基于P2P-SIP的嵌入式VoIP系统的研究与设计

摘要

VoIP指利用IP网络协议传递语音数据，通过改变语音的传输方式，大大降低了语音通信的成本，VoIP技术所拥有的发展潜力吸引着众多公司加入到IP电话的研究、开发中。目前国内VoIP的应用范围主要在企业之内，家庭用户主要使用大型运营商所垄断的VoIP服务。但随着互联网的普及和VoIP技术的日益成熟，VoIP技术必将走入家庭，成为通信领域的重要发展方向。加快实现这一趋势，是本论文写作的初衷。VoIP技术的发展已经有十多年的历史，具有多种实现方式。信令协议是VoIP系统中的重要组成部分，SIP信令协议以其简单、灵活的特点得到了多个国际组织的支持，今后将有更广泛的应用。采用SIP信令协议实现的VoIP系统具有网络架构简单的优点，但同时也有着对服务器性能要求较高、维护繁琐、单点失效、扩展性差等缺点。而P2P网络是一种无中心节点、高扩展性的分布式系统。这种系统没有网络瓶颈、单点失效等问题，且易于部署。因此结合P2P网络和SIP协议的优点，建立一个全新架构的VoIP网络模型——P2P-SIP，可有效缓解VoIP系统中服务器瓶颈、单点失效等问题，改善系统的可伸缩性和可靠性，同时也可以享受SIP协议为VoIP系统所带来的良好互通性。 本文首先分析了P2P-SIP模型的关键技术，包括信令协议和P2P技术。然后在分析和研究SIP协议、P2P技术及Kademlia 算法的基础上，提出了用于VoIP的基于Kademlia算法的P2P-SIP模型，详细阐述了模型中各节点的角色以及节点操作。在基于ARM+LINUX的嵌入式系统上，利用开源程序本文初步实现了该模型。最后对全文进行了总结，对未来的改进方向进行了展望。