CN102025848A - 网关及其处理封包的方法 - Google Patents

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Abstract

一种网关，与媒体网关控制器通信相连，用于在一个用户终端与另一用户终端之间建立通话。所述网关包括一个管理卡与多个线卡，所述多个线卡与一个或多个用户终端相连，用于发送与接收网间控制封包。管理卡包括IP地址与MAC地址，用于接收线卡发送的网间控制封包，并根据网间控制封包中的线卡号与端口号生成用户终端的识别号。其中，管理卡利用其IP地址与用户终端的识别号与媒体网关控制器通信以以实现与用户终端相连的线卡利用所述管理卡的IP地址建立与另一用户终端通话。本发明还提供了一种网关处理封包的方法，所述网关及其处理封包的方法有效提高了IP地址的利用率。

Description

网关及其处理封包的方法
技术领域
本发明涉及一种网关，尤其涉及一种网关处理封包的方法。
背景技术
在现有的VoIP通信中，通信的双方均必须连上因特网的线路，因双方的设备是通过因特网协议(Internet Protocol，IP)来传送信息，而且通信双方均必须有固定的IP地址，双方通信时需发送ARP(Address Resolution Protocol)封包来获取对方的源物理(MediaAccess Control，MAC)地址。然而，现在的IP地址资源不足。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种网关，能够提高IP地址的利用率。
此外，还需提供一种处理封包的方法用于网关中来提高IP地址的利用率。
本发明实施方式中的网关与媒体网关控制器通信相连，用于在一个用户终端与另一用户终端之间建立通话，，所述网关包括一个管理卡与多个线卡。多个线卡，每个线卡与一个或多个用户终端相连，当其中一个用户终端准备通话时，与用户终端相连的线卡发送网间控制封包(Internet Control Message)，其中，网间控制封包包括与准备通话的用户终端相连的线卡的线卡号以及准备通话的用户终端对应的端口号。管理卡包括IP地址与MAC地址，用于接收线卡发送的网间控制封包，并根据网间控制封包中的线卡号与端口号生成准备通话的用户终端的识别号。其中，管理卡基于其IP地址与准备通话的用户终端的识别号发送通话请求封包到媒体网关控制器，通话请求封包中包括用户终端的摘机信息。媒体网关控制器根据通话请求封包自动回应一个通话回应封包，通话回应封包中包括拨号音以及识别号。管理卡从其所接收到的通话回应封包中获取准备通话的用户终端的端口号并发送带有拨号音的网间控制封包到对应线卡上的端口，准备通话的用户终端即可开始拨号，从而实现与用户终端相连的线卡利用管理卡的IP地址与另一用户终端建立通话。
本发明实施方式中的处理封包的方法，所述网关包括多个线卡与一个管理卡，与媒体网关控制器通信相连，所述方法用于在一用户终端与另一用户终端之间建立通话，所述方法包括：当用户终端准备通话时，与用户终端相连的线卡发送带有摘机信息的网间控制(Internet Control Message)封包至管理卡，其中，网间控制封包包括所述线卡的线卡号与用户终端对应的端口号；管理卡根据网间控制封包中的线卡号与端口号对应的序列号生成准备通话的用户终端的识别号，并利用管理卡的IP地址与用户终端的识别号发送通话请求封包到媒体网关控制器，其中，通话请求封包中包括用户终端的摘机信息，媒体网关控制器根据通话请求封包自动回应一个通话回应封包，通话回应封包中包括拨号音与所述识别号；管理卡从其所接收到的通话回应封包中获取准备通话的用户终端的端口号并发送带有拨号音的网间控制封包到对应线卡上的对应端口，准备通话的用户终端即可开始拨号，从而实现与用户终端相连的线卡利用管理卡的IP地址与另一用户终端建立通话。
本发明网关中的多个线卡利用管理卡的IP地址与VoIP网络进行通信，能有效减少连接在同一网关的用户终端之间建立通信时发送ARP封包的数目，同时没有连接在同一网关的用户终端可以利用管理卡的IP地址进行通话，有效的提高了IP地址的利用率。
附图说明
图1为本发明网关一实施方式的结构图及应用环境图。
图2为本发明网关中线卡一实施方式的模块图。
图3为本发明网关建立通话的一实施方式的流程图。
图4为本发明网关处理封包的一实施方式的流程图。
具体实施方式
请参阅图1，所示为本发明网关10一实施方式的结构图及应用环境图。
在本实施方式中，网关10一端与多个用户终端20、21、22相连，另一端通过VoIP网络30与媒体网关控制器(Media Gateway Controller)40以及用户终端23相连，用于在一用户终端与另一用户终端之间建立通话。在本实施方式中，网关10包括一个管理卡110与多个线卡120，其中，管理卡110包括IP地址与源物理(Media Access Control，MAC)地址，与VoIP网络30相连，每一线卡120包括一个MAC地址与唯一的线卡号，且线卡120还包括多个端口号，线卡120与用户终端20相连。
在本实施方式中，每个线卡120与一个或多个用户终端相连，当其中一个用户终端20准备通话时，与所述用户终端20相连的线卡120发送带有用户终端20的摘机信息的网间控制封包(Internet Control Message)，其中，网间控制封包包括与准备通话的用户终端20相连的线卡120的线卡号以及所述准备通话的用户终端对应的端口号。在本实施方式中，另一用户终端可以为用户终端21，也可以为用户终端22，还可以为用户终端23。
在本实施方式中，与同一个线卡120相连的用户终端20与另一用户终端21可以相互通话，与网关10内不同线卡120相连的用户终端20与另一用户终端22可以相互通话，与不同网关相连且通过VoIP网络相连的用户终端20与另一用户终端23也可以相互通话。
管理卡110包括IP地址与MAC地址，用于接收线卡120发送的带有用户终端20的摘机信息的网间控制封包，并根据所述网间控制封包中的线卡号与端口号相对应的序列号生成所述准备通话的用户终端20的识别号。在本实施方式中，管理卡110生成用户终端20的识别号的方法为：(线卡号-1)*每一线卡所连接的用户终端20的数量+所述封包中的源端口号位于所述端口范围中序号，例如，网关10中共有14张线卡120，每一张线卡120上连接了48个用户终端20，若第二张线卡120上第3个端口发送网间控制封包，则用户终端20的识别号为：(21)*48+3＝51。
其中，管理卡110基于其IP地址与所述准备通话的用户终端20的识别号发送通话请求封包到媒体网关控制器40，其中，通话请求封包中包括用户终端20的摘机信息，媒体网关控制器40根据通话请求封包自动回应一个通话回应封包，通话回应封包中包括拨号音与所述识别号，管理卡110从其所接收到的通话回应封包中获取所述准备通话的用户终端20的端口号并发送带有拨号音的网间控制封包到对应的线卡上的端口，所述准备通话的用户终端20即可开始拨号，从而实现与所述用户终端20相连的线卡120利用所述管理卡110的IP地址与另一用户终端通话。
在本实施方式中，多个线卡120共用管理卡110的IP地址与VoIP网络30及其他用户终端23进行通信。在本实施方式中，管理卡110可为处理器，如IP_MPU(Internet Protocol MainProcessor Unit)，用户终端20、21、22、23可为普通电话。它们之间的通话可用本发明实施方式中所揭示的内容来建立。
请参阅图2，所示为图1中网关10中线卡120一实施方式的模块图。在本实施方式中，多个线卡120包括按自然数排序的线卡号。
在本实施方式中线卡120包括通信模块1201、判断模块1202及查找模块1203。
通信模块1201用于接收实时传输(Real-time Transport Protocol，RTP)封包，其中RTP封包包括源IP地址、目的IP地址、源端口号及目的端口号。
判断模块1202用于判断RTP封包的目的IP地址与源IP地址是否相同，其中判断模块1202在所述RTP封包的目的IP地址与源IP地址相同时还用于判断RTP封包中的源端口号与目的端口号是否处于同一个端口范围，若处于同一端口范围，则表示另一用户终端为用户终端21，与用户终端20连接在同一线卡120上，通信模块1201还用于在RTP封包中的源端口号与目的端口号处于同一个端口范围时直接发送所述RTP封包至另一用户终端21。
在本实施方式中，如果RTP封包的源IP地址与目的IP地址不同，则判断模块1202还用于判断RTP封包的目的IP地址与管理卡110的IP地址是否相同。在本实施方式中，若RTP封包的目的IP地址与管理卡的IP地址不相同，则表示用户终端20与另一用户终端不处于同一个网关10下，另一用户终端为用户终端23，通信模块1201请求管理卡110发送ARP(AddressResolution Protocol)封包询问另一用户终端23的MAC地址，然后根据另一用户终端23的MAC地址发送RTP封包。
若RTP封包的源IP地址与目的IP地址相同但RTP封包的源端口号与目的端口号不处于同一个端口范围，则表示用户终端20与另一用户终端22处于同一网关，但未连接在同一线卡120上，因此查找模块1203用于在RTP封包目的IP地址与源IP地址相同但RTP封包的源端口号与目的端口号不处于同一个端口范围时查找通信端口映射表来寻找所述另一用户终端22的MAC地址。在本实施方式中，所述网关10启动时所述管理卡110根据多个所述线卡120中的每一个通信端口、相应的端口号、所述每一个线卡号及对应的MAC地址建立一个通信端口映射表，并将所述通信端口映射表传送给所述每一线卡120。在本实施方式中，通信模块1201还用于根据线卡120的MAC地址发送RTP封包。通信端口映射表如表1所示。
表1  通信端口映射表
  线卡号   端口范围   MAC地址
  01   3000～3999   MAC1
  02   4000～4999   MAC2
  03   5000～5999   MAC3
  …   …   …
因网关10中的多个线卡120共用管理卡110的IP地址，这样就不需要给每一个线卡120分配固定的IP地址，提高了IP地址的利用率，同时减少了网关10内部发送ARP封包的数量。
请参阅图3，所示为网关10为用户终端20与另一用户终端建立通话的一实施方式的流程图。在本实施方式中，所述方法通过图1所示的结构与环境来实现。在本实施方式中，用户终端20准备通话时，与所述用户终端20相连的线卡120发送带有用户终端20的摘机信息的网间控制(Internet Control Message)封包至管理卡110，其中，所述网间控制封包包括所述线卡120的线卡号与所述准备通话的用户终端20对应的端口号。
管理卡110根据所述网间控制封包中的线卡号与端口号对应的序列号生成所述准备通话的用户终端20的识别号，并利用管理卡110的IP地址与用户终端20的识别号发送通话请求封包到媒体网关控制器40，其中，所述通话请求封包中包括用户终端20的摘机信息，媒体网关控制器40根据通话请求封包自动回应一个通话回应封包，通话回应封包中包括拨号音与所述识别号。
在本实施方式中，管理卡110生成用户终端20的识别号的公式为：(线卡号-1)*每一线卡所连接的用户终端20的数量+所述封包中的源端口号位于所述端口范围中序号，例如，网关10中共有14张线卡120，每一张线卡120上连接了48个用户终端20，若第5张线卡120上第20个端口发送网间控制封包，则用户终端20的识别号为：(5-1)*48+20＝212。
管理卡110从其所接收到的通话回应封包中的获取所述准备通话的用户终端20的端口号并发送带有拨号音的网间控制封包到对应的线卡上的对应端口，所述准备通话的用户终端20即可以开始拨号，从而实现与所述用户终端20相连的线卡120利用管理卡110的IP地址与另一用户终端建立通话。
在本实施方式中，由于管理卡110与线卡120上的用户终端20只能通过线卡号与端口号通信，故管理卡110接收到通话回应封包时将该封包中的识别号换算成线卡号与端口号。在本实施方式中，管理卡110将识别号换算为线卡号与端口号的方法为：识别号÷每一线卡所连接的用户终端20的数量得到商为线卡号，余数为所述封包的目的端口号位于所述端口范围中序号，例如，识别号为46，第一线卡所连接的用户终端的数量为12，则线卡号为3，所述封包的目的端口号位于所述端口范围中序号为10。
请参阅图4，所示为网关10处理封包的一实施方式的流程图。在本实施方式中，所述方法通过图1与图2所示装置与模块来实现。在本实施方式中，所述用户终端与另一用户终端建立通话后经所述网关发送实时传输(Real-time Transport Protocol，RTP)封包给对方，网关10中的线卡120若接收到RTP封包，则执行该处理封包的方法。
在步骤S400中，通信模块1201接收实时传输(Real-time Transport Protocol，RTP)封包。在本实施方式中，用户终端与另一用户终端通过发送RTP封包进行通话，且RTP封包包括源IP地址、目的IP地址、源端口号及目的端口号。
在步骤S402，判断模块1202判断RTP封包的目的IP地址与源IP地址是否相同。在本实施方式中，因线卡120利用管理卡110的IP地址与媒体网关控制器40通信，故若用户终端用户与另一用户终端均连接于同一个网关10，则用户终端所发送的RTP封包中源IP地址与目的IP地址相同。
若RTP封包的目的IP地址与源IP地址相同，则在步骤S404，判断模块1202判断RTP封包的目的端口号与源端口号是否处于同一个端口范围。在本实施方式中，管理卡110与线卡120中均储存有通信端口映射表(表1)，因此判断模块1202根据通信端口映射表(表1)即可判断所述RTP封包的目的端口号与源端口号是否处于同一个端口范围。在本实施方式中，处于同一个端口范围表示一用户终端与另一用户终端连接在同一个线卡120上。
若所述RTP封包的目的端口号与源端口号处于同一个端口范围，则在步骤S406，通信模块1201直接发送所述RTP封包至另一用户终端。
若RTP封包的目的端口号与源端口号不处于同一个端口范围，则在步骤S408，查找模块1203在通信端口映射表(表1)中查找另一用户终端所连接的线卡的MAC地址。在本实施方式中，网关10启动时管理卡110根据多个线卡120中的每一个通信端口、相应的端口号、所述每一个线卡号及对应的MAC地址建立一个通信端口映射表(表1)，并将通信端口映射表(表1)传送给所述每一线卡120。
在步骤S410，通信模块1201根据线卡的MAC地址发送所述RTP封包。
若所述RTP封包的目的IP地址与源IP地址不相同，则表示用户终端与另一用户终端没有接在同一个网关10上，因此，在步骤S412，判断模块1202判断RTP封包的目的IP地址与管理卡110的IP地址是否相同。在本实施方式中，RTP封包的目的IP地址与管理卡110的IP地址相同表示所述RTP封包是经VoIP网络30传送给网关10，而RTP封包中的目的IP地址与管理卡的IP地址不相同则表示所述RTP封包是由网关10将发送给远程的用户终端。
若所述RTP封包的目的IP地址与管理卡110的IP地址不相同，则在步骤S414，通信模块1201发送网间控制封包给管理卡110，以请求管理卡110发送ARP(Address ResolutionProtocol)封包询问另一用户终端23的MAC地址。
当线卡120获取了另一用户终端23的MAC地址后，在步骤S416，通信模块1201根据另一用户终端23的MAC地址发送RTP封包。
若RTP封包的目的IP地址与管理卡110的IP地址相同，则在步骤S418，查找模块1203根据RTP封包中的端口号与通信端口映射表(表1)寻找另一用户终端。
当在步骤S420，通信模块1201根据另一用户终端的端口号发送RTP封包。
本发明的网关10及其处理封包的方法通过多个线卡120共用管理卡110的IP地址与VoIP网络30进行通信，若两个用户终端均接在同一网关10上，则在建立通话后可以通过发送RTP封包直接通话，这样能有效减少发送ARP封包的数目，而没有连接在同一网关10的用户终端通话时则利用管理卡的IP地址，提高了IP地址的利用率。

Claims (14)

1.一种网关，与媒体网关控制器通信相连，用于在一个用户终端与另一用户终端之间建立通话，其特征在于，所述网关包括：
多个线卡，每个线卡与一个或多个用户终端相连，当其中一个用户终端准备通话时，与所述用户终端相连的线卡发送网间控制封包(Internet Control Message)，其中，所述网间控制封包包括与所述准备通话的用户终端相连的线卡的线卡号以及所述准备通话的用户终端对应的端口号；以及
管理卡，包括IP地址与MAC地址，用于接收所述线卡发送的网间控制封包，并根据所述网间控制封包中的线卡号与端口号生成所述准备通话的用户终端的识别号；
其中，所述管理卡基于其IP地址与所述准备通话的用户终端的识别号发送通话请求封包到所述媒体网关控制器，所述通话请求封包中包括所述用户终端的摘机信息；
所述媒体网关控制器根据所述通话请求封包自动回应一个通话回应封包，所述通话回应封包中包括拨号音以及所述识别号；
所述管理卡从其所接收到的通话回应封包中获取所述准备通话的用户终端的端口号并发送带有拨号音的网间控制封包到对应线卡上的端口，所述准备通话的用户终端即可开始拨号，从而实现与所述用户终端相连的线卡利用所述管理卡的IP地址与另一用户终端建立通话。
2.如权利要求1所述的网关，其特征在于，所述线卡与所述管理卡中还包括通信端口映射表，用于记录所述线卡的线卡号、MAC地址及每一个通信端口的端口号。
3.如权利要求2所述的网关，其特征在于，所述线卡包括：
通信模块，用于接收实时传输(Real-time Transport Protocol，RTP)封包，其中所述RTP封包包括源IP地址、目的IP地址、源端口号及目的端口号；及
判断模块，用于判断所述RTP封包的目的IP地址与源IP地址是否相同，并在所述RTP封包的目的IP地址与源IP地址相同时判断所述RTP封包中的源端口号与目的端口号是否处于同一个端口范围，其中所述通信模块还用于在所述RTP封包中的源端口号与目的端口号处于同一个端口范围时直接发送所述RTP封包至所述另一用户终端。
4.如权利要求3所述的网关，其特征在于，所述线卡还包括查找模块，用于在所述RTP封包目的IP地址与源IP地址相同但所述RTP封包的源端口号与目的端口号处于不同端口范围时查找所述通信端口映射表以获取所述另一用户终端的MAC地址。
5.如权利要求3所述的网关，其特征在于，所述判断模块还用于在所述RTP封包的目的IP地址与源IP地址不相同时判断所述RTP封包的目的IP地址与所述管理卡的IP地址是否相同。
6.如权利要求5所述的网关，其特征在于，所述通信模块还用于在所述RTP封包的目的IP地址与所述管理卡的IP地址不相同时请求所述管理卡询问所述另一用户终端的MAC地址。
7.如权利要求5所述的网关，其特征在于，所述通信模块还用于在所述RTP封包的目的IP地址与所述管理卡的IP地址相同时通过查询所述通信端口映射表来发送所述RTP封包至另一用户终端。
8.如权利要求6所述的网关，其特征在于，所述管理卡还用于接收没有连接在所述网关的另一用户终端的RTP封包，并根据所述RTP封包的端口号查找通信端口映射表寻找与另一用户终端相连的线卡的MAC地址。
9.一种网关处理封包的方法，所述网关包括多个线卡与一个管理卡，与媒体网关控制器通信相连，所述方法用于在一用户终端与另一用户终端之间建立通话，其特征在于，所述方法包括：
当用户终端准备通话时，与所述用户终端相连的线卡发送带有摘机信息的网间控制(Internet Control Message)封包至所述管理卡，其中，所述网间控制封包包括所述线卡的线卡号与所述用户终端对应的端口号；
所述管理卡根据所述网间控制封包中的线卡号与端口号对应的序列号生成所述准备通话的用户终端的识别号，并利用所述管理卡的IP地址与所述用户终端的识别号发送通话请求封包到所述媒体网关控制器，其中，所述通话请求封包中包括所述用户终端的摘机信息，所述媒体网关控制器根据所述通话请求封包自动回应一个通话回应封包，所述通话回应封包中包括拨号音与所述识别号；及
所述管理卡从其所接收到的通话回应封包中获取所述准备通话的用户终端的端口号并发送带有拨号音的网间控制封包到对应线卡上的对应端口，所述准备通话的用户终端即可开始拨号，从而实现与所述用户终端相连的线卡利用所述管理卡的IP地址与另一用户终端建立通话。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
所述用户终端与所述另一用户终端建立通话后经所述网关发送实时传输(Real-timeTransport Protocol，RTP)封包给对方；
所述线卡接收RTP封包，其中所述RTP封包包括源IP地址、目的IP地址、源端口号及目的端口号；
所述线卡判断所述RTP封包的目的IP地址与源IP地址是否相同；
若所述RTP封包的目的IP地址与源IP地址相同，则所述线卡判断所述RTP封包中的源端口号与目的端口号是否处于同一个端口范围；及
若所述RTP封包中的源端口号与目的端口号处于同一个端口范围，则所述线卡直接发送所述RTP封包至所述另一用户终端。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
所述网关启动时所述管理卡根据多个所述线卡中的每一个通信端口、相应的端口号、所述每一个线卡号及对应的MAC地址建立一个通信端口映射表，并将所述通信端口映射表传送给所述每一线卡。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
若所述RTP封包中的源端口号与目的端口号不处于同一个端口范围，则所述线卡查找所述通信端口映射表中所述另一用户终端所连接的线卡的MAC地址；及
根据查找到的所述线卡的MAC地址及相应的端口号发送所述RTP封包至所述另一用户终端。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
若所述RTP封包的目的IP地址与源IP地址不相同，则所述线卡判断所述RTP封包的目的IP地址与所述管理卡的IP地址是否相同；及
若所述RTP封包的目的IP地址与所述管理卡的IP地址相同，则所述线卡根据所述通信端口映射表发送所述封包至对应的另一用户终端。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
若所述RTP封包的目的IP地址与所述管理卡的IP地址不相同，则所述线卡请求所述管理卡发送ARP封包询问所述另一用户终端的MAC地址；及
根据MAC地址发送所述RTP封包至所述另一用户终端。
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