CN100384168C - H.323系统的多媒体会话穿越nat设备的方法 - Google Patents

Abstract

H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备的方法，涉及一种IP通信方法，特别是涉及一种在NAT/Firewall环境中的H.323多媒体通信方法。本发明包括以下步骤：1)主叫终端向注册服务器发起包含主叫终端与被叫终端的号码信令；2)注册服务器返回的RAS(ACF)信令，3)主叫终端向转发服务器发送Q.931(Setup)信令；4)转发服务器向注册服务器发出两路RAS(ACF)信令，5)注册服务器向转发服务器返回两路RAS(ACF)信令，同时向被叫终端发出私有信令，6)主叫终端向转发服务器发出H.245信令；7)被叫终端建立RTP/RTCP媒体通道传输媒体流；8)转发服务器信令和媒体流。本发明可以在保障安全的基础上实现H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备。

Description

H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备的方法

技术领域

本发明涉及一种IP通信方法，特别是涉及一种在NAT/Firewall环境中的H.323多媒体通信方法。

背景技术

目前由于IPv4的公网地址资源匮乏，大多企事业单位与居民住宅区的网络都采用了私有地址，通过NAT/防火墙设备进行地址与端口的转换。

NAT/防火墙设备对HTTP等端口固定的一般应用协议只需要转换IP/TCP/UDP头即可很好的实现穿透，但对于在多媒体通信领域，国际上比较有影响的H.323系统来说，它是在控制信息中动态地协商媒体流端口的，信令协议里面的IP地址也是私有的，而私有IP地址在公网上是不能路由的，动态分配的端口为在NAT/防火墙上配置固定的包过滤策略带来了困难。

由于上述原因，H.323多媒体通信系统的普及受到了重大的阻碍。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备的方法，能够实现H.323系统多媒体通信无障碍的穿越NAT设备，克服现有技术的缺陷。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备的方法，包括以下步骤：

1)主叫终端向注册服务器发起RAS(ARQ)信令，该信令中同时包含主叫终端与被叫终端的号码；

所述注册服务器包含各终端的注册信息；

2)注册服务器向主叫终端返回的RAS(ACF)信令，其中携带转发服务器的Q.931信令地址与端口；

3)主叫终端向转发服务器发送Q.931(Setup)信令，该信令中携带被叫终端的号码与转发服务器的Q.931地址与端口；

4)转发服务器收到Q.931(Setup)信令后，向注册服务器发出两路RAS(ARQ)信令，分别要求与主叫终端与被叫终端建立会话，同时转发服务器向主叫终端回应Q.931(Connect)信令，该信令携带转发服务器的H.245地址与端口；

5)注册服务器向转发服务器返回两路RAS(ACF)信令，同时向被叫终端发出私有信令，通知被叫终端呼叫转发服务器；

6)主叫终端收到Q.931(Connect)信令后，向转发服务器发出H.245信令，与之交互，直至建立RTP/RTCP媒体通道传输媒体流；

7)被叫终端收到了通知自己呼叫转发服务器的私有信令后，按参照前面第1)——6)步中主叫终端与注册服务器和转发服务器间的交互过程，建立RTP/RTCP媒体通道传输媒体流；

8)转发服务器将收到的来自主叫终端的信令和媒体流转发给被叫终端，将收到的来自被叫终端的信令和媒体流转发给主叫终端。

在各终端之间进行通信之前，各终端定期向注册服务器发送RAS注册包进行注册，RAS注册包的应用层与IP包头均包含了IP地址。注册服务器根据收到的RAS注册包的应用层与IP报头携带的IP地址是否相同，判断H.323终端处于公网还是私网：若相同则为公网，若不同则为私网。

在有私网终端参加的会话时，注册服务器向主叫终端与被叫终端均返回转发服务器的地址；在没有私网终端参加的会话时，注册服务器返回主叫或被叫终端的地址。

在转发服务器与私网终端之间建立RTP/RTCP通道的过程中，转发服务器在收到私网终端发出的打开通道请求回复后，采用所收到的打开通道请求回复信令携带的地址，发出打开通道请求回复。

本发明的有益效果是，不需要改造现有的NAT/防火墙设备，只需在小幅度改造H.323终端与注册服务器(即GK)，并在局端设置专门的转发服务器，就可以在保障安全的基础上实现H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备，从而为H.323多媒体通信系统的普及扫除阻碍。

以下结合具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为自动判断终端公私网功能的实现的示意图。

图2为有私网终端参与的会话的流程图。

具体实施方式

本发明的实现分为两大功能模块：

(1)自动判断H.323多媒体终端处于私网还是公网；

(2)在局端设置专门的转发服务器，对来自或发向H.323多媒体终端的Q.931/H.245信令流与RTP/RTCP媒体流进行转发；该转发服务器主要具有类似于MCU的、同时建立多路会话的功能。

本发明实施的具体步骤是：

(1)H.323注册服务器(即GK)收到H.323终端定期发送的RAS注册包，收到的RAS注册包的应用层与IP包头均包含了IP地址：

当终端直接位于Internet时，应用层与IP包头包含的均是H.323终端的公网地址，二者相同；

当终端位于NAT设备背后时，应用层包含的是H.323终端的地址，IP包头包含的却是NAT设备的公网地址，二者不同；

H.323注册服务器(即GK)根据收到的RAS注册包的应用层与IP报头携带的IP地址是否相同，自动判断H.323终端处于公网还是私网。

(2)当一个H.323终端向另一个H.323终端发起呼叫时，按照含有GK的H.323系统中呼叫建立的标准流程，主叫终端首先会向H.323注册服务器(即GK)发起RAS(ARQ)信令，该信令中同时包含了主叫终端与被叫终端的号码，H.323注册服务器(即GK)根据这两个号码以及第1步中的信息得知两个终端分别处于公网还是私网；

(3)当两个终端中有不少于一个终端处于私网时，GK会在向主叫终端返回的RAS(ACF)信令中携带转发服务器的Q.931信令地址与端口；

当两个终端均处于公网时，GK会在向主叫终端返回的RAS(ACF)信令中携带被叫终端的Q.931信令地址与端口，后面就采用标准的H.323流程了，在此不作详述；

以下仅对两个终端中有不少于一个终端处于私网的情形进行叙述；

(4)主叫终端向转发服务器发送Q.931(Setup)信令，该信令中携带被叫终端的号码与转发服务器的Q.931地址与端口；

(5)转发服务器收到Q.931(Setup)信令后，向GK发出两路RAS(ARQ)信令，分别要求与主叫终端与被叫终端建立会话，同时转发服务器向主叫终端回应Q.931(Connect)信令，该信令携带转发服务器的H.245地址与端口；

(6)GK向转发服务器返回两路RAS(ACF)信令，同时向被叫终端发出私有信令，通知被叫终端呼叫转发服务器；

(7)主叫终端收到Q.931(Connect)信令后，向转发服务器发出H.245信令(包括主从判断、能力交换、打开通道等)，与之交互，直至建立RTP/RTCP媒体通道传输媒体流；

(8)被叫终端收到了通知自己呼叫转发服务器的私有信令后，与GK和转发服务器进行类似于前面第2-7步中主叫终端与GK和转发服务器间的RAS/Q.931/H.245交互过程，直至建立RTP/RTCP媒体通道传输媒体流；

(9)转发服务器将收到的来自主叫终端的信令和媒体流转发给被叫终端，同时将收到的来自被叫终端的信令和媒体流转发给主叫终端。

本发明中的Q.931/H.245信令流采用TCP数据包格式。

本发明中的RTP/RTCP媒体流采用UDP数据包格式，该媒体流承载的内容可以包括但不限于语音、视频、文本数据等。

图1描述的是H.323注册服务器(即GK)自动判断H.323终端处于公网还是私网的功能。

本发明针对GK收到的RAS注册包进行分析，在GK端对H.323终端处于公网还是私网进行判断。

公网H.323终端发出RAS注册包，该包的IP包头与应用层地址均为H.323终端的地址(一般是公网地址)。这样，GK收到的来自公网终端的RAS注册包的IP包头与应用层地址也都是这样，二者是相同的。

私网H.323终端发出RAS注册包时，该包的IP包头与应用层地址均为H.323终端的地址(一般是私网地址)，但经过NAT设备时，NAT设备会将该包的IP包头修改为NAT设备的地址。于是GK收到的来自私网H.323终端的RAS注册包，其IP包头是NAT设备的地址(一般是公网地址)，而其应用层地址则是H.323终端的地址(一般是私网地址)，二者是不同的。

利用上述特点，GK很容易就判断出H.323终端处于公网还是私网，并将该信息与H.323终端的号码对应起来。从而在终端之间进行会话时，参照该信息，进行下述智能判断：

在有私网终端参加的会话时，GK向主叫终端与被叫终端均返回转发服务器的地址；

在没有私网终端参加的会话时，GK向主叫终端(或被叫终端)返回被叫终端(或主叫终端)的地址。

如图2所示，描述的是有私网终端参与的会话中，系统的主要工作流程。该工作流程涵盖公网终端呼叫私网终端、私网终端呼叫公网终端、私有终端呼叫另一私网终端的情形。

特别的，本发明需要强调的部分是：

(1)当主叫终端发起呼叫时，它首先要向GK发出RAS(ARQ)信令，该信令中携带了主叫号码与被叫号码，GK从中读出主叫号码与被叫号码，如果二者中有一个对应网络类型是私网，GK就在向主叫终端返回的RAS(ACF)信令中携带转发服务器的Q.931地址；

(2)GK采用私有信令，通知被叫终端，告诉它将要加入一个有私网终端参与的会话，同时让其呼叫转发服务器；

(3)在转发服务器与私网终端之间建立RTP/RTCP通道的过程中，转发服务器必须在收到私网终端发出的打开通道请求回复(OpenLogicalChannelAck)后，再采用所收到的打开通道请求回复信令携带的地址，发出打开通道请求回复(OpenLogicalChannelAck)，这样就利用了NAT设备能够记忆私网终端的私网地址与公网地址的映射关系的特性，从而有效避免从转发服务器发向私网终端的媒体流被NAT设备拦截，确保媒体流双向发送。

本文中，信令的两种表示方式含义一致，例如，Q.931-Setup与Q.931(Setup)含义相同。

Claims (5)

1.H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备的方法，包括以下步骤：

1)主叫终端向注册服务器发起RAS-ARQ信令，该信令中同时包含主叫终端与被叫终端的号码；

所述注册服务器包含各终端的注册信息；

2)注册服务器向主叫终端返回的RAS-ACF信令，其中携带转发服务器的Q.931信令地址与端口；

3)主叫终端向转发服务器发送Q.931-Setup信令，该信令中携带被叫终端的号码与转发服务器的Q.931地址与端口；

4)转发服务器收到Q.931-Setup信令后，向注册服务器发出两路RAS-ARQ信令，分别要求与主叫终端与被叫终端建立会话，同时转发服务器向主叫终端回应Q.931-Connect信令，该信令携带转发服务器的H.245地址与端口；

5)注册服务器向转发服务器返回两路RAS-ACF信令，同时向被叫终端发出私有信令，通知被叫终端呼叫转发服务器；

6)主叫终端收到Q.931-Connect信令后，向转发服务器发出H.245信令，与之交互，直至建立RTP/RTCP媒体通道传输媒体流；

7)被叫终端收到了通知自己呼叫转发服务器的私有信令后，按参照前面第1)-6)步中主叫终端与注册服务器和转发服务器间的交互过程，建立RTP/RTCP媒体通道传输媒体流；

8)转发服务器将收到的来自主叫终端的信令和媒体流转发给被叫终端，将收到的来自被叫终端的信令和媒体流转发给主叫终端。

2.如权利要求1所述的H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备的方法，其特征在于，各终端定期向注册服务器发送RAS注册包进行注册，RAS注册包的应用层与IP包头均包含了IP地址。

3.如权利要求2所述的H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备的方法，其特征在于，注册服务器根据收到的RAS注册包的应用层与IP报头携带的IP地址是否相同，判断H.323终端处于公网还是私网：若相同则为公网，若不同则为私网。

4.如权利要求2所述的H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备的方法，其特征在于，在有私网终端参加的会话时，注册服务器向主叫终端与被叫终端均返回转发服务器的地址；在没有私网终端参加的会话时，注册服务器返回主叫或被叫终端的地址。

5.如权利要求2所述的H.323系统的多媒体会话穿越NAT设备的方法，其特征在于，在转发服务器与私网终端之间建立RTP/RTCP通道的过程中，转发服务器在收到私网终端发出的打开通道请求回复后，采用所收到的打开通道请求回复信令携带的地址，发出打开通道请求回复。

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