CN101272385A - 建立多媒体连接的方法、终端和媒体中继 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在基于面向分组通信的通信系统中建立多媒体连接的方法，所述通信系统具有至少一个只支持IPv6数据分组的第一站，至少一个只支持IPv4数据分组的第二站，及至少一个媒体中继站，该方法包含下列步骤：在第一站和第二站之间至少有部分通信是通过媒体中继站建立的。本发明还涉及一个终端和媒体中继，包含用于实施本方法的装置。

Description

建立多媒体连接的方法、终端和媒体中继
技术领域
本发明涉及按照权利要求1所述用于建立多媒体连接的方法，按照权利要求10所述用于建立多媒体连接的终端，按照权利要求11所述建立多媒体连接的媒体中继。
背景技术
通信网络的技术已为大家所熟知。通常，这些网络采用基于连接的分组进行通信。通信一般按照协议进行。已知用于此目的的最重要协议之一是因特网协议(IP)。因特网协议版本4(IPv4)已经用了大约20年。1999年，因特网工程工作小组(IETF)引入因特网协议版本6(IPv6)，与IPv4并存，从而有只支持IPv6的站(端点)和只支持IPv4的站(端点)等不同网络。
发明内容
本发明的技术问题在于要在支持不同IP版本的端点之间进行通信。
这一技术问题可以通过权利要求1的方法、权利要求10的终端、权利要求11的媒体中继等得到解决。
按照本发明在基于面向分组通信的通信系统中建立多媒体连接的方法，该通信系统具有至少一个只支持IPv6数据分组的第一站，至少一个只支持IPv4数据分组的第二站，及至少一个媒体中继站，该方法包含下列步骤：在第一站和第二站之间至少有部分通信是通过媒体中继站建立的。
按照本发明的第一个实施方案，开发出一个本发明的有利方法，用这种方法，媒体站可以将IPv4数据分组转化为IPv6数据分组，反之亦然。
按照本发明的另一个实施方案，开发出一个本发明的有利方法，用这种方法，媒体站可以起TURN中继站的作用。
一个包含以下各步骤的实施方案有利地体现了本发明的方法：当第一站或第二站呼叫时，
a)主叫站提出自己的IP地址及端口，作为通信的第一候选者，
b)主叫站从TURN中继站收集到至少一个IP地址及端口，作为第二候选者，
c)被叫站至少提出自己的IP地址及端口，作为通信的候选者，
d)进行测试使得对包含主叫站提供的候选者和被叫站提供的采用相同IP协议的候选者的每一对候选者进行测试，分析是否取得连通，
e)如果测试结果表明在主叫站和采用由TURN中继站提供并由主叫站提出作为候选者的地址和端口、由被叫站提出作为候选者的地址和端口的被叫站之间取得连通，则在第一站和第二站之间通过TURN中继站利用采纳的地址和端口建立多媒体通信。
按照本发明的另一个实施方案，开发出一个有如下优点的方法：为了收集第二候选者，如果主叫站是第一站，则它从TURN中继站收到一个TURN中继站已知的IPv4地址和端口；如果主叫站是第二站，则它从TURN中继站收到一个TURN中继站已知的IPv6地址和端口。
作为另一个实施方案，开发出一个本发明的有利方法，主叫第一站向被叫第二站发送一个SIP信息，例如“INVITE请求”信息，按照SDP协议，提出一项至少包括第一和第二候选者的建议。
按照另一扩展方案，按照本发明的方法获得一个实施方案，其中被叫第二站向主叫第一站回复一个SIP信息，例如“18x响应”信息，按照SDP协议进行回答，至少包括第一候选者。
作为另一个实施方案，开发出一个本发明的有利方法，至少通过一个具有代理功能的站传送信息。
如果由第一站和第二站进行测试，则形成了另一个实施方案，这也是一个本发明的有利方法。
按照本发明在基于面向分组通信的通信系统中建立多媒体连接的一个终端，所述通信系统具有至少一个只支持IPv6数据分组的第一站，至少一个只支持IPv4数据分组的第二站，及至少一个媒体中继站，该终端包含用于实现上述各实施方案的装置。
按照本发明在基于面向分组通信的通信系统中建立多媒体连接的一个媒体中继，所述通信系统具有至少一个只支持IPv6数据分组的第一站，至少一个只支持IPv4数据分组的第二站，及至少一个媒体中继站，该媒体中继包含用于实现上述各实施方案的装置。
正如可以看到的，本发明的各实施方案实现了在媒体的路径中自动插入一个中继，在IPv4和IPv6之间进行转换，所述媒体例如可以是音频、视频等等，作为两个端点(站)之间建立的单媒体或多媒体对话的一部分，尤其是当信号传输是依照通话启动协议“SIP”(″RFC3261″，见http://www.ietf.org/rfc/rfc3261.txt)进行时必须进行转换，因为一个端点只支持IPv4，而另一个端点只支持IPv6。
这种插入中继的做法通常是在端点控制下进行的，并不是在信令路径中要求中介的帮助，而是当采用这种中继成为获得连通的必要和充分条件时自动进行的。
这种做法有利于和一种通常叫作交互连通建立“ICE”(″draft-ietf-mmusic-ice″，见http://tools.ietf.org/wg/mmusic/draft-ietf-mmusic-i ce/)的技术相配合，在这种技术中，用SIP建立的对话的各个端点可以互相确定用以发送和接收媒体的IP地址和端口。由于各端点之间存在一个网络地址转换器“NAT”装置，所以上述各地址和端口可能有不同名称。在这种情况下，一个端点可能需要通过对话描述，将一个不同的地址/端口告知远程端点，于是，传送给这个不同的地址/端口的分组就会被NAT转发到端点本地的地址/端口来。ICE允许各端点接收已知的不同名称的地址/端口组合，把这些视为候选地址/端口组合，并进行测试，看哪些实际确实起作用。有些可能不起作用，那是由于NAT的特殊配置造成的，或者是由于防火墙(或者是NAT的防火墙特性)可能进行了干预。
连通性测试直接在两个装置上成对的候选者之间进行，直到找到工作令人满意的一对。连通性测试包含发出一个分组并找到一个回应的分组。当测试成功时，在整个对话期间，端点就采用这一对地址/端口交换媒体。
现在已经创造性地认识到：尽管NAT移动是开发ICE的主要动机，但这项技术也可以用来确定究竟是采用IPv4还是IPv6作为网络分层协议。为了实现这一点，要用一个(IPv4和IPv6都支持的)双重堆叠装置，既能识别IPv4的候选者，又能识别IPv6的候选者。但是，这样并没有解决如果两个端点支持不同协议，如何引入用于IPv4/IPv6转换的中继的问题。
一般来说，关于信令路径中的中介，现在有一种认识，即被叫端点支持一个不兼容的网络协议，这一结论或者是从被叫端点拒绝请求建立对话的信号而得出的。那么，中介必须在主叫端点和执行IPv4/IPv6转换的中继之间，以及中继和被叫端点之间，建立两个背对背的对话。因此信号中介必须了解并修改对话描述，而对话描述通常应在两个端点之间明白地交待。对话描述说明呼叫或对话期间要采用的媒体，要采用的媒体格式，以及要在其间传送媒体的端点的IP地址及端口。
本发明克服了由以上所述得出的某些缺陷，而具有以下优点：首先，克服了违反对于SIP来说很重要的对话描述点到点传送的体系结构原则的缺点。第二，克服了信号中介必须了解对话描述的全部细节，并且如果它未能了解某些最近标准化的或对基本标准专利权提高的——对话描述协议(SDP，″RFC 4566″，见http://www.ietf.org/rfc/rfc4566.txt)，有可能错误地解释或修改对话描述的缺点。第三，为了安全的原因，对话描述应经常用密码进行完整性保护，防止由中间人进行未授权的修改，因此，即使由引入了中继的中介对对话描述进行授权修改，也会中断完整性保护，看起来就像遭受了一次攻击。
正如可以看到的，还可以创造性地有利地证明，在有些更复杂的NAT结构中，端点之间不可能直接连通，只能通过引入一个媒体中继进行连通，从而只有在第一个端点和中继之间以及中继和第二个端点之间，可以连通。
还可以证明，这种被称为TURN(采用中继NAT移动，″draft-ietf-behave-turn-03″，见http://www.ietf.org/ 因特网-drafts/draft-ietf-behave-turn-03.txt)的媒体中继，可以有利地用于本发明，因为ICE可以将TURN中继的地址和端口作为候选者，因此，如果没有直接连通的成对候选者可以选用，就可以容许通过中继获得连通。
还可以证明，一个TURN中继可以用作按照本发明的IPv4-IPv6中继。要做到这一点，一个IPv6端点要申请一个在TURN中继远侧上的IPv4地址/端口，反之亦然(″draft-ietf-behave-turn-ipv6-01″，见http://www.ietf.org/因特网-drafts/draft-ietf- behave-turn-ipv6-01.txt)。可以证明，仅仅这样是不够的，因为它提供端点时没有同时说明何时必须采用IPv4-IPv6中继，以及是否通过这样一个中继可以获得连通。
为了这个目的，按照本发明，ICE扩展到将TURN中继用于IPv4/IPv6转换，由此，当收集候选者时，一个只支持IPv6的端点也可以从TURN中继收集到IPv4候选者。
这是可以和其它候选者同样优先选用的，按照标准ICE惯例，包含一个中继的候选者是属于低优先级的。有利的是，按照本发明，在成对候选者测试期间，如果不能直接连通，但是能通过一个提供IPv4-IPv6转换的TURN中继获得连通，则在对话期间可以选择这一媒体路径，并且由中继提供IPv4和IPv6或有关媒体之间的转换。
因此，本发明的主要优点得到了保证，就是采用ICE，自动产生媒体中继以获得IPv4-IPv6转换，而在信令路径上不包含任何中介，由此有利地，只在必要且充分时，才采用中继，以获得不兼容端点之间的连通。
附图说明
本发明的更多优点和细节，将在唯一的图中所示的优选实施方案的基础上加以说明。
图1表明以通信方案为基础的本发明的一个优选实施方案的示意图。
具体实施方式
可以看出，作为方案的第一部分，绘制了只支持因特网协议版本6“IPv6”的第一端点C1。
按照该方案，第一端点C1呼叫第二端点C2，第二端点C2不能接收IPv6数据分组，只支持因特网协议版本4“IPv4”数据分组。
还可以看出，用于建立呼叫的信令，依照通话启动协议“SIP”进行，SIP信号在C1和C2之间，通过一个第一代理SIP_PROXY_P1和一个第二代理SIP_PROXY_P2，沿着由SIP1...SIP3指示的路径发送。如果这种信令成功地建立了呼叫，则在整个呼叫或通话期间建立媒体路径MEDIA_PATH。在这个示例中，只用了一个单媒体(例如音频)，产生单MEDIA_PATH，但是也可以采用多媒体。
在这样一种方案中，按照本发明的示范实施，在第一步骤S1中，主叫端点C1得到采用中继NAT(网络地址转换器)″TURN″-中继TURN_RELAY的移动上的一个IPv4地址和端口，作为候选者。
其后，作为第二步骤S2，主叫端点C1将其候选者(最少是它自己的IPv6地址和从TURN_RELAY获得的IPv4地址)作为一项提议，按照通话描述协议“SDP”作为依据SIP的信息的一部分，例如″INVITE请求″信息，通过信令路径SIP1...SIP3，发送给被叫端点C2。
收到SIP信息之后，作为第三步骤S3，被叫端点C2将它的候选者(最少是它自己的IPv4地址)，通过信令路径SIP1...SIP3返回给主叫端点C1作为答复，按照SDP作为依据SIP的信息的一部分，例如″18x回答″。在这一点上，两个端点——第一站C1和第二站C2——拥有彼此的候选者，并且能提出成对候选者的清单。在提出这一清单时，C1、C2站(端点)将取消矛盾的成对候选者，包括一个地址是IPv4而另一个地址是IPv6的成对候选者。因此，在此例中，清单将减少到一个单独的成对候选者，包含由第一站C1获得的在TURN_RELAY上的IPv4地址和端口，及第二站C2自己的IPv4地址和端口，但是，在原则上，附加的成对候选者也可以保留在清单中。每一对候选者代表一个可能选用的媒体路径MEDIA_PATH。
由于这次交换，作为第四步骤S4的一部分，C1、C2站利用TURN_RELAY，通过媒体路径MEDIA_PATH并通过C1、C2站之间任何其它可能的媒体路径MEDIA_PATH进行连通性测试，直到找到一个可以采用的MEDIA_PATH。在本例中，媒体路径MEDIA_PATH通过TURN_RELAY被发现可以采用，因此，这一对IPv4地址和端口候选者被采纳在呼叫期间使用。
最后，作为本发明的第五步骤S5，一个媒体借助于IPv6-IPv4TURN中继TURN_RELAY，使用被采纳的候选地址和端口，在以IPv6为基础的第一端点C1和以IPv4为基础的第二端点C2之间传送。
本发明不局限于以上各实施方案，而是涵盖了下述核心思想的所有变型方案——自动产生一个媒体中继，从而进行IPv4-IPv6转换，而不必在信令路径上引入任何中介，由此，只在必要而且充分时才采用中继，从而在不兼容端点之间有利地进行连通——普通技术人员在实施各步骤的某些部分时，是会考虑到本发明的全部方法步骤的。
举例来说，按照本发明的未在图中表明的一个实施方案，呼叫可能需要多种媒体，而每个媒体执行的本发明的程序是相同的，其结果每个媒体都采用一个TURN中继进行Ipv4/Ipv6转换。
按照本发明的另一个未在图中表明的实施方案，由被叫站而不是主叫站从TURN中继寻找替换地址。因此，在SDP提议中只有一个候选者，而在SDP回答中有两个候选者。最终结果是相同的。
另一个未在图中表明的实施方案中，主叫站和被叫站都从它们各自的本地TURN服务器(TURN中继)获得替换地址。因此在提议中会有两个候选者，在回答中有两个候选者，会有两对有效的成对候选者。测试成功的第一对候选者将用于媒体传送。

Claims (11)

1.在基于面向分组通信的通信系统中建立多媒体连接的方法，所述通信系统具有至少一个只支持IPv6数据分组的第一站(C1)，至少一个只支持IPv4数据分组的第二站，及至少一个媒体中继站(TURN_RELAY)，其特征在于，第一站(C1)和第二站(C2)之间的通信至少部分通过媒体中继站(TURN_RELAY)建立。
2.权利要求1所述的方法，其特征在于，媒体站(TURN_RELAY)将IPv4分组转换为IPv6数据分组，反之亦然。
3.上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，媒体站起TURN中继站(TURN_RELAY)的作用。
4.上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，当第一站(C1)或第二站(C2)呼叫时，
a)主叫站(C1)提出自己的IP地址及端口，作为通信的第一候选者，
b)主叫站(C1)从TURN中继站(TURN_RELAY)收集到至少一个IP地址及端口，作为第二候选者，
c)被叫站(C2)至少提出自己的IP地址及端口，作为通信的第二候选者，
d)进行测试使得：对包含主叫站(C1)提供的候选者和被叫站(C2)提供的采用相同IP协议的候选者的每一对候选者进行测试，分析是否取得连通，
e)如果测试结果表明在主叫站(C1)和采用由TURN中继站(TURN_RELAY)提供并由主叫站(C1)提出作为候选者的地址和端口、由被叫站(C2)提出作为候选者的地址和端口的被叫站(C2)之间取得连通，则在第一站(C1)和第二站(C2)之间，通过TURN中继站(TURN_RELAY)利用被采纳的地址和端口建立多媒体通信。
5.权利要求4所述的方法，其特征在于，为了收集第二候选者，如果主叫站(C1)是第一站(C1)，则它从TURN中继站(TURN_RELAY)收到TURN中继站(TURN_RELAY)已知的IPv4地址和端口；如果主叫站(C1)是第二站(C2)，则它从TURN中继站(TURN_RELAY)收到TURN中继站(TURN_RELAY)已知的IPv6地址和端口。
6.上述各权利要求所述的方法，其特征在于，主叫第一站(C1)向被叫第二站(C2)发送一条SIP信息，特别是“INVITE请求”信息，提出一项依据SDP协议的提议，至少包括第一和第二候选者。
7.上述各权利要求所述的方法，其特征在于，被叫第二站(C2)向主叫第一站(C1)回复一条SIP信息，特别是“18x响应”信息，提出一项依据SDP协议的回答，至少包括第一候选者。
8.权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述信息至少通过具有代理功能的站(SIP_PROXY_P1，SIP_PROXY_P2)进行传送。
9.权利要求4～8之一所述的方法，其特征在于，由第一站(C1)和第二站(C2)进行测试。
10.在基于面向分组通信的通信系统中建立多媒体连接的终端，所述通信系统具有至少一个只支持IPv6数据分组的第一站(C1)，至少一个只支持IPv4数据分组的第二站，及至少一个媒体中继站(TURN_RELAY)，其特征在于，具有实现上述权利要求之一所述的方法的装置。
11.在基于面向分组通信的通信系统中建立多媒体连接的媒体中继，所述通信系统具有至少一个只支持IPv6数据分组的第一站(C1)，至少一个只支持IPv4数据分组的第二站，及至少一个媒体中继站(TURN_RELAY)，其特征在于，具有实施权利要求1～9之一所述方法的装置。
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