CN101572758B - 网络设备及其建立服务质量的方法 - Google Patents

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Abstract

一种网络设备，用于在连接于网络的两终端设备之间建立QoS，包括收发模块及状态设置模块。收发模块用于收发两终端设备其中任一个发送的呼叫建立请求、请求响应信息、确认信息及QoS请求。状态设置模块用于设置网络设备的状态，网络设备的状态包括空闲状态、邀请状态、尝试状态、确认状态及QoS状态。本发明还提供一种建立服务质量的方法。利用本发明的网络设备及其建立服务质量的方法，当通话经过三方握手后，才允许QoS请求，如此可避免呼叫建立请求异常所造成的QoS资源的占用，确保QoS的正确性。

Description

网络设备及其建立服务质量的方法
技术领域
本发明涉及网络电话，尤其涉及一种网络设备及其建立服务质量的方法。
背景技术
在网络电话应用中，语音封包的传输需要低延迟与流量稳定的网络环境，若网络环境未提供服务质量(Quality of Service，QoS)，则无法保证语音封包地稳定传输，易造成通话质量不佳。现有的QoS建立方法是在网络电话系统的发话端发出会话发起协议(SessionInitiation Protocol，SIP)呼叫建立请求(INVITE)之前就先送出QoS请求信息，或是受话端接收到来自发话端的SIP INVITE后才开始建立QoS。
然而，现有的做法使得QoS资源无法做有效管理，原因在于发话端在发出SIP INVITE之前就要求QoS，但该通通话却不能保证一定会建立。另外，如果来自于发话端的SIP INVITE异常，容易造成QoS的资源被占用，造成浪费。
发明内容
有鉴于此，需提供一种网络设备，用于在连接于网络的两终端设备之间建立服务质量。
此外，还需提供一种建立服务质量的方法，用于在连接于网络的两终端设备间建立服务质量。
一种网络设备，用于在连接于网络的两终端设备之间建立服务质量(Quality ofService，QoS)，包括收发模块及状态设置模块。收发模块用于收发所述终端设备其中任一个发送的呼叫建立请求、请求响应信息、确认信息及QoS请求。状态设置模块用于设置网络设备的状态，网络设备的状态包括空闲状态、邀请状态、尝试状态、确认状态及QoS状态。状态设置模块用于当收发模块于空闲状态接收到呼叫建立请求时，将网络设备的状态由空闲状态切换为邀请状态，当收发模块于邀请状态接收到请求响应信息时，将网络设备的状态由邀请状态切换为尝试状态，当收发模块于尝试状态接收到确认信息时，将网络设备的状态由尝试状态切换到确认状态，及当收发模块于确认状态接收到QoS请求且QoS请求成功时，将网络设备的状态由确认状态切换到QoS状态。
一种建立服务质量的方法，应用于网络设备中，以在连接于网络的两终端设备间建立QoS，包括：网络设备处于空闲状态；接收一个终端设备发送的呼叫建立请求，发送呼叫建立请求至另一个终端设备，并将网络设备的状态切换到邀请状态；接收另一个终端设备发送的请求响应信息，发送请求响应信息至所述一个终端设备，并将网络设备的状态切换到尝试状态；接收所述一个终端设备发送的确认信息，发送确认信息至所述另一个终端设备，并将网络设备的状态切换到确认状态；及接收所述终端设备其中任一个发送的QoS请求，并在QoS请求成功后，将网络设备的状态切换到QoS状态。
利用上述网络设备及其建立服务质量的方法，当通话经过三方握手后，才允许QoS请求，如此可避免呼叫建立请求异常所造成的QoS资源的占用，确保QoS的正确性。
附图说明
图1为本发明一实施方式中网络设备的应用环境图。
图2为本发明一实施方式中网络设备的模块图。
图3为本发明一实施方式中建立服务质量的方法的流程图。
图4A与4B为本发明另一实施方式中建立服务质量的方法的流程图。
具体实施方式
参阅图1，所示为本发明一实施方式中网络设备10的应用环境图。在本实施方式中，两终端设备20与20’分别通过网络设备10与10’连接至网络从而进行相互通信。在本实施方式中，网络设备10与10’为网关，所连接的网络为网络电话(Voice over InternetProtocol，VoIP)网络，终端设备20与20’为网络电话机，其相互通信所传输的封包为语音封包，因而需建立服务质量(Quality of Service，QoS)，以确保语音封包的稳定传输。在本发明的其它实施方式中，网络设备10与10’也可应用于其它网络中。在本实施方式中，网络设备10与10’的结构及工作原理完全相同，因而以下仅以一个网络设备10为例进行说明。
图2所示为本发明一实施方式中网络设备10的模块图。在本实施方式中，网络设备10在连接于网络的两终端设备20与20’之间建立QoS，其包括收发模块100及状态设置模块110。收发模块100用于收发终端设备20与20’其中任一个发送的呼叫建立请求、请求响应信息、确认信息及QoS请求。状态设置模块110用于设置网络设备10的状态，网络设备10的状态包括空闲状态(Idle)、邀请状态(Invite)、尝试状态(Trying)、确认状态(Acknowledge)及QoS状态。
在本实施方式中，开始时，终端设备20与20’之间并未有任何信息传输，网络设备10处于空闲状态。此时，若终端设备20与20’之间需进行通信，其中一个终端设备20发送呼叫建立请求至与其相应之网络设备10，以发送至另一个终端设备20’。网络设备10之收发模块100于空闲状态接收到呼叫建立请求，将该呼叫建立请求发送至另一个终端设备20’，同时，状态设置模块110将网络设备10之状态由空闲状态切换到邀请状态。若另一个终端设备20’接受该呼叫建立请求，其发送请求响应信息至网络设备10。
收发模块100于邀请状态接收到请求响应信息，将该请求响应信息发送至终端设备20，同时，状态设置模块110将该网络设备10的状态由邀请状态切换为尝试状态。在本实施方式中，收发模块100还用于判断呼叫建立请求与请求响应信息是否来自网络同一侧的终端设备20与20’。若呼叫建立请求与请求响应信息来自网络同一侧的终端设备20与20’，表明通信属于内部通信或信息异常，状态设置模块110不会将网络设备10的状态由邀请状态切换为尝试状态。
发话方接收到请求响应信息后，发送确认信息至网络设备10。收发模块100于尝试状态接收到确认信息，将确认信息发送至另一终端设备20’，同时，状态设置模块110将网络设备10的状态由尝试状态切换为确认状态。在本实施方式中，收发模块100还用于判断请求响应信息与确认信息是否来自网络同一侧的终端设备20与20’。若请求响应信息与确认信息来自网络同一侧的终端设备20与20’，表明信息异常，状态设置模块110不会将网络设备10的状态由尝试状态切换到确认状态。
若终端设备20与20’其中任一个发出QoS请求至网络设备10，收发模块100于确认状态接收到QoS请求，将QoS请求发送至终端设备20与20’中的另一个，当该QoS请求成功时，该状态设置模块110将网络设备10的状态由确认状态切换到QoS状态。
在本实施方式中，收发模块100还用于收发终端设备20与20’其中任一个发送的呼叫结束信息、释放QoS请求及释放QoS响应，网络设备10的状态还包括QoS释放状态。若终端设备20与终端设备20’的通信结束，终端设备20与20’其中任一个发出呼叫结束信息至网络设备10。收发模块100于QoS状态接收呼叫结束信息，将呼叫结束信息发送至终端设备20与20’的另一个，同时，状态设置模块110将网络设备10的状态由QoS状态切换到QoS释放状态。终端设备20与20’其中任一个发出释放QoS请求至网络设备10，收发模块100于QoS释放状态接收到释放QoS请求，将释放QoS请求发送至终端设备20与20’的另一个。当收发模块100接收到终端设备20与20’的另一个发送的释放QoS响应时，状态设置模块110将网络设备10的状态由QoS释放状态切换到空闲状态。
在本实施方式中，网络设备10应用于VoIP网络中，呼叫建立请求为会话发起协议(Session Initiation Protocol，SIP)INVITE，请求响应信息为SIP 1XX-2XX，确认信息为SIP ACK，呼叫结束信息为SIP BYE。
在本实施方式中，网络设备10还包括计时器120，用于当网络设备10的状态切换到邀请状态、尝试状态及确认状态时启动。状态设置模块110还用于当计时器120于邀请状态、尝试状态及确认状态逾时而收发模块100未收到任何信息时，将网络设备10的状态切换到空闲状态。
当收发模块100于邀请状态接收到呼叫建立取消或呼叫建立错误信息时，状态设置模块110将网络设备10的状态由邀请状态切换到空闲状态。
当收发模块100于尝试状态及确认状态接收到呼叫建立取消信息时，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到空闲状态。
当收发模块100于QoS状态及释放QoS状态接收到QoS失败信息时，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到空闲状态。
图3所示为本发明一实施方式中建立服务质量的方法的流程图。首先，在步骤S300，终端设备20与20’之间并未有任何信息传输，网络设备10处于空闲状态。此时，若终端设备20之间需进行通信，其中一个终端设备20发送呼叫建立请求至网络设备10，以发送至另一个终端设备20’。在步骤S302，网络设备10的收发模块100接收终端设备20发送的呼叫建立请求，发送该呼叫建立请求至另一个终端设备20’，同时，状态设置模块110将网络设备10的状态由空闲状态切换到邀请状态。
若另一个终端设备20’接受该呼叫建立请求，其发送请求响应信息至网络设备10。在步骤S304，收发模块100接收另一个终端设备20’发送的请求响应信息，发送该请求响应信息至终端设备20，同时，状态设置模块110将该网络设备10的状态由邀请状态切换到尝试状态。
终端设备20接收到请求响应信息后，发送确认信息至网络设备10。在步骤S306，收发模块100接收终端设备20发送的确认信息，发送确认信息至另一个终端设备20’，同时，状态设置模块110将网络设备10的状态由尝试状态切换为确认状态。
若此时，终端设备20与20’其中任一个发出QoS请求至网络设备10，在步骤S308，收发模块100接收终端设备20与20’其中任一个发送的QoS请求，将QoS请求发送至终端设备20与20’中的另一个，当该QoS请求成功时，该状态设置模块110将网络设备10的状态由确认状态切换到QoS状态。
若终端设备20与20’的通信结束，终端设备20与20’其中任一个发出呼叫结束信息至网络设备10。在步骤S310，收发模块100接收终端设备20与20’其中任一个发送的呼叫结束信息，将呼叫结束信息发送至终端设备20与20’中的另一个，同时，状态设置模块110将网络设备10的状态由QoS状态切换到QoS释放状态。
终端设备20与20’其中任一个发出释放QoS请求至网络设备10，在步骤S312，收发模块100接收终端设备20与20’其中任一个发送之释放QoS请求，将释放QoS请求终端设备20与20’中的另一个，且接收终端设备20与20’中的另一个发送的释放QoS响应，状态设置模块110将网络设备10的状态由QoS释放状态切换到空闲状态。
图4A与4B所示为本发明之另一实施方式中建立服务质量的方法的流程图。首先，在步骤S400，网络设备10处于空闲状态。此时，终端设备20发送呼叫建立请求至网络设备10，以发送至另一个终端设备20’。在步骤S402，网络设备10之收发模块100接收终端设备20发送的呼叫建立请求，发送该呼叫建立请求至另一个终端设备20’，启动计时器120，状态设置模块110将网络设备10的状态由空闲状态切换到邀请状态。
在步骤S404，收发模块100判断于计时器120计时期内是否从另一个终端设备20’接收到任何信息。若计时器120逾时，而收发模块100仍未接收到任何信息，在步骤S406，状态设置模块110将网络设备10的状态由邀请状态切换到空闲状态，然后回到步骤S400。
若收发模块100于计时器120计时期内接收到信息，在步骤S408，收发模块100关闭计时器120，判断接收到的信息的类型。若接收到的信息为呼叫建立取消或呼叫建立错误信息，在步骤S410，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到空闲状态，然后回到步骤S400。
若接收到的信息为请求响应信息，在步骤S412，收发模块100判断请求响应信息与呼叫建立请求是否来自网络同一侧。若来自网络同一侧，表明是区域网内的用户互相通信或信息异常，忽略该请求响应信息，在步骤S414，状态设置模块110将网络设备10的状态由邀请状态切换到空闲状态，然后回到步骤S400。
若请求响应信息与呼叫建立请求来自网络的两侧，即终端设备20与20’位于网络的两侧，在步骤S416，收发模块100发送请求响应信息至终端设备20，启动计时器120，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到尝试状态。
在步骤S418，收发模块100判断于计时器120计时期内是否从终端设备20接收到任何信息。若计时器120逾时，收发模块100仍未从终端设备20接收到任何信息，在步骤S420，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到空闲状态，然后回到步骤S400。
若收发模块100于计时器120计时期内从终端设备20接收到信息，在步骤S422，收发模块100关闭计时器120，判断接收到的信息的类型。若接收到的信息为呼叫建立取消信息，在步骤S424，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到空闲状态，然后回到步骤S400。
若接收到的信息为请求响应信息，则回到步骤S418。
若接收到的信息为确认信息，在步骤S426，收发模块100判断确认信息与请求响应信息是否来自网络同一侧。若来自网络同一侧，表明是信息异常，忽略该确认信息，在步骤S428，状态设置模块110将网络设备10的状态由尝试状态切换到空闲状态，然后回到步骤S400。
若确认信息与请求响应信息来自网络的两侧，在步骤S430，收发模块100发送确认信息至另一个终端设备20’，开启计时器120，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到确认状态。
在步骤S432，收发模块100判断于计时器120计时期内是否从终端设备20与20’其中任一个接收到任何信息。若计时器120逾时，收发模块100仍未接收到任何信息，在步骤S434，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到空闲状态，即回到步骤S400。
若收发模块100于计时器120计时期内接收到信息，在步骤S436，收发模块100关闭计时器120，判断接收到的信息的类型。若接收到的信息为呼叫建立取消信息，在步骤S438，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到空闲状态，然后回到步骤S400。
若接收到的信息为QoS请求，在步骤S440，收发模块100判断QoS请求是否成功。在本实施方式中，收发模块100通过判断是否接收到终端设备20与20’的另一个所发送的对QoS请求的响应，判断QoS请求是否成功。若收发模块100接收到终端设备20与20’的另一个所发送的对QoS请求的响应，则判断QoS请求成功。若未成功，则到步骤S438，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到空闲状态，然后回到步骤S400。
若QoS请求成功，则在步骤S442，状态设置模块110将网络设备10的状态切换到QoS状态。
若终端设备20与20’的通信结束，终端设备20与20’其中任一个发出呼叫结束信息至网络设备10。在步骤S444，收发模块100接收终端设备20与20’其中任一个发送的呼叫结束信息，将呼叫结束信息发送至终端设备20与20’的另一个，同时，状态设置模块110将网络设备10的状态由QoS状态切换到QoS释放状态。
终端设备20与20’其中任一个发出释放QoS请求至网络设备10，在步骤S446，收发模块100接收终端设备20与20’其中任一个发送的释放QoS请求，将释放QoS请求发送至终端设备20与20’的另一个，且接收终端设备20与20’的另一个发送的释放QoS响应，状态设置模块110将网络设备10的状态由QoS释放状态切换到空闲状态。
利用本发明的网络设备10及其建立服务质量的方法，当通话经过三方握手(Three-WayHandshake)后，才允许QoS请求，如此可避免呼叫建立请求异常所造成的QoS资源的占用，确保QoS的正确性。

Claims (18)

1.一种网络设备，用于在连接于网络的两终端设备之间建立服务质量(QoS)，其特征在于，包括：
收发模块，用于收发所述终端设备其中任一个发送的呼叫建立请求、请求响应信息、确认信息及QoS请求；及
状态设置模块，用于设置所述网络设备的状态，所述网络设备的状态包括空闲状态、邀请状态、尝试状态、确认状态及QoS状态；
其中，所述状态设置模块用于当所述收发模块于所述空闲状态接收到所述呼叫建立请求时，将所述网络设备的状态由所述空闲状态切换为所述邀请状态；当所述收发模块于所述邀请状态接收到所述请求响应信息时，将所述网络设备的状态由所述邀请状态切换为所述尝试状态；当所述收发模块于所述尝试状态接收到所述确认信息时，将所述网络设备的状态由所述尝试状态切换到所述确认状态；及当所述收发模块于所述确认状态接收到所述QoS请求且所述QoS请求成功时，将所述网络设备的状态由所述确认状态切换到所述QoS状态。
2.如权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述收发模块还用于收发所述终端设备其中任一个发送的呼叫结束信息，所述状态设置模块还用当所述收发模块于所述QoS状态接收到所述呼叫结束信息时，将所述网络设备的状态由所述QoS状态切换到QoS释放状态。
3.如权利要求2所述的网络设备，其特征在于，所述收发模块还用于收发所述终端设备其中任一个发送的释放QoS请求，及接收所述终端设备的另一个发送的释放QoS响应，所述状态设置模块还用于当所述收发模块于所述QoS释放状态接收到所述释放QoS响应时，将所述网络设备的状态由所述QoS释放状态切换到所述空闲状态。
4.如权利要求1所述的网络设备，其特征在于，还包括计时器，用于当所述网络设备的状态切换到所述邀请状态、所述尝试状态及所述确认状态时启动。
5.如权利要求4所述的网络设备，其特征在于，所述状态设置模块还用于当所述计时器于所述邀请状态、所述尝试状态及所述确认状态逾时，而所述收发模块未接收到任何信息时，将所述网络设备的状态切换到所述空闲状态。 
6.如权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述收发模块还用于判断所述呼叫建立请求与所述请求响应信息是否来自网络同一侧的终端设备及判断所述请求响应信息与所述确认信息是否来自网络同一侧的终端设备。
7.一种建立服务质量(QoS)的方法，应用于网络设备中，以在连接于网络的两个终端设备间建立QoS连接，其特征在于，包括：
所述网络设备处于空闲状态；
接收一个终端设备发送的呼叫建立请求，发送所述呼叫建立请求至另一个终端设备，并将所述网络设备的状态切换到邀请状态；
接收所述另一个终端设备发送的请求响应信息，发送所述请求响应信息至所述一个终端设备，并将所述网络设备的状态切换到尝试状态；
接收所述一个终端设备发送的确认信息，发送所述确认信息至所述另一个终端设备，并将所述网络设备的状态切换到确认状态；及
接收所述两个终端设备其中任一个发送的QoS请求，并在QoS请求成功后，将所述网络设备的状态切换到QoS状态。
8.如权利要求7所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
接收所述两个终端设备之其中任一个发送的呼叫结束信息；及
将所述网络设备的状态由所述QoS状态切换到QoS释放状态。
9.如权利要求8所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
接收所述两个终端设备其中任一个发送的释放QoS请求；及
接收所述两个终端设备的另一个发送的释放QoS响应，并将所述网络设备的状态由所述QoS释放状态切换到所述空闲状态。
10.如权利要求7所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述网络设备的状态切换到邀请状态时，启动计时器；
判断于所述计时器的计时期内是否接收到任何信息；及
若所述计时器逾时，仍未接收到任何信息，将所述网络设备的状态切换到空闲状态。 
11.如权利要求10所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
于所述邀请状态接收到呼叫建立取消或呼叫建立错误信息，将所述网络设备的状态切换到空闲状态。
12.如权利要求7所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
判断所述呼叫建立请求与所述请求响应信息是否来自网络同一侧的终端设备。
13.如权利要求7所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述网络设备的状态切换到尝试状态时，启动计时器；
判断于所述计时器的计时期内是否接收到任何信息；及
若所述计时器逾时，仍未接收到任何信息，将所述网络设备的状态切换到空闲状态。
14.如权利要求13所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
于所述尝试状态接收到呼叫建立取消信息，将所述网络设备的状态切换到所述空闲状态。
15.如权利要求7所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
判断所述请求响应信息与所述确认信息是否来自网络同一侧的终端设备。
16.如权利要求7所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当所述网络设备的状态切换到确认状态时，启动计时器；
判断于所述计时器的计时期内是否接收到任何信息；及
若所述计时器逾时，仍未接收到任何信息，将所述网络设备的状态切换到所述空闲状态。
17.如权利要求16所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤： 
于所述确认状态接收到呼叫建立取消信息，将所述网络设备的状态切换到空闲状态。
18.如权利要求17所述的建立服务质量(QoS)的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
判断所述QoS请求是否成功；
若不成功，将所述网络设备的状态切换到所述空闲状态。 
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