基于SIP技术的NAT媒体穿越设计与实现

摘要

近年来，随着因特网的崛起和语音技术的发展，VoIP已经占有相当比重的市场份额，成为当今电信业和计算机业最热门的话题之一。SIP协议以其灵活性、简单性和扩展性成为VoIP技术中最重要的协议之一，被认为是下一代网络技术和3G技术中的核心协议。 但是，由于IPv4地址的不足，影响了因特网的发展。因而IETE引入了私有网络地址的概念与NAT转换机制，希望缓解网络地址不足的问题。 NAT的使用确实缓解了网络地址不足的问题，但同时对于SIP协议的应用又造成了问题。因而业界目前提出了不少NAT穿越解决方案，例如：ALGs(Application Layer Gateways)，Middlebox Control Protocol，STUN(Simple Traversal of UDP through NAT)等。然而，对于不同的网络环境，各个方案性能表现不一、参差不齐，很难满足客户需求。 本文提出了媒体穿越解决方案，详细阐述了方案的框架结构与交互流程，详细阐述了媒体穿越服务器的模块功能与具体实现。对于不同网络环境，进行了功能测试。对于大规模的应用，进行了性能测试。 最后，总结了媒体穿越解决方案的应用前景与后续改进。

目录

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摘要

第一章绪论

1.1 VoIP概述

1.1.1 IP网络电话

1.1.2 VoIP技术的发展过程

1.1.3 VoIp技术的缺点不足

1.2论文工作内容与成果

1.3论文的组织结构

第二章关键技术

2.1 VoIp标准化组织

2.1.1 ITU-T

2.1.2IETF

2.1.3 ETSI

2.1.4 IMTC

2.2会话初始化协议SIP

2.2.1 SIP与H.323的深入比较

2.2.2 SIP协议的特点与相关概念

2.2.3 SIP协议定义的功能实体

2.2.4 SIP协议的消息格式

2.3会话描述协议SDP

2.3.1 SDP协议的特点与相关概念

2.3.2 SDP协议的消息格式

2.3.3 SDP协议的会话级描述格式

2.4网络地址转换NAT

2.4.1 NAT简介

2.4.2 NAT类型

2.4.3 NAT带来的问题

2.4.4 NAT问题的常用解决方案

2.4.5穿越方案的比较与总结

第三章媒体穿越解决方案的设计与实现

3.1媒体穿越解决方案的设计与框架

3.1.1方案的设计需求

3.1.2方案的主要功能

3.1.3方案的实现环境

3.1.4方案的结构框架

3.1.5方案的工作流程

3.2媒体穿越服务器的结构与框架

3.2.1服务器的模块框架

3.2.2服务器的模块实现

3.2.3服务器的框架流程

3.3媒体穿越服务器的核心模块

3.3.1服务器的CPL脚本解析模块

3.3.2服务器的ACTION模块

3.3.3服务器的主控模块

3.4媒体穿越服务器的外部模块

3.4.1服务器的FIFO模块

3.4.2服务器的DB模块

3.4.3服务器的排队分配模块

3.5媒体穿越服务器的功能模块

3.5.1服务器的消息解析模块与消息结构

3.5.2 SIP平台的NAT检测转换模块

3.5.3服务器的DISPATCHER模块

3.5.4服务器的MEDIAPROXY模块

第四章媒体穿越解决方案的测试与分析

4.1方案的测试与结果

4.1.1方案的测试环境

4.1.2方案的测试用例与实验结果

第五章总结与展望

参考文献

致谢