CN111212088B - 一种加速服务器提速rtp报文转发方法以及装置 - Google Patents

一种加速服务器提速rtp报文转发方法以及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种加速服务器提速RTP报文转发方法及装置，实现了将多UA的RTP流转化为TCP，再转发至加速服务器的进行相应的处理。加速服务器通过TCP接收UA对应的RTP流和接收PBX回复的合成媒体流，解包和改包后通过原始套接字转给PBX，减少了PBX区分UA的工作量，最终保证整个系统的稳定运行。

Description

一种加速服务器提速RTP报文转发方法以及装置
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种加速服务器提速RTP报文转发方法以及装置。
背景技术
加速服务器是在传统的UA(SIP电话、软终端与APP等)与PBX的RTP流的直接交互之间增加了一道TCP的转换桥梁，使得当前的其他流行的协议和技术能更好的引入和扩展。为了让PBX系统支持更多的实时流协议或者技术，并且有相对方便的扩展性，引入“加速服务器”这个主机节点使得在转发RTP报文时可以利用TCP进行稳定转发和使用TCP加速技术加速报文转发。
加速服务器系统要求我们将终端UA的RTP报文通过TCP荷载的方式集中转发到加速服务器进行处理，加速服务器完成包过滤、解包、改包、封包合成等流程处理后通过原始套接字发送给PBX，PBX收到后再回复合成的媒体流给加速服务器，通过加速服务器内置IP与端口映射表找到对应TCP连接，将它作为TCP荷载再转发回给UA端来实现稳定传输与加速的目的。但是在UA处判断对应符合条件的包钩取进行TCP荷载和在加速服务器处TCP连接数的不断增加的情况下，如何将收到的包快速、准确、完整的转发至PBX处理以及如何将PBX回复的合成媒体流(RTP流)快速、准确通过加速服务器转回给UA是加速服务器系统实现的一大难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种加速服务器提速RTP报文转发方法以及装置，减少了PBX区分UA的工作量，最终保证整个系统的稳定运行。
第一方面，本发明提供了一种方法，包括：
步骤1、加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取符合源端口限制的UDP报文；
步骤2、钩取到后，将钩取到的UDP报文传到用户空间；
步骤3、用户空间的协议转换应用程序在接收到UA内核传输来的消息后，会检测初始化与加速服务器的TCP链接与否，在链接好后，将所述UDP报文作为TCP包的荷载转发给加速服务器；
步骤4、加速服务器接收到所述TCP包后，会解包取出荷载的UDP报文，通过查看一映射关系表，判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则通过原始套接字修改包后发出，若不存在，则添加在修改包后发出；
步骤5、PBX收到加速服务器的报文后，进行交互，回复合成的媒体流；
步骤6、合成的媒体流被加速服务器接收到后，按照设定规则钩取报文，传到用户空间，在加速服务器的用户空间得到这个消息体后，查出IP和对应端口，然后通过这个去查询映射表，找到相应的TCP的描述符并发回给UA；
步骤7、UA在收到加速服务器回复的TCP包后，进行解包，然后取出荷载，改包为UA的IP通过原始套接字发出。
进一步地，所述步骤1进一步具体为：在UA内核动态安装内核钩包模块，加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取UA与PBX通过SDP协商的符合源端口限制条件的IPV4以及IPV6的UDP报文。
进一步地，所述步骤4进一步具体为：在加速服务器接收到UA处传过来的TCP包时，首先进行解包操作，得到荷载包的信息，然后查找目的IP与端口和TCP描述符构成的映射表判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；若不存在，则将这对映射消息加入映射表，进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；
当加速服务器接收到UA处的TCP包为BYE报文时，将这个映射表中的所述TCP描述符的所有映射关系删除。
进一步地，步骤8、UA处的协议转换应用程序接收内核钩包消息超时，断开与加速服务器的TCP连接，之后发送TCP包到加速服务器，所述TCP包为BYE报文，加速服务器删除全部与所述TCP描述符的映射关系，结束一次UA与PBX媒体流交互。
第二方面，本发明提供了一装置，包括：包括：
钩取模块，加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取符合源端口限制的UDP报文；
发送模块，钩取到后，将钩取到的UDP报文传到用户空间；
转发模块，用户空间的协议转换应用程序在接收到UA内核传输来的消息后，会检测初始化与加速服务器的TCP链接与否，在链接好后，将所述UDP报文作为TCP包的荷载转发给加速服务器；
修包模块，加速服务器接收到所述TCP包后，会解包取出荷载的UDP报文，通过查看一映射关系表，判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则通过原始套接字修改包后发出，若不存在，则添加在修改包后发出；
回复模块，PBX收到加速服务器的报文后，进行交互，回复合成的媒体流；
发回模块，合成的媒体流被加速服务器接收到后，按照设定规则钩取报文，传到用户空间，在加速服务器的用户空间得到这个消息体后，查出IP和对应端口，然后通过这个去查询映射表，找到相应的TCP的描述符并发回给UA；
发出模块，UA在收到加速服务器回复的TCP包后，进行解包，然后取出荷载，改包为UA的IP通过原始套接字发出。
进一步地，所述钩取模块进一步具体为：在UA内核动态安装内核钩包模块，加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取UA与PBX通过SDP协商的符合源端口限制条件的IPV4以及IPV6的UDP报文。
进一步地，所述修包模块进一步具体为：在加速服务器接收到UA处传过来的TCP包时，首先进行解包操作，得到荷载包的信息，然后查找目的IP与端口和TCP描述符构成的映射表判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；若不存在，则将这对映射消息加入映射表，进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；
当加速服务器接收到UA处的TCP包为BYE报文时，将这个映射表中的所述TCP描述符的所有映射关系删除。
进一步地，结束模块，UA处的协议转换应用程序接收内核钩包消息超时，断开与加速服务器的TCP连接，之后发送TCP包到加速服务器，所述TCP包为BYE报文，加速服务器删除全部与所述TCP描述符的映射关系，结束一次UA与PBX媒体流交互。
本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
在UA(终端或APP)和PBX间的原本RTP媒体流交互间多加一道桥梁，让PBX的系统能支持更多的实时流协议或者技术，提供给RTP更稳定及更快速的交互，并且有相对方便的扩展性，具有较高的使用价值。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明加速服务器提速RTP报文转发方法流程图。
图2为本发明中UA处包操作处理关系示意图一。
图3为本发明中UA处包操作处理关系示意图二。
图4为本发明中映射表关系示意图。
图5为本发明中加中速服务器流程图。
具体实施方式
本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：本发明一种加速服务器的提速RTP报文转发方法实现了将多UA的RTP流快速、准确、完整的转化为TCP转发至加速服务器进行相应的处理，加速服务器通过TCP连接接收UA对应的RTP流和PBX回复给UA的合成媒体流，通过解TCP包并改包通过原始套接字转给PBX，减少了PBX区分UA的工作量，最终保证整个系统的稳定运行。
1、加速服务器系统首先具有UA内核钩包模块，钩取UA与PBX通过SDP协商的符合源端口限制条件的IPV4以及IPV6的UDP(协商后的RTP流)报文；2、钩取到后，通过netlink将钩取到的报文整个传到用户空间；3、加速服务器系统的UA用户空间运行有一个协议转换应用程序在接收到内核传输来的消息后，会检测初始化与加速服务器的TCP链接与否，链接好后会将这个UDP消息体作为TCP的荷载整个转发给加速服务器。4、加速服务器在接收到这个TCP包后，会解包取出荷载的UDP报文，并然后会去查一张映射关系表，看看这个TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，存在则通过原始套接字修改包发出，不存在则添加在修改包发出。5、PBX收到加速服务器的报文后，进行交互，回复合成的媒体流。6、合成媒体流被加速服务器的内核模块接收到后，同理按照一定规则钩取报文，传到用户空间，在加速服务器的用户空间得到这个消息体后，查出IP和对应端口然后通过这个去查询映射表，找到相应的TCP的描述符并转发发回给UA。7、UA在收到加速服务器回复的TCP包后进行解包，然后取出荷载，改包为自己的IP通过原始套接字发出。
如图1所示，其具体的实施方式：
步骤1、在用户的UA内核动态安装内核钩包模块并在UA的用户空间运行协议转换应用程序。
步骤2、运行在UA的内核空间模块的钩包程序会持续钩取符合源端口限制的UDP报文(IPV4、IPV6的RTP流)，复制一份并传输到用户空间的协议转换应用程序，传输成功就将内核源包丢掉失败就按原本路径处理(即原本从IP层钩取的包,失败就按原本协议栈接收包路径处理.)；UA用户空间运行的应用程序协议转换应用程序，会持续的监听内核有无钩取到报文，如若接收到报文读取出来后，先进行检测初始化与加速服务器的TCP连接与否，如若没有就连接并将包作为荷载转发给加速服务器，如没有就先连接再传输，用户空间运行的协议转换应用程序在超时时间没收到内核钩取的报文消息时，会去检测与加速服务器初始化TCP连接与否(UA端用户空间管理连接加速服务器TCP的标志,就是通过内核勾包的时间,如若超时未接收到就会去检测,检测到已初始化TCP连接就断开)，初始化了后就进行链接断开操作，如图2和图3所示。
步骤3、在加速服务器接收到UA处传过来的TCP包时，首先进行解包操作，得到荷载包的信息，然后查找目的IP与端口和TCP描述符构成的映射表，如图4所示，如若有就进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出，减轻PBX的负担，如若没有就将这对映射消息加入映射表，在进行如上操作，当接收到UA处的TCP的BYE消息时，会去将这个映射表中的相应TCP描述符的所有映射关系删除。
步骤4、在PBX接收到加速服务器发出的UDP报文，进行RTP流的交互，回复合成的媒体流至UA。
步骤5、在加速服务器的内核空间也运行有和UA处差不多的钩包模块(区别是UA处钩取出去的包，而加速服务器钩取进来的包)，在内核钩取到包后，传输到加速服务器的应用程序，并根据源IP和端口查找映射表中关系的TCP描述符，然后将这个包作为荷载整个的通过TCP传回给UA，如图5所示。
步骤6、在UA处用户空间运行的协议转换应用程序，接收到加速服务器的TCP包，进行解包操作，得到荷载信息然后进行改包，将包的目的IP改为自身的IP通过原始套接字发送出去(发送给自身,相当于将上层收到的TCP消息内容提取出来转成了UDP消息)。
步骤7、UA处的协议转换应用程序接收内核钩包消息超时，断开与加速服务器的TCP连接发送BYE报文到加速服务器端加速服务器删除全部与这个TCP描述符的映射关系结束一次UA与PBX媒体流交互。当有新的UA连接加速服务器建立时，重复以上流程，实现对加速服务器中的RTP流提速、准确、完整的转发。
实施例一
本实施例提供一种方法，包括：
步骤1、在UA内核动态安装内核钩包模块，加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取UA与PBX通过SDP协商的符合源端口限制条件的IPV4以及IPV6的UDP报文；
步骤2、钩取到后，将钩取到的UDP报文传到用户空间；
步骤3、用户空间的协议转换应用程序在接收到UA内核传输来的消息后，会检测初始化与加速服务器的TCP链接与否，在链接好后，将所述UDP报文作为TCP包的荷载转发给加速服务器；
步骤4、在加速服务器接收到UA处传过来的TCP包时，首先进行解包操作，得到荷载包的信息，然后查找目的IP与端口和TCP描述符构成的映射表判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；若不存在，则将这对映射消息加入映射表，进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；
当加速服务器接收到UA处的TCP包为BYE报文时，将这个映射表中的所述TCP描述符的所有映射关系删除；
步骤5、PBX收到加速服务器的报文后，进行交互，回复合成的媒体流；
步骤6、合成的媒体流被加速服务器接收到后，按照设定规则钩取报文，传到用户空间，在加速服务器的用户空间得到这个消息体后，查出IP和对应端口，然后通过这个去查询映射表，找到相应的TCP的描述符并发回给UA；
步骤7、UA在收到加速服务器回复的TCP包后，进行解包，然后取出荷载，改包为UA的IP通过原始套接字发出；
步骤8、UA处的协议转换应用程序接收内核钩包消息超时，断开与加速服务器的TCP连接，之后发送TCP包到加速服务器，所述TCP包为BYE报文，加速服务器删除全部与所述TCP描述符的映射关系，结束一次UA与PBX媒体流交互。
基于同一发明构思，本申请还提供了与实施例一中的方法对应的装置，详见实施例二。
实施例二
在本实施例中提供了一种装置，包括：
钩取模块，在UA内核动态安装内核钩包模块，加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取UA与PBX通过SDP协商的符合源端口限制条件的IPV4以及IPV6的UDP报文；
发送模块，钩取到后，将钩取到的UDP报文传到用户空间；
转发模块，用户空间的协议转换应用程序在接收到UA内核传输来的消息后，会检测初始化与加速服务器的TCP链接与否，在链接好后，将所述UDP报文作为TCP包的荷载转发给加速服务器；
修包模块，在加速服务器接收到UA处传过来的TCP包时，首先进行解包操作，得到荷载包的信息，然后查找目的IP与端口和TCP描述符构成的映射表判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；若不存在，则将这对映射消息加入映射表，进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；
当加速服务器接收到UA处的TCP包为BYE报文时，将这个映射表中的所述TCP描述符的所有映射关系删除；
回复模块，PBX收到加速服务器的报文后，进行交互，回复合成的媒体流；
发回模块，合成的媒体流被加速服务器接收到后，按照设定规则钩取报文，传到用户空间，在加速服务器的用户空间得到这个消息体后，查出IP和对应端口，然后通过这个去查询映射表，找到相应的TCP的描述符并发回给UA；
发出模块，UA在收到加速服务器回复的TCP包后，进行解包，然后取出荷载，改包为UA的IP通过原始套接字发出；
结束模块，UA处的协议转换应用程序接收内核钩包消息超时，断开与加速服务器的TCP连接，之后发送TCP包到加速服务器，所述TCP包为BYE报文，加速服务器删除全部与所述TCP描述符的映射关系，结束一次UA与PBX媒体流交互。
由于本发明实施例二所介绍的装置，为实施本发明实施例一的方法所采用的装置，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该装置的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的装置都属于本发明所欲保护的范围。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (8)

1.一种加速服务器提速RTP报文转发方法，其特征在于：包括：
步骤1、加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取符合源端口限制的UDP报文；
步骤2、钩取到后，UA内核将钩取到的UDP报文传到用户空间；
步骤3、用户空间的协议转换应用程序在接收到UA内核传输来的消息后，会检测初始化与加速服务器的TCP链接与否，在链接好后，将所述UDP报文作为TCP包的荷载转发给加速服务器；
步骤4、加速服务器接收到所述TCP包后，会解包取出荷载的UDP报文，通过查看一映射关系表，判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；若不存在，则将这对映射消息加入映射表，进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；
步骤5、PBX收到加速服务器的报文后，进行交互，回复合成的媒体流；
步骤6、合成的媒体流被加速服务器接收到后，按照设定规则钩取报文，传到用户空间，在加速服务器的用户空间得到这个消息体后，查出IP和对应端口，然后通过这个去查询映射表，找到相应的TCP的描述符并发回给UA；
步骤7、UA在收到加速服务器回复的TCP包后，进行解包，然后取出荷载，改包为UA的IP通过原始套接字发出。
2.根据权利要求1所述的一种加速服务器提速RTP报文转发方法，其特征在于：所述步骤1进一步具体为：在UA内核动态安装内核钩包模块，加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取UA与PBX通过SDP协商的符合源端口限制条件的IPV4以及IPV6的UDP报文。
3.根据权利要求1所述的一种加速服务器提速RTP报文转发方法，其特征在于：所述步骤4进一步具体为：在加速服务器接收到UA处传过来的TCP包时，首先进行解包操作，得到荷载包的信息，然后查找目的IP与端口和TCP描述符构成的映射表判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；若不存在，则将这对映射消息加入映射表，进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；
当加速服务器接收到UA处的TCP包为BYE报文时，将这个映射表中的所述TCP描述符的所有映射关系删除。
4.根据权利要求3所述的一种加速服务器提速RTP报文转发方法，其特征在于：步骤8、UA处的协议转换应用程序接收内核钩包消息超时，断开与加速服务器的TCP连接，之后发送TCP包到加速服务器，所述TCP包为BYE报文，加速服务器删除全部与所述TCP描述符的映射关系，结束一次UA与PBX媒体流交互。
5.一种加速服务器提速RTP报文转发装置，其特征在于：包括：
钩取模块，加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取符合源端口限制的UDP报文；
发送模块，钩取到后，UA内核将钩取到的UDP报文传到用户空间；
转发模块，用户空间的协议转换应用程序在接收到UA内核传输来的消息后，会检测初始化与加速服务器的TCP链接与否，在链接好后，将所述UDP报文作为TCP包的荷载转发给加速服务器；
修包模块，加速服务器接收到所述TCP包后，会解包取出荷载的UDP报文，通过查看一映射关系表，判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；若不存在，则将这对映射消息加入映射表，进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；
回复模块，PBX收到加速服务器的报文后，进行交互，回复合成的媒体流；
发回模块，合成的媒体流被加速服务器接收到后，按照设定规则钩取报文，传到用户空间，在加速服务器的用户空间得到这个消息体后，查出IP和对应端口，然后通过这个去查询映射表，找到相应的TCP的描述符并发回给UA；
发出模块，UA在收到加速服务器回复的TCP包后，进行解包，然后取出荷载，改包为UA的IP通过原始套接字发出。
6.根据权利要求5所述的一种加速服务器提速RTP报文转发装置，其特征在于：所述钩取模块进一步具体为：在UA内核动态安装内核钩包模块，加速服务器通过UA内核钩包模块，钩取UA与PBX通过SDP协商的符合源端口限制条件的IPV4以及IPV6的UDP报文。
7.根据权利要求5所述的一种加速服务器提速RTP报文转发装置，其特征在于：所述修包模块进一步具体为：在加速服务器接收到UA处传过来的TCP包时，首先进行解包操作，得到荷载包的信息，然后查找目的IP与端口和TCP描述符构成的映射表判断TCP通道与UDP报文中的IP和端口映射关系存在与否，若存在，则进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；若不存在，则将这对映射消息加入映射表，进行改包操作，修改包的源IP为加速服务器的IP然后通过原始套接字发出；
当加速服务器接收到UA处的TCP包为BYE报文时，将这个映射表中的所述TCP描述符的所有映射关系删除。
8.根据权利要求7所述的一种加速服务器提速RTP报文转发装置，其特征在于：结束模块，UA处的协议转换应用程序接收内核钩包消息超时，断开与加速服务器的TCP连接，之后发送TCP包到加速服务器，所述TCP包为BYE报文，加速服务器删除全部与所述TCP描述符的映射关系，结束一次UA与PBX媒体流交互。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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