H.323、SIP、MGCP、H.248和软交换【个人理解＋转贴】

H.323、SIP、MGCP、H.248和软交换

    分组网络上的多媒体通信系统只有H.323和SIP（Session Intiation Protocol）两种，这两个框架协议是平级的。H.323采用集中的管理和处理方式而SIP将网络设备的复杂性向网络边缘推。

       MGCP（Media Gateway Control Protocol）媒体网关控制协议即可以应用于H.323系统也可以应用于SIP系统中，MGCP只涉及网关分解的问题，这里网关分解为MGC（Media Gateway Controller） 与MG（Media Gateway）。这里说的网关是指分组交换网络和传统电路交换网之间的网关。

      H.248是网关控制协议。是在IETF（Internet Engineering Task Force）互联网工程任务组和ITU-T（International Telecommunication Union-Telecom ）国际电信联盟的电信标准化研究组合作出台的一个正式标准。从而将MGCP大大推进了一步。应该说H.248已经取代了MGCP，成为MGC与MG之间的协议标准。

    软交换相对于传统电路交换网中的交换矩阵和由硬件实现交换提出的，其实IP电话的交换就是软交换。软交换只是一种交换实现手段，即可以应用于H.323系统也可以应用于SIP系统中。网关分解后的媒体网关控制器设备（MGC）就是软交换设备。

以上是下文阅读后的个人总结：

《IP电话/传真业务总体技术要求》内容简介（下）

————关于Ｈ．３２３、ＳＩＰ、ＭＧＣＰ、Ｈ．２４８和软交换

Cww.net.cn 2003年7月1日 13:57 通信世界网

    对于ＩＰ电话的标准问题，由于存在不同国际组织学术上的争议和不同设备制造商商业利益上的问题，因而众说纷纭。这使得国内的运营企业和设备制造企业很难把定主意，因而有必要对目前说法最多的几个方面作一些说明。目前说法最多一般涉及下列四个问题：
    一、关于Ｈ．３２３建议
    Ｈ．３２３建议是ＩＴＵ－Ｔ第１６研究组（ＳＧ１６）为多媒体会议系统而提出的一个建议书，并不是为ＩＰ电话专门提出的，因而它涉及的范围要远比ＩＰ电话宽。只要是ＩＰ电话，特别是电话到电话经由网关的这种ＩＰ电话工作方式，就可以采用Ｈ．３２３建议来完成它要求的工作，因而Ｈ．３２３建议被“借”过来作为ＩＰ电话的标准。由于目前ＩＰ电话发展很快，而ＩＰ网的多媒体会议系统发展得相对比较慢，因而为了适应ＩＰ电话的应用，Ｈ．３２３也的确专为ＩＰ电话增加了一些新内容（如呼叫的快速建立过程）。对ＩＰ电话来说，它不只用Ｈ．３２３建议，而且用了一系列建议，其中有Ｈ．２２５、Ｈ．２４５、Ｈ．２３５、Ｈ．４５０和Ｈ．３４１等。只有Ｈ．３２３建议是“总体技术要求”，因而通常把这种方式的ＩＰ电话称为Ｈ．３２３ＩＰ电话。
    Ｈ．３２３建议是一个较为完备的建议书，它提供了一种集中处理和管理的工作模式，这种工作模式与电信网的管理方式是匹配的，这就是为什么电信网中使用的ＩＰ电话几乎无例外地都采用了基于Ｈ．３２３的ＩＰ电话工作模式。
    目前对Ｈ．３２３ＩＰ电话最有争议的是两个方面，一是：有人认为Ｈ．３２３模式只适用于做小网，不适宜做大网。其理由是Ｈ．３２３单域结构是无法做大网的，另外其地址解析命令ＬＲＱ用广播方式，又进一步限制了它的工作范围。前文我们已经比较详细地介绍了多级多域ＩＰ电话体系结构和多层非广播方式地址解析机理。显然，这个问题已经克服。从目前来看，理论和实践都表明Ｈ．３２３有能力做成任意规模的ＩＰ电话系统。
    另一个是：认为Ｈ．３２３建议过于复杂，从而造成基于Ｈ．３２３建议的ＩＰ电话系统也过于复杂。在这一点上一些厂家的宣传是有误导的。包括ＩＰ电话在内的任何一个通信系统，在它的需求明确后，从系统角度来说，它的系统复杂度就已经确定，剩下的只是功能分配问题。是功能集中在中央，还是功能分配到边缘，这是要根据具体环境和管理体系而定的，而不是一概而论的。对于从电话到电话的ＩＰ电话来说，功能不可能分配到边缘（电话机是无智能的），而只可能用集中的管理和处理方式，因而Ｈ．３２３模式实际上是一种很好的工作模式。
    二、关于ＳＩＰ
    另一个经常谈到的协议是ＳＩＰ，ＳＩＰ协议提出了另一套ＩＰ电话的体系结构，是一个与Ｈ．３２３并列的协议。为了对ＳＩＰ协议有所了解，下面对ＳＩＰ协议作较为详细的描述。
    １．系统的组成
    一个ＳＩＰ系统主要由两部分组成：用户代理和网络服务器。用户代理有用户代理客户机（ＵＡＣ）和用户代理服务器（ＵＡＳ），其中用户代理客户机用于发起呼叫，而用户代理服务器则用于响应呼叫。用户代理客户机和用户代理服务器构成了用户端必备的应用程序，由这两个应用程序完成呼叫的发起和接收。网络服务器也有两类，它们是代理服务器（ｐｒｏｘｙ）和重定位服务器（ｒｅｄｉｒｅｃｔ）。代理服务器类似于ＨＴＴＰ的ｐｒｏｘｙ和ＳＭＴＰ的ＭＴＡ（ＭｅｓｓａｇｅＴｒａｎｓｆｅｒ Ａｇｅｎｔ），有点像中继器，它本身并不对用户请求进行响应，只是转发用户的中继器，然后将自身地址加入该消息的路径头部分，以保证将响应按原路返回并防止环路的发生。重定位服务器非常类似于ＤＮＡ，它收到用户的请求后，若判定自身不是目的地址，则向用户响应下一个应访问服务器的地址，而不是转发请求报文。
    ２．ＳＩＰ网络结构
    ＳＩＰ协议的出发点是想借鉴Ｗｅｂ业务成功的经验，以现有的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ为基础来构架ＩＰ电话业务网，因此ＳＩＰ有着与Ｈ．３２３完全不同的设计思想。它是一个分散式的协议，它将网络设备的复杂性向网络边缘推，使核心网络仍是一个“ＢｅｓｔＥｆｆｏｒｔ″的传送通道，这就是ＳＩＰ系统中核心网络服务器可以不保留状态（ｓｔａｔｅｌｅｓｓ）的原因（ＳＩＰ消息本身含有一个呼叫的所有信息）。因为核心网络服务器需要处理大量的呼叫，不保留每一呼叫的状态，将大大提高系统的处理能力，为组建大规模的ＩＰ电话业务网奠定了基础，而边缘网络服务器可以是有状态的（ｓｔａｔｅｆｕｌ）。这种ｓｔａｔｅｌｅｓｓ和ｓｔａｔｅｆｕｌ结合的模式既可以充分发挥ＳＩＰ的特点（如用户定位和查找）又保留了Ｉｎｔｅｒｎｅｔ无法连接数据传送的设计思路。与以Ｈ．３２３协议为基础的ＩＰ电话相比，我们认为ＳＩＰ协议需要相对智能的终端，即终端需要包含用户代理客户机构和用户代理服务器两部分，由这两部分实现呼叫请求、呼叫答应和一些用户的特定需要，正是因为ＳＩＰ系统有了相对智能的终端系统，所以它才有可能实现用户个性化的需要。ＳＩＰ协议的普遍使用有待于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ用户的进一步发展和网上ＰＣ的数量与电话网上电话机的数量具有可比性。
    其中ＩＰ网络包含ＳＩＰ系统所必需的各种网络服务器。一次正常接续的流程是：
    １）ＵＡＣ向网络服务器（ｐｒｏｘｙ或ｒｅｄｉｒｅｃｔ）发出呼叫请求；
    ２）网络服务器（ｐｒｏｘｙ或ｒｅｄｉｒｅｃｔ）通过名字查找，用户定位，最终找到被叫ＵＡＳ；
    ３）被叫ＵＡＳ响应用户请求（拒绝或接受请求），该响应沿原路返回；
    ４）主叫ＵＡＣ收到响应后，接通被叫或者终止这次呼叫请求；
    对于用户终端是非智能终端的场合，也可以使用ＳＩＰ协议作为呼叫信令，但这将大大削弱ＳＩＰ协议特有的优势，如支持用户的移动性、用户对话的选择性以及与Ｗｅｂ相结合的一些应用。
    网关设备应兼有ＵＡＣ和ＵＡＳ的功能，相当于将智能用户终端向网络中间推移，由网关实现智能终端的功能。但在这种情况下，ＳＩＰ协议所支持的用户个性化特点将大大被削弱，因为网关需要为多个用户而不是为单个用户服务。因此我们认为ＳＩＰ协议更适用于智能用户终端，以现有的松散型Ｉｎｔｅｒｎｅｔ为基础，和现有的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上使用的协议紧密结合。另外可以考虑在用户电话机前加前置机的办法来取代网关设备，由前置机来实现ＵＡＣ和ＵＡＳ的功能，这样做的代价是将增加用户购买前置机的开销。
    ３．ＳＩＰ消息
    ＳＩＰ协议主要有六类消息，它们分别是ＩＮＶＩＴＥ、ＢＹＥ、ＯＰＴＩＯＮ、ＡＣＫ、ＲＥＧＩＳＴＥＲ和ＣＡＮＣＥＬ消息。
    ＩＮＶＩＴＥ：ＩＮＶＩＴＥ消息用于发起呼叫请求。ＩＮＶＩＴＥ消息包括消息头和数据区两部分。ＩＮＶＩＴＥ消息头包含主、被呼叫的地址信息，呼叫主题和呼叫优先级等信息；数据区则是关于会话媒体的信息，可由会话描述协议ＳＤＰ来实现，ＳＤＰ和Ｈ．２４５协议具有类似的功能，主要用于描述终端的媒体处理能力。由于数据区对于ＳＩＰ协议是不可见的，因此ＳＩＰ协议也可以和Ｈ．２４５协议相结合使用。
    ＢＹＥ：当一个用户决定中止会话时，可以使用ＢＹＥ表示会话结束。
    ＯＰＴＩＯＮＳ：用于询问被叫端的能力信息，但ＯＰＴＩＯＮＳ本身并不能发起呼叫。
    ＡＣＫ：对已收到的消息进行确认回答。
    ＲＥＧＩＳＴＥＲ：用于用户向ＳＩＰ服务器传送位置信息或地址信息。
    ＣＡＮＣＥＬ：取消当前的请求，但它并不能中止已经建立的连接。
    ４．ＳＩＰ的特点
    ＳＩＰ协议具有简单、扩展性好以及和现有的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ应用紧密的特点。简单是指仅用三条消息ＩＮＶＩＴＥ、ＢＹＥ和ＡＣＫ与四个头（Ｔｏ，Ｆｏｒｍ，Ｃａｌｌ－ＩＤ，ＣＳｅｑ）就能实现简单的Ｉｎｔｅｒｎｅｔ电话。扩展性是指网络服务器具有Ｓｔａｔｅｆｕｌ和Ｓｔａｔｅｌｅｓｓ相结合的特点。与现有Ｉｎｔｅｒｎｅｔ应用紧密结合的特点主要是指ＳＩＰ协议可以和Ｗｅｂ以及Ｅ－ｍａｉｌ业务紧密结合，目前ＩＥＴＦ的ＰＩＮＴ工作组正在制定的点击拨号（ｃｌｉｃｋ－ｔｏ－ｄｉａｌ）和点击传真（ｃｌｉｃｋ－ｔｏ－ｆａｘ）协议就是以ＳＩＰ为基础的。
    三、关于ＭＧＣＰ、Ｈ．２４８
    关于ＭＧＣＰ说得很多，也引起了相当程度的混乱。首先要明确指出的是ＭＧＣＰ与Ｈ．３２３和ＳＩＰ不是同一层面的事。Ｈ．３２３建议和ＳＩＰ协议提出了两套ＩＰ电话体系结构。二者是完全独立的，它们不可能互相兼容，不可能一个包含另一个，二者之间只是存在互通问题。ＭＧＣＰ不涉及ＩＰ电话的体系结构，只涉及网关分解问题，因而它不仅可以用于Ｈ．３２３ＩＰ电话系统，也可以用于ＳＩＰ 的ＩＰ电话系统。其次，在网关分解方面，ＩＥＴＦ和ＩＴＵ－Ｔ配合得很好。在两大组织直辖下，目前一个正式标准已经完成，这就是Ｈ．２４８建议／ＭＡＣＯＧＯ。Ｈ．２４８中引入了ｃｏｎｔｅｘｔ概念（最早由Ｌｕｃｅｎｔ在ＭＤＣＰ中引入此概念），另外，增加了许多Ｐａｃｋａｇｅ的定义，从而将ＭＧＣＰ大大推进了一步。应该说Ｈ．２４８建议已经取代了ＭＧＣＰ，成为ＭＧＣ与ＭＧ之间的协议标准了。
    网关分解成媒体网关（ＭＧ）与媒体网关控制器（ＭＧＣ），是研制大型电信级的ＩＰ电话网关的需要。
    从逻辑上来讲很简单，网关可以由媒体网关和媒体网关控制器组成。从物理上来讲就没有那么简单了，到目前为止，网关的分解并没有一种确定的方式，而是根据不同的需求作不同的分解。
    一般来说媒体网关控制器的功能分别为：
    —处理与网守间的Ｈ．２２５ ＲＡＳ消息。
    —处理７号信令（可选）。
    —处理Ｈ．３２３信令（可选）。
    而媒体网关的功能则为：
    —ＩＰ网的终结点接口。
    —电路交换网终结点接口。
    —也可以处理Ｈ．３２３信令（在某类分解中）。
    —也可以处理带有ＲＡＳ功能的电路交换信令（在某类分解中）。
    —处理媒体流。
    由媒体网关控制器去控制媒体网关的协议为Ｈ．２４８建议，在讨论Ａ接口协议之前有两个名词定义必须搞清楚：
    ●通信终结客体（ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）
    通信终结客体是源媒体流或目的媒体流客体（ｏｂｊｅｃｔ），通信终结客体可以用于表示时隙、模拟线和ＲＴＰ流等。
    ●关联通信客体（ｃｏｎｔｅｘｔ）
    关联通信客体是一次呼叫或一个会话中的通信终结客体的集合，一个关联通信客体代表一次呼叫或一个会话中的媒体类型。例如从ＳＣＮ到ＩＰ呼叫的关联通信客体包含ＴＤＭ音频通信终结客体和ＲＴＰ音频流通信终结客体。
　　关联通信客体（ｃｏｎｔｅｘｔ）首次提出是在ＭＤＣＰ协议中，它使得协议的灵活性和可扩展性更好，Ｈ．２４８建议延用了这个概念。
    四、软交换（Ｓｏｆｔｓｗｉｔｃｈ）
    目前软交换（Ｓｏｆｔｗｉｔｃｈ）被炒得沸沸扬扬。似乎软交换又是一套全新的体系结构和一套全新的概念，它的提出产生了新一代ＩＰ电话设备。从本质上来说，软交换没有提出新的体系结构。目前ＩＰ电话的体系结构只有两种，一种是基于Ｈ．３２３的ＩＰ电话体系结构，另一种是基于ＳＩＰ的ＩＰ电话体系结构，目前还没有第三种体系结构。应该说软交换只是一种实现手段。它可以用于基于Ｈ．３２３的ＩＰ电话体系内，也可以用于基于ＳＩＰ的ＩＰ电话体系内。
    与传统电话设备相比，ＩＰ电话的交换是很特别的。在传统电话系统中，交换由交换设备中的交换矩阵来实现，它可以是时分的，也可以是空分的。对ＩＰ电话来说，所谓交换只是通过系统将主叫方和被叫方的ＩＰ网内传输层地址（其中包括ＩＰ地址和ＵＤＰ端口）互相交换，用户话音流由下层承载网（ＩＰ网）来实现。因而ＩＰ电话的交换就是软交换。只是在最初的ＩＰ电话网关设计中，信令处理、ＩＰ网传送地址交换、编码语音流的传送是在同一设备中实现的，因此，从表面上看，ＩＰ电话设备与传统电话一样，交换是由硬件实现，这也是大家认为的“硬交换”。

    随着ＩＰ电话技术的发展，人们发现ＩＰ电话的用户语音流（ＩＰ电话用户平面）和ＩＰ电话的接续（ＩＰ电话的控制平面）二者之间没有必然的物理上的联系和依存关系。它们的联系只是在ＩＰ网的传输层地址上，因而无须将这二者在物理上放在一起，从而导致ＩＰ电话网关的分解与Ｈ．２４８建议的产生。网关分解后的媒体网关控制器设备（ＭＧＣ）就是软交换设备，在ＭＧＣ处实现了ＩＰ网传输地址的交换。前文说过网关分解在Ｈ．３２３系统与ＳＩＰ系统中均可采用，因而，软交换在这两种体系结构中均可采用。
    当然软交换在这两种体系结构中还是有区别的。由于Ｈ．３２３是集中管理，系统状态资源都要管理，因而Ｈ．３２３的软交换设备要复杂一些。ＳＩＰ体系是分散的，它不管理系统状态，ＳＩＰ的软交换设备承担的工作量相对要小一些，因而ＳＩＰ的软交换设备的呼叫处理能力要大于Ｈ．３２３的软交换设备。但正如前面已经讨论过的，ＳＩＰ是有局限性的，它有一定的适用范围，这一点是必须要注意的。