基于P2P-SIP的VoIP系统研究与设计

摘要

近年来，VoIP由于其费用低、占用带宽小等优势取得了高速的发展，大有取代传统语音业务的趋势。SIP是VoIP的主要信令协议之一，凭借其结构简单、易扩展、易实现等特性对VoIP的发展起了重要的推动作用。同时P2P技术也因为其具有易于扩展、分布式查找功能和健壮性等特点，成为目前互联网中应用得比较广的一个主流技术。SIP协议和P2P技术的结合能将P2P技术引入SIP网络电话，可以充分发挥两者的优势，有效解决传统SIP模式VoIp的单点失效、性能瓶颈等问题，提供更加优质的VoIP服务。
　　 首先，本文简单介绍了SIP协议，对SIP的网络架构、消息格式和处理流程进行分析和说明，同时对P2P技术的几种网络拓扑结构进行了对比并分析。
　　 其次，针对Chord存在路由表信息冗余、查找效率不高的问题，给出了一种改进的Chord查找节点算法。在不增加路由表长度的前提下，将路由表中的重复表项删除，同时增加一些数目的反向路由，变单向查找为双向查找，使其结点定位效率更高。理论分析了该优化算法的可行性，P2PSim仿真结果显示了该改进算法的优越性。
　　 最后，针对传统SIP模式的VoIP存在“单点失效”和“性能瓶颈”等问题，在SIP中引入P2P技术来解决该问题。针对当前的两种主要的SIP和P2P的结合方式：SIP-using-P2P方式和P2P-over-SIP方式，在P2P-SIP通信模型的架构基础上，设计了基于Chord模型的VoIP通信系统，并对SIP进行了扩展，重新定义了相关的SIP消息。该模型的Chord模块节点定位使用双向查找算法，加快了查找速度。对各个模块进行分析说明，并从节点的加入、注册、离开来着重阐述Chord模块。针对丢包率、呼叫建立时延、呼叫撤销时延、语音时延四个角度对系统进行测试和分析，测试结果证明该系统已基本达到语音通信要求。