voip白皮书二（转）

二、VOIP的设计与实现

1、  VOIP硬件组成

　　　　　　（1）IP电话系统的关键设备—一网关

            设在各地的网关由一个独一的IP地址表示，它是架通两种通信传输方式的一座 桥梁，是Internet上的‘交换局”，以实现远程电话间的互联和通信，在一边，网关连接传统的电路交换网（Circuit－switched Network）如公共交换电话网（PSTN），可和外部的任意一部电话通信。在另一边，网关连接分组交换网（Packet－Switched Network）如Internet、Intranet等，可和接入网络的任 意一台计算机通信。在整个Internet Phone系统中，网关分布在世界各地，处理当 地的PSTN网与Internet的接入和转换理。 网关接收标准电话信号，经数字化与大幅度地压缩后，使用IP协议进行分组送到Internet，找出传输路由，通过Internet发往目的地。反之，接收Internet传输过来的数据分组，并转往电话网络系统。接入和转出电话网络系统可同时进行，实 现全双工（双向）通话。例如在北京拨打一个到旧金山的长途电话，在北京，一个普通的公共电话通过 PSTN接入本地网关，本地网关对数据进行特定的压缩算法处理，组织成包含主、被叫号码、时间、通话信息等数据的IP分组，并分析被叫号码，根据路由表，把它映射成为一个IP地址，通过路由选择，发往该IP地址（如旧金山）对应的远端网关。而在被叫方旧金山，远端网关接收北京本地网关传输过来的IP数据分组，进行相反过程的解压缩，再发往其本地端的PSTN网。这样，就实现了两地的实时通信。而其所包含的通信费用仅为北京本地普通电话费+Internet通信费+旧金山本地电话费。

         由于Internet的通信费是较低的，所以长途电话费用大大下降。

　　　（2）关守

关守是专门用于管理呼叫控制的设备。尽管H.323中，关守并不是必不可少的，但在大规模网络中，将控制功能集中于一处是很有裨益的。

关守主要包括如下功能：

　　 （1）地址翻译在本地可以采用专用的编址方案（H.323中称为别名地址）比如：助记符、昵称或e-mail地址。关守可以将这些别名地址翻译为IP地址。

　　 （2）接纳控制关守负责控制终端或网关之间的VoIP呼叫的建立。关守根据各种已知变量：呼叫权限、源与目地地址、时间等确定呼叫是被接纳还是拒绝。这样，关守保证了VoIP网络的安全性。

　　 (3）带宽管理为了有效利用许多终端共享的带宽资源，关守能够在通话过程中调整终端或网关的呼叫参数。通过这种方式，关守可以协调带宽资源的分配。

　　 （4）区域管理关守除了要实现上述功能外，还必须协调好上述功能。例如为了避免语音质量恶化，区域管理要求一条窄带链路上最多只允许25个呼叫。实现这种管理功能可以采用自动呼叫分配（ACD）或 集中式呼叫管理。

　　 （5）呼叫信令关守作为终端或网关的呼叫信令代理，可以减轻它们的控制呼叫职责。它可以简化点对点链路的初始化，加速呼叫的建立和信令的传递。关守以及在其控制下的终端节点构成了H.323域--单一控制的逻辑设备群。如图5所示。

  

图5

　　除了上述的功能，关守为适应未来VoIP系统所需的扩充功能正在研发中。由于关守是可选设备，故H.225协议和H.245协议均定义了有无关守两种情况下信令的处理过程。没有关守时，将由终端自行控制呼叫信令。

　　关守为了管理与之相连的终端或网关，必须在数据库中记录这些终端或网关的各种参数，如：IP地址与别名地址、信道带宽等等。这些记录可以通过手动配置关守文件完成，也可通过关守检测登录过程自动实现。在检测关守期间，端节点通过广播IP地址：224.0.1.41向所有关守发送"关守请求"消息，目的是寻找可应答的关守。接到这一消息的关守或接纳或拒绝请求，也就是或允许或拒绝终端登录。然后，端节点从发出接纳消息的关守中选择自己愿意登录的一个。接着，端节点向选定的关守发出"登录请求"消息，开始正式的登录过程。得到关守确认后，端节点和关守开始交互有关信息，例如关守动态给端节点分配别名地址；关守限定端节点必须登录的有效时段。通过呼叫信令的集中控制与协调管理，关守简化了VoIP系统的控制与使用。在一定范围内，关守可看作所有设备的控制节点。

　　

 

2、点到点实现方式

Voice over IP是在IP网络上传输语音流量（例如，电话和传真）的技术，主要是一种软件特性，但是，要在Cisco2600/3600系列路由器上实现这个功能，必须首先安装语音模块VNM（Voice Network Module），VNM可以装两个或四个语音接口卡（VIC），每个接口卡都对应于与语音接口相关的特定信号类型。

1. 单机实现IP语音电话

（1）在装有两个语音模块的3600路由器上实现IP语音电话（如下图所示）。

 

 

 

 

（2）基本配置

dial-peer voice 1 pots

destination-pattern 111

port 3/0/0

!

dial-peer voice 2 voip

destination-pattern 222

session target ipv4:192.16.12.1

!

dial-peer voice 4 pots

destination-pattern 222

port 3/1/0

!

dial-peer voice 3 voip

destination-pattern 111

session target ipv4:192.16.12.2

!

!

（3）配置概述

本实验是在Cisco3600 Router内部实现的，没有经过链路传输，所以不需要优化拨号点和网络接口的配置，只需配置拨号点：

● 要配置源和目标之间的所有连接，在voice port 3/0/0上输入下面命令：

dial-peer voice 1 pots

destination-pattern 111

port 3/0/0

!

dial-peer voice 2 voip

destination-pattern 222

session target ipv4:192.16.12.1

● 要完成在拨号点1和拨号点4之间的端对端呼叫，在voice port3/1/0上输入下面命令：

dial-peer voice 4 pots

destination-pattern 222

port 3/1/0

!

dial-peer voice 3 voip

destination-pattern 111

session target ipv4:192.16.12.2

 

2. 路由器间实现IP语音电话

（1） 站点A有一个Cisco3600路由器，站点B有一个Cisco2600路由器，它们通过

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DCE/DTE V.35电缆背对背地连接起来。在每个路由器中安装了一个含有一个VIC-2FXS的NM-2V，提供两个模拟电话的连接。

（2）创建并实现拨号方案

 

 

 

 

 

（3）基本配置：

站点A的基本配置见清单1（站点B的基本配置略）。

清单1 站点A RouterA的配置

Current configuration:

!

version 12.0

service timestamps debug uptime //设定Debug跟踪日志显示其时间

service timestamps log uptime //设定看Log时显示其时间

no service password-encryption //口令不加密

!

hostname router_A

!

enable password cisco

!

username router_A password 0 cisco

!

ip subnet-zero

no ip domain-lookup


voice-port 3/0/0

echo-cancel coverage 16 //启动回声消除功能

!

voice-port 3/0/1



dial-peer voice 1 pots //定义拨号对等体到语音物理端口

destination-pattern 2222 //定义电话号码

port 3/0/0 //定义电话号码

!

dial-peer voice 2 voip //定义拨号对等体到语音

destination-pattern 1111 //为拨号对等体分配电话号码

req-qos controlled-load //在分配带宽时，RSVP确保即使带宽发生拥塞与过载时，数据流也能得到优先处理。

codec g711ulaw //拨号点的语音编码速率—64000bps

ip precedence 5 //IP优先级，５为关键

no vad //禁用语音活动检测

session target ipv4:192.168.100.1 //定义Voip路由，为对端的IP地址

!

!

interface Ethernet0/0

no ip address

no ip directed-broadcast

shutdown

!

interface Serial0/0

ip address 192.168.100.2 255.255.255.0 // S0/0的IP地址

no ip directed-broadcast

no ip mroute-cache

no fair-queue

clockrate 2000000

ip rtp header-compression //配置RTP头压缩器

ip rtp compression-connections 25

ip rsvp bandwidth 1000 320

!

interface Ethernet0/1

no ip address

no ip directed-broadcast

shutdown

!

ip classless

ip route 192.168.100.0 255.255.255.0 192.168.100.1

no ip http server

!

line con 0

transport input none

line aux 0

line vty 0 4

login

!

end

（4）配置概述

根据公共的功能，站点A的配置分为4个不同的部分。第1部分在清单2中描述，它为日志和调试命令启用时间标记，为路由器指定一个主机名称。

清单2 站点A的配置的第1部分

version 12.0

service timestamps debug uptime //设定Debug跟踪日志显示其时间

service timestamps log uptime //设定看Log时显示其时间

no service password-encryption //口令不加密

!

hostname router_A

!

enable password cisco

!

username router_A password 0 cisco

!

　　第2部分在清单4中描述，它提供语音连接的实质内容，语音端口简单地标识它们连接到的设备。拨号对等体1把电话号码分配给物理语音端口，拨号对等体2定义VoIP呼叫到站点B。在语音端口3/0/0上启动回声消除功能。IP优先级设置为5，设置资源预留协议RSVP为controlled-load，确保即使带宽发生拥塞与过载时，数据流也能得到优先处理。而且因为多余的带宽，语音活动检测被禁止了，并为拨号点配置了语音编码速率—64000bps。

清单4 站点A的配置的第2部分

voice-port 3/0/0

echo-cancel coverage 16

!

voice-port 3/0/1

!

!

dial-peer voice 1 pots

destination-pattern 2222

port 3/0/0

!

dial-peer voice 2 voip

destination-pattern 1111

req-qos controlled-load

codec g711ulaw

ip precedence 5

no vad

session target ipv4:192.168.100.1

！

　　第3部分在清单5中描述，它配置路由器上的网络端口。串口0/0连接到DCE V.35电缆，为串行接口增加clockrate接口配置命令。为语音配置RSVP保证在网络中获取特定的QoS。配置RTP头压缩连接的数量为25。

清单5 站点A的配置的第5部分

interface Ethernet0/0

no ip address

no ip directed-broadcast

shutdown

!

interface Serial0/0

ip address 192.168.100.2 255.255.255.0

no ip directed-broadcast

no ip mroute-cache

no fair-queue

clockrate 2000000

ip rtp header-compression

ip rtp compression-connections 25

ip rsvp bandwidth 1000 320

!

第4部分如清单6所示，完成整个配置，它分配一条静态路由到站点B的网络（192.168.100.0），在这个简单环境中，不要求IP路由协议。

清单6 站点A的配置的第4部分

ip classless

ip route 192.168.100.0 255.255.255.0 192.168.100.1

no ip http server

3、网守实现方式 (GATEKEEPER)

可以想像，采用点到点拨号方式，当电话终端数量很大时，各个网关上的配置将会变得非常麻烦。如果要在这个基础上增加一个电话终端或修改网关上的参数，其工作量都是指数倍的增长，这对网络的维护来说，简直是一个灾难。

采用GATEKEEPER的方式，就是让所有参数的增删修改都集中到一个或几个服务器，让服务器来管理整个网络。

首先，一个各地连通的网络需要架设起来。

网关采用2600系列路由器＋VNM＋VIC，电话接口为FXS

网守采用3640。

VOIP网关上的配置如下：

在全局配置模式下

dial-peer voice 1 pots

destination-pattern 2000

port 1/0/0

注：destination-pattern 2000用来设置IP电话号码

    　port 1/0/0用来指定该号码对应的语音端口

 

在全局配置模式下

dial-peer voice 3 voip

destination-pattern　.…

session target ras

 

注：

destination-pattern….　表示对端号码为任意的4位号码

 

session target ras　　　表示采用关守方式对所拨号码进行解析

 

 

配置路由器为voip gateway

 

在全局配置模式下

gateway

 

 

在以太网口下配置关守位置

interface Ethernet0/0

h323-gateway voip interface

h323-gateway voip id  xxx＠x.y.cn ipaddr  x.x.x.x 1719

h323-gateway voip h323-id  yyy@ x.y.cn

注：

h323-gateway voip interface表示该端口配置为VOIP中和关守进行通讯的接口

h323-gateway voip id  xxx＠x.y.cn ipaddr  ipaddr x.x.x.x 1719把关守指向x.x.x.x

端口为1719，ID号  xxx＠x.y.cn ipaddr

h323-gateway voip h323-id  yyy@ x.y.cn 指定本地H323-ID

 

网守上的配置如下：

 

进入特权模式

＃gatekeeper

config-gk)#zone local router-name xxx＠x.y.cn x.x.x.x

router-name为路由器名

config-gk)# gw-type-prefix 2# gw ipaddr y.y.y.y 1720

 

y.y.y.y是指定x.x.x.x为关守的网关