现代交换原理课程实践报告

河海大学（常州）

课程设计报告

题 目 现代交换原理课程实践 授课班号 277702 专业、学号 学生姓名

一、软交换系统组成。

1、引言

随着信息化进程的不断推进，人们已越来越不满足于现有GSM网络以窄带方式提供的单一语音服务，提供宽带化、智能化、个人化移动多媒体服务的需求日益剧增。

下一代网络泛指一个以IP为中心，可以支持语音、数据和多媒体业务融合全新的网络。3G不是现有移动网和IP网的简单叠加，也不是单项节点技术和网络技术的结合，而是整个网络框架的变革，是一种整体方案。软交换SoftSWitch正是构建在以IP为中心，可以支持语音、数据和多媒体业务的融合方案。基于软交换技术和IP技术构建出分层开放的体系架构全新的网络平台，在3G中占有极为重要位置。 2、软交换的体系结构

软交换体系结构是目前面向网络融合的新一代多媒体业务整体解决方案，具有层次化、呼叫控制与承载分离、快速开发业务、集中部署业务等特点，可以向用户提供包含PSTN话音、无线话音、基础数据、多媒体数据等各种业务。通过优化网络结构，不但实现了网络的融合，更重要的是实现了业务的融合，使得包交换网络能够继承原有电路交换网中丰富的业务功能，同时，可以在全网范围内快速提供原有网络难以提供的新型业务。

在软交换构建的开放体系架构中，通过呼叫控制与媒体交换/承载的分离，实现了开放的分层架构，各层次网络单元通过标准协议互通，可以各自独立演进，以适应未来技术的发展。软交换主要包含两个层次：

◆媒体网关层：根据组网的位置，可分为接入媒体网关(提供接入适配功能)、中继媒体网关(提供与其他网络互通的媒体流转换功能)、资源媒体网关(提供特定媒体资源)。 ◆呼叫控制层：由信令网关(提供中继信令SS7在IP网上的传输适配功能)和呼叫控制服务器(通过与信令网关和媒体网关的配合实现呼叫的建立、维持和释放控制功能)。 3、软交换的特点

(1)分布式交换降低运营成本

传统电路交换网存在布点多、运行成本和运维人员成本高的问题。而基于软交换的体系结构由集中的MSC服务器/软交换机与分布的媒体网关组成，呼叫控制与话音处理/交换是分开的，媒体网关可以布设在提供最大价值的地方，复杂的呼叫控制被集中在一起。通过部署分布式交换，可以实现灵活的组网方式，可以有效地解决传统组网模式中容量、覆盖和路由迂回的矛盾，便于进行集中维护和管理，有利于降低建网成本和运维费用。

二、IP电话通信原理。

IP电话是按国际互联网协议规定的网络技术内容开通的电话业务，中文翻译为网络电话

或互联网电话，简单来说就是通过Internet网进行实时的语音传输服务。它是利用国际互联网Internet为语音传输的媒介，从而实现语音通信的一种全新的通信技术。由于其通信费用的低廉(每分钟互联网通信费用人民币6分6厘，而普通电话的国际通信费，每分钟需十几元人民币)，所以也有人称之为廉价电话。网络电话、互联网电话、经济电话或者廉价电话，这些都是人们对IP电话的不同称谓，其实质基本都是一个意思，现在用得最广泛、也是比较科学的叫法即“IP电话”。其原理是将普通电话的模拟信号进行压缩打包处理，通过Internet传输，到达对方后再进行解压，还原成模拟信号，对方用普通电话机等设备就可以接听。 最初的IP电话是个人计算机与个人计算机之间的通话。通话双方拥有电脑，并且可以上互联网，利用双方的电脑与调制解调器，再安装好声卡及相关软件，加上送话器和扬声器，双方约定时间同时上网，然后进行通话。在这一阶段，只能完成双方都知道对方网络地址及必须约定时间同时上网的点对点的通话，在普通的商务领域中就显得相当麻烦，因而，不能商用化或进入公众通信领域。

目前，国际上许多大的电信公司又推出了普通电话与普通电话之间的通话，普通电话客户通过本地电话拨号上本地的互联网电话的网关(Gateway)，输入帐号、密码，确认后键入被叫号码，这样本地与远端的网络电话通过网关透过Internet网络进行连接，远端的Internet网关通过当地的电话网呼叫被叫用户，从而完成普通电话客户之间的电话通信。作为网络电话的网关，一定要有专线与Internet网络相连，即是Internet网上的一台主机，目前双方的网关必须用相同一家公司的产品。

这种通过Internet网从普通电话——普通电话的通话方式就是人们通常讲的IP电话，也是目前发展得最快而且最有商用化前途的电话。

三、SIP协议。

SIP(Session Initiation Protocol)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。 使用 SIP，服务提供商可以随意选择标准组件。不论媒体内容和参与方数量，用户都可以查找和联系对方。SIP 对会话进行协商，以便所有参与方都能够就会话功能达成一致以及进行修改。它甚至可以添加、删除或转移用户。

SIP它既不是会话描述协议，也不提供会议控制功能。为了描述消息内容的负载情况和特点，SIP 使用 Internet 的会话描述协议 (SDP) 来描述终端设备的特点。SIP 自身也不提供服

务质量 (QoS)，它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。现在有了 SIP（The Session Initiation Protocol 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，现在已成了 Internet 工程任务组 (IETF) 的规范。

今天，越来越多的运营商、CLEC（竞争本地运营商）和 ITSP（IP 电话服务商）都在提供基于 SIP 的服务，如市话和长途电话技术、在线信息和即时消息、IP Centrex/Hosted PBX、语音短信、push-to-talk（按键通话）、多媒体会议等等。独立软件供应商 (ISV) 正在开发新的开发工具，用来为运营商网络构建基于 SIP 的应用程序以及 SIP 软件。网络设备供应商 (NEV) 正在开发支持 SIP 信令和服务的硬件。现在，有众多 IP 电话、用户代理、网络代理服务器、VOIP网关、媒体服务器和应用服务器都在使用 SIP。

SIP 从类似的权威协议－－如 Web超文本传输协议(HTTP) 格式化协议以及简单邮件传输协议(SMTP) 电子邮件协议－－演变而来并且发展成为一个功能强大的新标准。但是，尽管

SIP 使用自己独特的用户代理和服务器，它并非自成一体地封闭工作。SIP 支持提供融合的多媒体服务，与众多负责身份验证、位置信息、语音质量等的现有协议协同工作。 SIP 较为灵活，可扩展，而且是开放的。它激发了 Internet 以及固定和移动 IP 网络推出新一代服务的威力。SIP 能够在多台 PC 和电话上完成网络消息，模拟 Internet 建立会话。 与存在已久的国际电信联盟(ITU) SS7 标准（用于呼叫建立）和 ITU H.323 视频协议组合标准不同，SIP 独立工作于底层网络传输协议和媒体。它规定一个或多个参与方的终端设备如何能够建立、修改和中断连接，而不论是语音、视频、数据或基于 Web 的内容。 SIP 大大优于现有的一些协议，如将 PSTN 音频信号转换为 IP 数据包的媒体网关控制协议(MGCP)。因为 MGCP 是封闭的纯语音标准，所以通过信令功能对其进行增强比较复杂，有时会导致消息被破坏或丢弃，从而妨碍提供商增加新的服务。而使用 SIP，编程人员可以在不影响连接的情况下在消息中增加少量新信息。

例如，SIP 服务提供商可以建立包含语音、视频和聊天内容的全新媒体。如果使用 MGCP、H.323 或 SS7 标准，则提供商必须等待可以支持这种新媒体的协议新版本。而如果使用 SIP，尽管网关和设备可能无法识别该媒体，但在两个大陆上设有分支机构的公司可以实现媒体传输。

而且，因为 SIP 的消息构建方式类似于 HTTP，开发人员能够更加方便便捷地使用通用的编程语言（如 Java）来创建应用程序。对于等待了数年希望使用 SS7 和高级智能网络(AIN) 部署呼叫等待、主叫号码识别以及其他服务的运营商，现在如果使用 SIP[2]，只需数月时间即可实现高级通信服务的部署。

这种可扩展性已经在越来越多基于 SIP 的服务中取得重大成功。Vonage 是针对用户和小企业用户的服务提供商。它使用 SIP 向用户提供 20,000 多条数字市话、长话及语音邮件线路。Deltathree 为服务提供商提供 Internet 电话技术产品、服务和基础设施。它提供了基于 SIP 的 PC 至电话解决方案，使 PC 用户能够呼叫全球任何一部电话。Denwa Communications 在全球范围内批发语音服务。它使用 SIP 提供 PC 至 PC 及电话至 PC 的主叫号码识别、语音邮件，以及电话会议、统一通信、客户管理、自配置和基于 Web 的个性化服务。

某些权威人士预计，SIP 与 IP 的关系将发展成为类似 SMTP 和 HTTP 与 Internet 的关系，但也有人说它可能标志着 AIN 的终结。迄今为止，3G 界已经选择 SIP 作为下一代移动网络的会话控制机制。Microsoft 已经选择 SIP 作为其实时通信策略并在 Microsoft

XP、Pocket PC 和 MSN Messenger 中进行了部署。Microsoft 同时宣布 CE dot net 的下一个版本将使用基于 SIP 的 VoIP 应用接口层，并承诺向用户 PC 提供基于 SIP 的语音和视频呼叫。

另外，MCI 正在使用 SIP 向 IP 通信用户部署高级电话技术服务。用户将能够通知主叫方自己是否有空以及首选的通信方式，如电子邮件、电话或即时消息。利用在线信息，用户还能够即时建立聊天会话和召开音频会议。使用 SIP 将不断地实现各种功能。

四、抓包分析。 1、拨打未接的情况分析

分析上图的message header 和message body Request Line是呼叫的话机的ip地址

message header 下面分别是本机的代理服务器192.168.1.11和ip地址号192.168.1.69端口号5070以及说明他们的协议，内容符合的协议类型和长度 Message body 描述了通话的SDP协议，记录了呼叫主机，活跃时间，还有语音的编码类型 G729 G723 PCMA PCMU

2、拨通挂断的情况分析

其中有两份数据包含了SDP协议，一份是由主叫至被叫所产生的，另一份则相反。 3、拨打未接的情况分析