CN117041220A - 一种基于sip协议的话音组网服务方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SIP协议的话音组网服务方法，属于多媒体话音通信技术领域。本发明首先构建DNS模块、NMS模块和VRS模块，其中，NMS模块与外部话音调度平台之间的通信协议采用SIP协议，DNS、NMS与VRS模块之间的通信协议采用TCP协议，NMS模块之间通信采用的协议是TCP协议，话音调度平台用于接入用户终端，与用户终端通过SIP协议连接，与NMS模块通过SIP协议连接；在主叫用户呼叫组网内被叫用户的前提下，由DNS模块完成平台寻址，并通过NMS模块指示话音调度平台建立主叫用户与被叫用户之间通话连接。本发明能够提供不同话音调度平台之间的组网服务，可以动态地配置路由路径并具备端口收敛等功能。本发明提供了扩展功能接口，极大地提高了组网的灵活性和扩展性。

Description

一种基于SIP协议的话音组网服务方法

技术领域

本发明属于多媒体话音通信技术领域，特别是指一种基于SIP协议的话音组网服务方法，适用于IP调度平台系统、基于SIP协议(Session Initiation Protocol：会话初始协议)的话音组网管理系统。

背景技术

随着媒体信息的爆炸式增长和人们工作生活节奏的加快，以数字文本为媒介的通信方式已经难以适应人们新的工作生活方式，对于更为智能可靠的话音媒体通信方式的需求也日益加深。许多特殊的工作场景鉴于其对外保密的应用需要，无法使用市场上已有的音频网络办公软件。不同场景会开发使用满足各自需要的话音调度平台完成语音办公，这阻碍了此类场景之间的保密语音业务往来，因此需要一种满足不同封闭网络环境之间可靠的组网传输服务来实现不同平台之间的互联互通。

基于IP(Internet Protocol，网络协议)的多媒体业务网络作为一种成熟可靠的方案在许多场景中得到了广泛应用，它可以整合现有的市内固定电话、移动电话，并在此基础上增加多媒体数据服务及其他增值型服务。这种多媒体业务网络凭借其开放、简单、可运维性强等特点，受到广泛关注，并迅速扩展生成了许多延伸业务，有效的降低了运维成本和建设投资，为基于IP协议网络的媒体互联互通提供了条件。

SIP协议作为一种源于互联网的IP话音控制协议，具有灵活可靠、便于实现、扩展性强的特点，已经成为现阶段多媒体业务网络的主流手段，这也为不同封闭环境之间组网传输提供了技术可能性。SIP协议是一种类似于HTTP的基于文本的协议，它既可以用TCP封装，又可以通过UDP实现。它继承了互联网协议简单、开放、灵活的特点，既保证了对用户和会话的可管理性，又可以有效的减轻网络核心负载。同时与其他协议相比，SIP还增加了信令和QoS控制要求，使功能实现更为丰富可靠。SIP协议规定消息分为两大类：一类是客户发往服务器的请求消息；另一类为服务器返回的响应消息。

为了满足业务保密性的需求，组网系统需要具有一定的封闭性，在不接入互联网的情况下仍能稳定工作。由于不同工作场景间话音调度平台的不同，组网服务需要能够支持与不同平台间的信息交互，这对组网服务的兼容性提出了挑战。具有保密性质的应用场景一般存在防火墙策略，不同场景间开放通信端口的策略不同，因此组网需要能够动态配置端口范围和具备端口收敛功能。与此同时，现阶段封闭式组网还需要满足链路动态可配，可以实现同级和上下级组网，并且能够提供增加个性化场景需要的接口，使整个组网过程更为灵活、可控、安全，这对现有传统的组网方案提出了挑战。

传统的组网模式一般仅支持一种话音调度平台，工作方式如下：

话音调度平台之间手动配接对方信息；

主叫用户向话音调度平台发送呼叫邀请信令；

话音调度平台通过配接关系发送给目标话音调度平台；

目标话音调度平台将呼叫邀请信令转发给被叫用户。

这种主叫用户与被叫用户之间的通信方式是基于话音调度平台实现的，它通过各自平台的服务完成组网，在一定程度上解决了跨平台媒体流通信的问题，但仍存在如下问题：1.此方式无法适应跨平台的需要，不同调度平台之间的组网需要做针对性的开发与适配，加大了开发投入成本。2.此方式无法动态管理组网之间的链路通断，在不需要跨场景传输媒体流信息时，会造成资源浪费，且链路一直保持畅通状态具有安全隐患。3.此方式仅满足同级调度间的组网，不具备上下级组网关系，上级单位无法监控下级单位的配接状态和通话状态。4.不具备端口收敛策略，无法解决跨平台通信时存在的安防问题。5.平台之间互相封闭，无法满足个性化定制功能的需要。由于以上问题，此方案无法适用于现阶段组网需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于SIP协议的话音组网服务方法，适用于IP调度平台、基于SIP协议(Session Initiation Protocol：会话初始协议)的话音组网管理系统，支持桥接各种话音调度平台，也支持代替话音调度平台使用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于SIP协议的话音组网服务方法，包括以下步骤：

步骤1：构建话音组网系统，话音组网系统中的每个组网单元均包括DNS模块、NMS模块和VRS模块，DNS模块、NMS模块和VRS模块之间通过TCP协议连接，组网单元之间以各自的DNS模块作为路由形成树状拓扑结构；

当有话音调度平台要加入组网时，该话音调度平台向一个组网单元的NMS模块发送注册SIP信令，NMS模块通过鉴权认证管理将该话音调度平台加入到组网中；

步骤2：当有主叫用户呼叫被叫用户时，主叫用户向主叫方话音调度平台发送呼叫请求SIP信令；

步骤3：主叫方话音调度平台收到呼叫请求SIP信令后，将呼叫请求SIP信令转发给主叫方组网单元的NMS模块；

步骤4：主叫方组网单元的NMS模块收到呼叫请求SIP信令后，判断被叫用户是否是需要被路由的用户，若不需要路由，即表示主叫用户与被叫用户挂在同一个话音调度平台下，直接执行步骤5、步骤7-步骤10，此时的主叫方组网单元和被叫方组网单元为同一个组网单元；若需要路由，则主叫方组网单元的DNS模块向上级组网单元的DNS模块发起路由申请，上级组网单元的DNS模块通过被叫用户信息发起寻址，提供最优路由路径；

步骤5：主叫方组网单元的NMS模块向主叫方组网单元的VRS模块查询经过收敛处理后可用的媒体流转发端口，并重新封装SIP信令消息；

步骤6：主叫方组网单元的DNS模块根据上级组网单元的DNS模块规划的路由路径，指导主叫方组网单元的NMS模块将呼叫请求SIP信令发送给被叫方组网单元的NMS模块；

步骤7：被叫方组网单元的NMS模块将呼叫请求SIP信令发送给被叫方话音调度平台，指示被叫方话音调度平台与被叫用户之间建立呼叫；

步骤8：被叫方用户通过被叫方组网单元的NMS模块，将呼叫确认信令、振铃信令消息按照路由路径返回给主叫方组网单元的NMS模块，完成整个通话链路的建立；

步骤9：主叫用户与被叫用户将媒体流信息发送给各自的话音调度平台，两方话音调度平台将媒体流数据转发给各自组网单元的VRS模块；

步骤10：两方组网单元的VRS模块按照规划的路由路径指示两方话音调度平台间媒体流数据的转发。

进一步地，DNS模块间通过TCP协议通信，共享DNS模块间的路由信息；DNS模块与NMS模块间通过TCP协议通信，DNS模块指示NMS模块间的路由路径；NMS模块之间根据DNS模块规划的路由路径，通过TCP协议建立通信连接，将SIP信令消息封装成TCP协议消息来相互传递，从而在NMS模块之间自由转发符合SIP协议的信令消息。

进一步地，所述主叫用户是群内用户，所述被叫用户是群外用户；或者所述主叫用户是群外用户，所述被叫用户为群内用户；或者所述主叫用户与所述被叫用户均为群内用户。

进一步地，所述DNS模块用于话音调度平台寻址和路由优化，为组网单元内各节点提供寻址服务，提供最优路由路径；

所述NMS模块用于注册SIP信令的解析与注册信息的认证管理，并依据路由规则完成基于SIP协议的信令调度与转发，指导VRS模块完成媒体调度，根据需求完成组网单元间的级联管理、级联调度；

所述VRS模块用于完成话音调度平台的媒体流消息的负载和转发优化，完成音频流、数据流的多路复用转发，同时提供端口收敛服务。

本发明的有益效果在于：

1、本发明能够提供不同话音调度平台之间的组网服务，可以动态地配置路由路径并具备端口收敛等功能。

2、本发明提供了扩展功能接口，极大地提高了组网的灵活性和扩展性。

3、本发明适用于IP调度平台、基于SIP协议的话音组网管理系统，支持桥接各种话音调度平台，也支持代替话音调度平台使用。

附图说明

图1是本发明话音组网服务方法中一个组网单元的结构示意图。

图2是本发明话音组网服务方法中组网单元的级联结构示意图。

图3是本发明实施例中跨平台建立会话的流程图。

图4是本发明实施例中端口收敛过程的示意图。

图5是本发明实施例中组网路由路径规划的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种基于SIP协议的话音组网服务方法，该方法实现了DNS(DomainName System，域名系统)模块、NMS(Network Manage Service，组网管理服务)模块和VRS(Voice RouteService，媒体路由服务)模块。其中，DNS模块用于平台寻址、路由优化策略、为话音组网服务内各基础模块、业务模块以及各类型终端节点提供寻址服务，提供最优路由路径。VRS模块完成平台的媒体流消息的负载和转发优化，同时可完成音频流、数据流的多路复用转发，同时提供端口收敛服务。NMS模块用于注册SIP信令的解析与注册信息的认证管理，并依据路由规则完成基于SIP协议的信令调度与转发，指导所述VRS模块完成媒体调度，根据需求完成话音组网服务间的级联管理、级联调度。VRS模块、NMS模块与DNS模块之间通过TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)协议互相通信。

该方法包含以下步骤：

步骤一：话音调度平台向NMS模块发送注册SIP信令，NMS模块通过鉴权认证管理将话音调度平台加入到组网中。

步骤二：主叫用户呼叫被叫用户后，主叫用户向话音调度平台发送呼叫请求SIP信令。

步骤三：话音调度平台收到呼叫请求SIP信令后，将呼叫请求SIP信令转发给NMS模块。

步骤四：NMS模块收到呼叫请求SIP信令后，判断被叫用户是否是需要被路由的用户。

步骤五：呼叫请求需要被路由，NMS模块向DNS模块发起路由申请，DNS模块向被叫用户信息发起寻址，提供最优路由路径。

步骤六：NMS模块向VRS模块查询可用的媒体流转发端口并重新封装SIP信令消息。

步骤七：DNS模块指导NMS模块将封装后的SIP信令发送给目标NMS模块。

步骤八：目标NMS模块将呼叫请求SIP信令发送给目标话音调度平台，指示目标话音调度平台与被叫用户之间建立呼叫。

步骤九：被叫用户按照路由路径返回呼叫确认信令、振铃信令消息给NMS模块，NMS模块指示话音调度平台与终端建立呼叫。

步骤十：主叫用户将媒体流信息发送话音调度平台，话音调度平台将媒体流数据转发给VRS模块。

步骤十一：VRS模块按照规划的路由路径指示话音调度平台间媒体流数据的转发。

在上述方法中，话音组网服务、话音调度平台属于独立的IP话务系统，话音组网服务与话音调度平台之间通信采用SIP协议，话音组网服务与话音调度平台之间通过扩充的MESSAGE消息完成名录查询、组网链路授权、组网链路断开、个性化定制服务。

在跨平台呼叫建立过程中，本方法提供了两种级联的方式选择，一种方式为硬连接，另一种方式为软连接。硬连接方式需要将话音组网服务调整为同级互联模式，两个同级的话音组网服务通过TCP协议建立通信，此连接不会伴随着时间而老化。软连接方式需要将话音管理服务配置为多级互联模式，在两个需要建立通信的同级话音组网服务上加入了上级话音组网服务，上级组网服务来动态管理两个同级组网服务链路的通信状态。

在级联方案中，在呼叫建立时，主叫用户发送邀请消息(INVITE消息)给话音调度平台，话音调度平台将邀请消息(INVITE消息)发送给话音组网服务，话音组网服务通过NMS模块发送重新定向封装的TCP消息给目的组网服务的NMS模块。目的组网服务的NMS模块将解析的关键信息重新封装为邀请消息(INVITE消息)发送给话音调度平台。被叫用户收到邀请消息(INVITE消息)后，返回确认消息(200OK消息)与振铃消息(180RINGING消息)，主叫用户收到确认消息(200OK消息)后返回ACK确认消息，完成整个呼叫建链过程。DNS模块用来管理NMS模块间的路由路径，VRS负责媒体流通信以及端口收敛服务。在硬连接模式下，同级话音组网服务之间具有强指向关系，配置完成后就会立刻建立起基于TCP协议的绑定关系。在软连接模式下，同级话音组网服务的DNS模块向上级DNS模块查询路由信息，可以实现路由路径的动态配置，并且加入了老化策略，在链路长时间不被使用的条件下，会自动断开组网服务之间的路由关系。

下面为一个更具体的例子：

一种基于SIP协议的话音组网服务方法，其组网单元如图1所示。话音组网服务的核心功能通过NMS模块、DNS模块、VRS模块三个模块实现。上述三个模块之间通过TCP协议进行通信。

话音组网服务级联结构如图2所示，这种软连接的级联方式可以实现通过话音组网服务来管理话音组网服务1和话音组网服务2之间的路由状态，达到路由状态更为灵活的配置的效果。当用户1需要向用户2发起呼叫时，用户1通过话音调度平台将INVITE信令消息发送给话音组网服务1的NMS模块1。NMS模块1解析INVITE信令消息，并将信息通过TCP协议发送给DNS模块1查询路由表。如果路由目的组网服务没有在DNS模块1的路由表上，那么DNS模块1通过TCP协议向话音组网服务DNS模块查询路由信息。根据DNS模块提供的路由信息，话音组网服务1与话音组网服务2模块间建立SIP路由路径。NMS模块向VRS模块查询可使用的媒体流通讯端口号，并重新封装INVITE信令消息。NMS模块1根据规划的路由路径将INVITE信令消息发给NMS模块2。NMS模块2根据解析得到的INVITE信令消息通过话音调度平台发给被叫用户2。需要注意的是在NMS模块间转发过程中，SIP协议中的FROM和TO等关键信息值会随着信令的流转而动态地改变，VRS模块来管理SIP协议中的SDP信息。

图3是话音组网服务方法实施例中跨平台建立会话的流程图，该过程包括以下步骤：

步骤100：用户1拨打用户2的终端号码，将INVITE呼叫信令消息发送给话音调度平台1。

步骤101：话音调度平台1将INVITE呼叫信令无差别的发送给话音组网服务1的NMS模块1。

步骤102：NMS模块1解析INVITE呼叫信令，将解析后的数据利用TCP协议发送给DNS模块1。

步骤103：DNS模块1查询到需要路由的路径，将路由路径返回给NMS模块1。

步骤104：NMS模块1利用查询到的路由路径与NMS模块2建立TCP通信连接。

步骤105：NMS模块1将收到的INVITE呼叫信令根据路由路径转发到NMS模块2.

步骤106：NMS模块2将INVITE信令的FROM、TO字段重新封装后，将修改后的INVITE信令转发给话音调度平台2,。

步骤107：话音调度平台2将收到的INVITE呼叫信令转发给用户2。

步骤108：用户2收到INVITE呼叫邀请信令后，返回200OK确认信令给话音调度平台2。

步骤109：话音调度平台2收到200OK确认信令后，将200OK确认信令修改后转发给NMS模块2.

步骤110：NMS模块2收到200OK确认信令后，将信令封装为TCP消息并转发给NMS模块1。

步骤111：NMS模块1收到TCP消息后重新封装为SIP信令并转发给话音调度平台1。

步骤112：话音调度平台1将200OK确认信息返回给用户1。

步骤113：用户1收到200OK确认信令，返回ACK确认信令给话音调度平台1。

步骤114：话音调度平台1将ACK确认信息发送给NMS模块1。

步骤115：NMS模块1收到ACK确认信息后重新封装并按照路由路径发送给NMS模块2。

步骤116：NMS模块2将收到的ACK确认信息发送给话音调度平台2。

步骤117：话音调度平台2将ACK确认消息发送给用户2完成呼叫链路的建立。

在上述话音组网方法中，NMS模块与话音调度平台之间通过MESSAGE消息完成状态列表查询或其他个性化定制服务。

图4是会话建立时端口收敛过程的流程图，用来适配保密性质应用场景的防火墙策略，解决不同场景间开放通信端口策略不同的问题。包括以下步骤：

步骤200：话音调度平台1收到INVITE信令消息后，将该消息转发给话音管理服务1的NMS模块1。

步骤201：NMS模块1向VRS模块1查询媒体流通信端口。

步骤202：VRS模块1返回媒体流通信端口给NMS模块1，指示NMS模块1修改INVITE信令的SDP握手消息。

步骤203：NMS模块1发送重新封装后的INVITE信令消息给NMS模块2。

步骤204：NMS模块2转发INVITE信令消息给话音调度平台2。

步骤205：话音调度平台2收到INVITE信令消息后，返回200OK确认消息给NMS模块2。

步骤206：NMS模块2向VRS模块2查询媒体流通信端口。

步骤207：VRS模块2返回媒体流通信端口给NMS模块2，指示NMS模块2修改INVITE信令的SDP握手消息。

步骤208：NMS模块2发送重新封装后的200OK信令消息给NMS模块1。

步骤209：NMS模块1转发200OK信令消息给话音调度平台1。

步骤210：话音调度平台1收到RTP媒体流消息后，将消息按照规划的路径发送给VRS模块1。

步骤211：VRS模块1将媒体流消息通过规划的收敛端口号发送给VRS模块2。

步骤212：VRS模块2收到媒体流消息后通过规划的路径转发给话音调度平台2。

此外，VRS模块端口号收敛策略是将分配的端口号限制在一个区间范围内，这个区间的上限和下限可以动态配置。VRS模块之间媒体流通信是双工方式。

图5是会话建立时路由规划的流程图，包括以下步骤：

步骤300：话音调度平台1转发收到的INVITE信令消息给话音组网服务1的NMS模块1。

步骤301：NMS模块1解析INVITE信令消息，并通过解析后的信息向DNS模块1查询路由信息。

步骤302：DNS模块1在本地路由表中查询路由信息，若本地无路由配接状态，DNS模块1向上级DNS模块查询路由信息。

步骤303：上级DNS模块将路由关系返回给下级DNS模块1。

步骤304：DNS模块1将收到的路由关系发送给NMS模块1。

步骤305：NMS模块1根据DNS模块1规划的路由关系，将INVITE信令消息转发给NMS模块2。

步骤306：NMS模块2将收到的INVITE信令消息转发给话音调度平台2。

此外，NMS模块、DNS模块、VRS模块之间的通信协议为TCP协议，NMS模块之间的通信协议为TCP协议，DNS模块间的通信协议为TCP协议。本地群内用户的路由关系由本地的DNS模块管理，跨平台路由关系由上级的DNS模块管理。本服务可以通过上下级配置，实现多级金字塔组网结构，进而可以满足不同场景的需要。

Claims (4)

1.一种基于SIP协议的话音组网服务方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建话音组网系统，话音组网系统中的每个组网单元均包括DNS模块、NMS模块和VRS模块，DNS模块、NMS模块和VRS模块之间通过TCP协议连接，组网单元之间以各自的DNS模块作为路由形成树状拓扑结构；

当有话音调度平台要加入组网时，该话音调度平台向一个组网单元的NMS模块发送注册SIP信令，NMS模块通过鉴权认证管理将该话音调度平台加入到组网中；

步骤2：当有主叫用户呼叫被叫用户时，主叫用户向主叫方话音调度平台发送呼叫请求SIP信令；

步骤3：主叫方话音调度平台收到呼叫请求SIP信令后，将呼叫请求SIP信令转发给主叫方组网单元的NMS模块；

步骤4：主叫方组网单元的NMS模块收到呼叫请求SIP信令后，判断被叫用户是否是需要被路由的用户，若不需要路由，即表示主叫用户与被叫用户挂在同一个话音调度平台下，直接执行步骤5、步骤7-步骤10，此时的主叫方组网单元和被叫方组网单元为同一个组网单元；若需要路由，则主叫方组网单元的DNS模块向上级组网单元的DNS模块发起路由申请，上级组网单元的DNS模块通过被叫用户信息发起寻址，提供最优路由路径；

步骤5：主叫方组网单元的NMS模块向主叫方组网单元的VRS模块查询经过收敛处理后可用的媒体流转发端口，并重新封装SIP信令消息；

步骤6：主叫方组网单元的DNS模块根据上级组网单元的DNS模块规划的路由路径，指导主叫方组网单元的NMS模块将呼叫请求SIP信令发送给被叫方组网单元的NMS模块；

步骤7：被叫方组网单元的NMS模块将呼叫请求SIP信令发送给被叫方话音调度平台，指示被叫方话音调度平台与被叫用户之间建立呼叫；

步骤8：被叫方用户通过被叫方组网单元的NMS模块，将呼叫确认信令、振铃信令消息按照路由路径返回给主叫方组网单元的NMS模块，完成整个通话链路的建立；

步骤9：主叫用户与被叫用户将媒体流信息发送给各自的话音调度平台，两方话音调度平台将媒体流数据转发给各自组网单元的VRS模块；

步骤10：两方组网单元的VRS模块按照规划的路由路径指示两方话音调度平台间媒体流数据的转发。

2.根据权利要求1所述的一种基于SIP协议的话音组网服务方法，其特征在于，DNS模块间通过TCP协议通信，共享DNS模块间的路由信息；DNS模块与NMS模块间通过TCP协议通信，DNS模块指示NMS模块间的路由路径；NMS模块之间根据DNS模块规划的路由路径，通过TCP协议建立通信连接，将SIP信令消息封装成TCP协议消息来相互传递，从而在NMS模块之间自由转发符合SIP协议的信令消息。

3.根据权利要求1所述的一种基于SIP协议的话音组网服务方法，其特征在于，所述主叫用户是群内用户，所述被叫用户是群外用户；或者所述主叫用户是群外用户，所述被叫用户为群内用户；或者所述主叫用户与所述被叫用户均为群内用户。

4.根据权利要求1所述的一种基于SIP协议的话音组网服务方法，其特征在于，所述DNS模块用于话音调度平台寻址和路由优化，为组网单元内各节点提供寻址服务，提供最优路由路径；

所述NMS模块用于注册SIP信令的解析与注册信息的认证管理，并依据路由规则完成基于SIP协议的信令调度与转发，指导VRS模块完成媒体调度，根据需求完成组网单元间的级联管理、级联调度；

所述VRS模块用于完成话音调度平台的媒体流消息的负载和转发优化，完成音频流、数据流的多路复用转发，同时提供端口收敛服务。