟動(dòng)Kamailio的命令為如下形式：./kamailio +啟動(dòng)參數(shù)，具體的參數(shù)可以參考./kamailio —help或者使用文檔。當(dāng)不帶參數(shù)運(yùn)行時(shí)，kamailio按照默認(rèn)方式讀取默認(rèn)配置文件運(yùn)行。

3.3 Kamailio配置

Kamailio的配置文件是服務(wù)器運(yùn)行的核心，其定義了服務(wù)器的所有信令路由控制邏輯，因此基于Kamailio的開發(fā)主要指的是其配置文件的編寫。其配置文件默認(rèn)路徑為“usr/local/etc/kamailio/”下的kamailio.cfg文件，當(dāng)然也可以編寫不同的cfg文件，使用命令行參數(shù)指定其所在位置即可。

打開默認(rèn)cfg文件可以看到，kamailio的配置文件主要做了如下工作。

（1）簡單注釋與編寫方法；

（2）用于配置文件參數(shù)配置區(qū)分的類宏定義，如#！define MULTIDOMAIN 0的意思為定義MULTIDOMAIN的值為0；

（3）系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，如debug=4定義了信息輸出級(jí)別，enable_tls

=yes指明了需要TLS傳輸支持，listen=udp：192.168.231.128：5060指明了系統(tǒng)服務(wù)的監(jiān)聽端口，諸如此類；

（4）系統(tǒng)需要加載的模塊，使用loadmodule命令進(jìn)行加載指示，需要加載的模塊主要是系統(tǒng)運(yùn)行的必須模塊，與自己編寫開發(fā)的特殊應(yīng)用模塊，從這里也可以看出；

（5）所加載模塊所需的運(yùn)行參數(shù)，使用modparam命令指定某模塊所用的參數(shù)配置，如modparam（"registrar"，"max_contacts"， 10）的意思為給registrar模塊的max_contacts參數(shù)賦值為10；

（6）SIP路由控制邏輯，這部分使用流程控制方法指明了服務(wù)器如何處理收到的SIP信令的邏輯，是Kamailio服務(wù)器開發(fā)最重要的部分，我們需要根據(jù)實(shí)際情況，編寫該部分處理邏輯，具體的語法可以參考Kamailio文檔，這里不再贅述；

下面給出一個(gè)最簡單的配置文件示例，來說明其編寫方法。

上面這段配置文件定義了最簡單的一個(gè)場景：當(dāng)服務(wù)器收到注冊(cè)消息時(shí)，存儲(chǔ)用戶位置，當(dāng)收到其他消息后，查找被叫用戶位置并轉(zhuǎn)發(fā)到被叫。

需要注意的是，配置文件中路由邏輯部分使用的控制命令來自事先加載好的應(yīng)用模塊提供的類似API的開放命令，如lookup來自于usrloc模塊。

在實(shí)際使用中，路由邏輯部分的編寫是一個(gè)很繁雜的工作，其篇幅往往很大，Kamailio也提供了cfg配置文件的調(diào)試功能，具體可以參考用戶手冊(cè)中的相關(guān)部分。

3.4 業(yè)務(wù)管理

Kamailio提供了數(shù)據(jù)庫操作腳本，使用“usr/local/sbin/kamdbctl create”可以容易地創(chuàng)建服務(wù)器所需要的數(shù)據(jù)庫。

使用“kamctl add user passward”可以在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一個(gè)用戶記錄。

為了更好的配置與管理Kamailio服務(wù)器，可以使用另一個(gè)項(xiàng)目Siremis，Siremis是一個(gè)第三方Web管理工具，提供了系統(tǒng)管理與數(shù)據(jù)庫管理，可以進(jìn)行系統(tǒng)配置管理、用戶賬號(hào)管理、呼叫與數(shù)據(jù)記錄管理、數(shù)據(jù)庫管理、離線消息管理等等，使用Siremis界面可以降低Kamailio使用難度，更好地發(fā)揮Kamailio服務(wù)器的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

本文簡要分析了Kamailio的設(shè)計(jì)架構(gòu)，介紹了如何使用Kamailio搭建一個(gè)簡單的VoIP呼叫系統(tǒng)的方法，介紹了其使用方法，與其他系統(tǒng)相比， Kamailio具有成本低、運(yùn)行可靠、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。限于篇幅，文中分析與應(yīng)用均較為簡單，實(shí)際上該軟件能夠完成的工作遠(yuǎn)不止上述內(nèi)容，Kamailio功能強(qiáng)大，操作簡便容易上手，可以完成目前各類基于SIP的VoIP呼叫系統(tǒng)中的絕大部分應(yīng)用，有興趣的讀者可以參考其官方網(wǎng)站提供的使用文檔進(jìn)行試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]彭揚(yáng)，黃永峰.SER服務(wù)器的結(jié)構(gòu)分析[J].數(shù)據(jù)通信，2007.

[2]周文楷，白秀軒，倪玉林.基于SIP協(xié)議的校園網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2006.

[3]王海濱，盛惠興，張卓.一種新的基于SIP協(xié)議的VoIP系統(tǒng)[J].河海大學(xué)常州分校學(xué)報(bào)，2006.

有效的啟動(dòng)Kamailio的命令為如下形式：./kamailio +啟動(dòng)參數(shù)，具體的參數(shù)可以參考./kamailio —help或者使用文檔。當(dāng)不帶參數(shù)運(yùn)行時(shí)，kamailio按照默認(rèn)方式讀取默認(rèn)配置文件運(yùn)行。

3.3 Kamailio配置

Kamailio的配置文件是服務(wù)器運(yùn)行的核心，其定義了服務(wù)器的所有信令路由控制邏輯，因此基于Kamailio的開發(fā)主要指的是其配置文件的編寫。其配置文件默認(rèn)路徑為“usr/local/etc/kamailio/”下的kamailio.cfg文件，當(dāng)然也可以編寫不同的cfg文件，使用命令行參數(shù)指定其所在位置即可。

打開默認(rèn)cfg文件可以看到，kamailio的配置文件主要做了如下工作。

（1）簡單注釋與編寫方法；

（2）用于配置文件參數(shù)配置區(qū)分的類宏定義，如#！define MULTIDOMAIN 0的意思為定義MULTIDOMAIN的值為0；

（3）系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，如debug=4定義了信息輸出級(jí)別，enable_tls

=yes指明了需要TLS傳輸支持，listen=udp：192.168.231.128：5060指明了系統(tǒng)服務(wù)的監(jiān)聽端口，諸如此類；

（4）系統(tǒng)需要加載的模塊，使用loadmodule命令進(jìn)行加載指示，需要加載的模塊主要是系統(tǒng)運(yùn)行的必須模塊，與自己編寫開發(fā)的特殊應(yīng)用模塊，從這里也可以看出；

（5）所加載模塊所需的運(yùn)行參數(shù)，使用modparam命令指定某模塊所用的參數(shù)配置，如modparam（"registrar"，"max_contacts"， 10）的意思為給registrar模塊的max_contacts參數(shù)賦值為10；

（6）SIP路由控制邏輯，這部分使用流程控制方法指明了服務(wù)器如何處理收到的SIP信令的邏輯，是Kamailio服務(wù)器開發(fā)最重要的部分，我們需要根據(jù)實(shí)際情況，編寫該部分處理邏輯，具體的語法可以參考Kamailio文檔，這里不再贅述；

下面給出一個(gè)最簡單的配置文件示例，來說明其編寫方法。

上面這段配置文件定義了最簡單的一個(gè)場景：當(dāng)服務(wù)器收到注冊(cè)消息時(shí)，存儲(chǔ)用戶位置，當(dāng)收到其他消息后，查找被叫用戶位置并轉(zhuǎn)發(fā)到被叫。

需要注意的是，配置文件中路由邏輯部分使用的控制命令來自事先加載好的應(yīng)用模塊提供的類似API的開放命令，如lookup來自于usrloc模塊。

在實(shí)際使用中，路由邏輯部分的編寫是一個(gè)很繁雜的工作，其篇幅往往很大，Kamailio也提供了cfg配置文件的調(diào)試功能，具體可以參考用戶手冊(cè)中的相關(guān)部分。

3.4 業(yè)務(wù)管理

Kamailio提供了數(shù)據(jù)庫操作腳本，使用“usr/local/sbin/kamdbctl create”可以容易地創(chuàng)建服務(wù)器所需要的數(shù)據(jù)庫。

使用“kamctl add user passward”可以在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一個(gè)用戶記錄。

為了更好的配置與管理Kamailio服務(wù)器，可以使用另一個(gè)項(xiàng)目Siremis，Siremis是一個(gè)第三方Web管理工具，提供了系統(tǒng)管理與數(shù)據(jù)庫管理，可以進(jìn)行系統(tǒng)配置管理、用戶賬號(hào)管理、呼叫與數(shù)據(jù)記錄管理、數(shù)據(jù)庫管理、離線消息管理等等，使用Siremis界面可以降低Kamailio使用難度，更好地發(fā)揮Kamailio服務(wù)器的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

本文簡要分析了Kamailio的設(shè)計(jì)架構(gòu)，介紹了如何使用Kamailio搭建一個(gè)簡單的VoIP呼叫系統(tǒng)的方法，介紹了其使用方法，與其他系統(tǒng)相比， Kamailio具有成本低、運(yùn)行可靠、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)。限于篇幅，文中分析與應(yīng)用均較為簡單，實(shí)際上該軟件能夠完成的工作遠(yuǎn)不止上述內(nèi)容，Kamailio功能強(qiáng)大，操作簡便容易上手，可以完成目前各類基于SIP的VoIP呼叫系統(tǒng)中的絕大部分應(yīng)用，有興趣的讀者可以參考其官方網(wǎng)站提供的使用文檔進(jìn)行試驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]彭揚(yáng)，黃永峰.SER服務(wù)器的結(jié)構(gòu)分析[J].數(shù)據(jù)通信，2007.

[2]周文楷，白秀軒，倪玉林.基于SIP協(xié)議的校園網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2006.

[3]王海濱，盛惠興，張卓.一種新的基于SIP協(xié)議的VoIP系統(tǒng)[J].河海大學(xué)常州分校學(xué)報(bào)，2006.