要想做出好的视频通话软件,必须了解视频通话的主要技术。下面是总结的一些技术,仅供参考。
1、支持标准SIP协议。
SIP是类似于HTTP的基于文本的协议。SIP可以减少应用特别是高级应用的开发时间。由于基于IP协议的SIP利用了IP网络,固定网运营商也会逐渐认识到SIP技术对于他们的深远意义。
SIP(Session Initiation Protocol)是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播(multicast)、网状单播(unicast)或两者的混合体进行通信。 使用 SIP,服务提供商可以随意选择标准组件。不论媒体内容和参与方数量,用户都可以查找和联系对方。SIP 对会话进行协商,以便所有参与方都能够就会话功能达成一致以及进行修改。它甚至可以添加、删除或转移用户。 SIP它既不是会话描述协议,也不提供会议控制功能。为了描述消息内容的负载情况和特点,SIP 使用 Internet 的会话描述协议 (SDP) 来描述终端设备的特点。SIP 自身也不提供服务质量 (QoS),它与负责语音质量的资源预留协议(RSVP) 互操作。它还与若干个其他协议进行协作,包括负责定位的轻型目录访问协议(LDAP)、负责身份验证的远程身份验证拨入用户服务 (RADIUS) 以及负责实时传输的 RTP 等多个协议。
SIP 规定了以下基本的通信要求:
1. 用户定位服务
2. 会话建立
3. 会话参与方管理
4. 特点的有限确定
SIP 会话使用多达四个主要组件:
SIP 用户代理、SIP 注册服务器、SIP 代理服务器和 SIP 重定向服务器。这些系统通过传输包括了 SDP 协议(用于定义消息的内容和特点)的消息来完成 SIP 会话。下面概括性地介绍各个 SIP 组件及其在此过程中的作用。
3.1、SIP 用户代理
SIP 用户代理(UA) 是终端用户设备,如用于创建和管理 SIP 会话的移动电话、多媒体手持设备、PC、PDA 等。用户代理客户机发出消息。用户代理服务器对消息进行响应。
3.2、SIP 注册服务器
SIP 注册服务器是包含域中所有用户代理的位置的数据库。在 SIP 通信中,这些服务器会检索参对方的 IP 地址和其他相关信息,并将其发送到 SIP 代理服务器。
3.3、SIP 代理服务器
SIP 代理服务器接受 SIP UA 的会话请求并查询 SIP 注册服务器,获取收件方 UA 的地址信息。然后,它将会话邀请信息直接转发给收件方 UA(如果它位于同一域中)或代理服务器(如果 UA 位于另一域中)。
3.4、SIP 重定向服务器
SIP 重定向服务器允许 SIP 代理服务器将 SIP 会话邀请信息定向到外部域。SIP 重定向服务器可以与 SIP 注册服务器和 SIP 代理服务器同在一个硬件上。
SIP 的一个重要特点是它不定义要建立的会话的类型,而只定义应该如何管理会话。有了这种灵活性,也就意味着SIP可以用于众多应用和服务中,包括交互式游戏、音乐和视频点播以及语音、视频和 Web 会议。SIP消息是基于文本的,因而易于读取和调试。新服务的编程更加简单,对于设计人员而言更加直观。SIP如同电子邮件客户机一样重用 MIME 类型描述,因此与会话相关的应用程序可以自动启动。SIP 重用几个现有的比较成熟的 Internet 服务和协议,如 DNS、RTP、RSVP 等。不必再引入新服务对 SIP 基础设施提供支持,因为该基础设施很多部分已经到位或现成可用。 对 SIP 的扩充易于定义,可由服务提供商在新的应用中添加,不会损坏网络。网络中基于 SIP 的旧设备不会妨碍基于 SIP 的新服务。例如,如果旧 SIP 实施不支持新的 SIP 应用所用的方法/标头,则会将其忽略。 SIP 独立于传输层。因此,底层传输可以是采用 ATM 的 IP。SIP 使用用户数据报协议(UDP) 以及传输控制协议(TCP),将独立于底层基础设施的用户灵活地连接起来。SIP 支持多设备功能调整和协商。如果服务或会话启动了视频和语音,则仍然可以将语音传输到不支持视频的设备,也可以使用其他设备功能,如单向视频流传输功能。 通信提供商及其合作伙伴和用户越来越渴求新一代基于 IP 的服务。现在有了 SIP(The Session Initiation Protocol 会话启动协议),一解燃眉之急。SIP 是不到十年前在计算机科学实验室诞生的一个想法。它是第一个适合各种媒体内容而实现多用户会话的协议,现在已成了 Internet 工程任务组 (IETF) 的规范。 今天,越来越多的运营商、CLEC(竞争本地运营商)和 ITSP(IP 电话服务商)都在提供基于 SIP 的服务,如市话和长途电话技术、在线信息和即时消息、IP Centrex/Hosted PBX、语音短信、push-to-talk(按键通话)、多媒体会议等等。独立软件供应商 (ISV) 正在开发新的开发工具,用来为运营商网络构建基于 SIP 的应用程序以及 SIP 软件。网络设备供应商 (NEV) 正在开发支持 SIP 信令和服务的硬件。现在,有众多 IP 电话、用户代理、网络代理服务器、VOIP 网关、媒体服务器和应用服务器都在使用 SIP。 SIP 从类似的权威协议--如 Web 超文本传输协议(HTTP) 格式化协议以及简单邮件传输协议(SMTP) 电子邮件协议--演变而来并且发展成为一个功能强大的新标准。但是,尽管 SIP 使用自己独特的用户代理和服务器,它并非自成一体地封闭工作。SIP 支持提供融合的多媒体服务,与众多负责身份验证、位置信息、语音质量等的现有协议协同工作。 SIP 较为灵活,可扩展,而且是开放的。它激发了 Internet 以及固定和移动 IP 网络推出新一代服务的威力。SIP 能够在多台 PC 和电话上完成网络消息,模拟 Internet 建立会话。 与存在已久的国际电信联盟(ITU) SS7 标准(用于呼叫建立)和 ITU H.323 视频协议组合标准不同,SIP 独立工作于底层网络传输协议和媒体。它规定一个或多个参与方的终端设备如何能够建立、修改和中断连接,而不论是语音、视频、数据或基于 Web 的内容。 SIP 大大优于现有的一些协议,如将 PSTN 音频信号转换为 IP 数据包的媒体网关控制协议(MGCP)。因为 MGCP 是封闭的纯语音标准,所以通过信令功能对其进行增强比较复杂,有时会导致消息被破坏或丢弃,从而妨碍提供商增加新的服务。而使用 SIP,编程人员可以在不影响连接的情况下在消息中增加少量新信息。 例如,SIP 服务提供商可以建立包含语音、视频和聊天内容的全新媒体。如果使用 MGCP、H.323 或 SS7 标准,则提供商必须等待可以支持这种新媒体的协议新版本。而如果使用 SIP,尽管网关和设备可能无法识别该媒体,但在两个大陆上设有分支机构的公司可以实现媒体传输。 而且,因为 SIP 的消息构建方式类似于 HTTP,开发人员能够更加方便便捷地使用通用的编程语言(如 Java)来创建应用程序。对于等待了数年希望使用 SS7 和高级智能网络(AIN) 部署呼叫等待、主叫号码识别以及其他服务的运营商,现在如果使用 SIP,只需数月时间即可实现高级通信服务的部署。 这种可扩展性已经在越来越多基于 SIP 的服务中取得重大成功。Vonage 是针对用户和小企业用户的服务提供商。它使用 SIP 向用户提供 20,000 多条数字市话、长话及语音邮件线路。Deltathree 为服务提供商提供 Internet 电话技术产品、服务和基础设施。它提供了基于 SIP 的 PC 至电话解决方案,使 PC 用户能够呼叫全球任何一部电话。Denwa Communications 在全球范围内批发语音服务。它使用 SIP 提供 PC 至 PC 及电话至 PC 的主叫号码识别、语音邮件,以及电话会议、统一通信、客户管理、自配置和基于 Web 的个性化服务。 某些权威人士预计,SIP 与 IP 的关系将发展成为类似 SMTP 和 HTTP 与 Internet 的关系,但也有人说它可能标志着 AIN 的终结。迄今为止,3G 界已经选择 SIP 作为下一代移动网络的会话控制机制。Microsoft 已经选择 SIP 作为其实时通信策略并在 Microsoft XP、Pocket PC 和 MSN Messenger 中进行了部署。Microsoft 同时宣布 CE dot net 的下一个版本将使用基于 SIP 的 VoIP 应用接口层,并承诺向用户 PC 提供基于 SIP 的语音和视频呼叫。 另外,MCI 正在使用 SIP 向 IP 通信用户部署高级电话技术服务。用户将能够通知主叫方自己是否有空以及首选的通信方式,如电子邮件、电话或即时消息。利用在线信息,用户还能够即时建立聊天会话和召开音频会议。使用 SIP 将不断地实现各种功能。
2、DTMF方式支持 RFC2833 或者 SIP INFO
3、语音编码方式优先级 G729,G711u,G711a,GSM
4、支持 不加密、VOS加密二种加密方式。
5、支持显余额功能
6、支持电话本功能
7、支持通话记录功能
8、支持读取手机号码,设置入sip协议的去电显示display内
9、支持3G wifi拨打
10、支持NAT穿透
NAT,即Network Address Translation,可译为网络地址转换或网络地址翻译。
当前的Internet面临两大问题,即可用IP地址的短缺和路由表的不断增大,这使得众多用户的接入出现困难。 使用NAT技术可以使一个机构内的所有用户通过有限的数个(或1个)合法IP地址访问Internet,从而节省了Internet上的合法IP地址;另一方面,通过地址转换,可以隐藏内网上主机的真实IP地址,从而提高网络的安全性。 在CCNA阶段,主要考察NAT的基本技术,应试者应掌握下述的NAT术语和几个典型的地址转换类型。
1.NAT术语 在NAT中,有4个地址术语是必须正确理解的,它们是Inside Local、Inside Global、Outside Local和Outside Global 在这些术语中,Inside(内部)是指那些由机构或企业所拥有的内部网络,这些网络上的主机通常分配了私有地址。这些地址不能直接在Internet上进行路由,从而也就不能直接用于对Internet的访问,必须通过网络地址的转换,以合法IP的身份来访问Internet。前者即InsideLocal地址。后者则为Inside Glob动地址。 Local(本地)的地址是不能在Internet上通信的IP地址;Global(全局)的地址是能在Internet上通信的地址。 Outside(外部)是指除了我们考察的内部网络之外的所有网络。主要指Internets 有了对Inside、Outsider Local和Global4个词的解释,让我们来看一看4个地址的定义。
●Inside Local Address(内部本地地址) 指一个网络内部分配给网上主机的IP地址,此地址通常不是Internet上的合法地址,即不是网络信息中心 (NIC)或Internet服务提供商(ISP:internet service provider)所分配的IP地址。
●Inside Global Address(内部全局地址) 用来代替一个或者多个内部本地IP地址的、对外的、Internet上合法的IP地址。
●Outside Local Address(外部本地地址) 一个外部主机相对于内部网所用的IP地址。此地址需要是Internet上合法的地址,但是从内部网可以进行路由的地址空间中进行分配的。
●Outside Global Address(外部全局地址) 由主机拥有者分配给在外部网上主机的IP地址。此地址是从一个从全局可路由的地址或网络空间中分配的。
2.静态内部源地址转换 所谓静态内部源地址转换是指将一个内部本地的IP地址转换成为惟一的内部全局地址,即私有地址和合法地址之间的静态一一映射。这种转换通常用在内部网上的主机需要对外提供服务(如Web、E-mail服务等)的情况下。
3.动态内部源地址转换 在动态内部源地址转换的方式下,一组内部本地地址与一个内部全局地址池之间建立起一种动态的一一映射关系。这种地址转换形式下,内部主机可以访问外部网络,外部主机也能对内部网络进行访问,但必须是在内网IP地址与内部全局地址之间存在映射关系时才能成功,并且这种映射关系是动态的。
4.复用内部全局地址 Cisco路由器可以把内部全局地址进行复用性的转换,从而实现内部本地地址对内部全局地址的多对一的映射。地址复用被启用时,路由器在高层协议(如TCP或UDP端口号)维持有关的信息,将全局地址转换为本地地址。当多个内部本地地址映射到同一个全局地址时,端口号将用来区别不同的本地地址。复用内部全局地址的技术也被称为PAT(Port AddressTranslation。端口地址转换)。
一直以来,说起NAT穿透,很多人都会被告知使用UDP打孔这个技术,基本上没有人会告诉你如何使用TCP协议去穿透(甚至有的人会直接告诉你TCP协议是无法实现穿透的)。但是,众所周知的是,UDP是一个无连接的数据报协议,使用它就必须自己维护收发数据包的完整性,这常常会大大增加程序的复杂度,而且一些程序由于某些原因,必须使用TCP协议,这样就常常令一些开发TCP网络程序的人员“谈穿透色变”。那么,使用TCP协议是不是就不能实现穿透呢?答案当然是否定的:TCP协议不仅能实现NAT穿透,而且实现起来比UDP穿透甚至还简单一些。
要了解如何使用TCP穿透NAT,就要首先看看如何使用UDP穿透NAT。
我们假设在两个不同的局域网后面分别有2台客户机A和 B,AB所在的局域网都分别通过一个路由器接入互联网。互联网上有一台服务器S。
现在AB是无法直接和对方发送信息的,AB都不知道对方在互联网上真正的IP和端口, AB所在的局域网的路由器只允许内部向外主动发送的信息通过。对于B直接发送给A的路由器的消息,路由会认为其“不被信任”而直接丢弃。
要实现 AB直接的通讯,就必须进行以下3步:A首先连接互联网上的服务器S并发送一条消息(对于UDP这种无连接的协议其实直接初始会话发送消息即可),这样S就获取了A在互联网上的实际终端(发送消息的IP和端口号)。接着 B也进行同样的步骤,S就知道了AB在互联网上的终端(这就是“打洞”)。接着S分别告诉A和B对方客户端在互联网上的实际终端,也即S告诉A客户B的会话终端,S告诉B客户A的会话终端。这样,在AB都知道了对方的实际终端之后,就可以直接通过实际终端发送消息了(因为先前双方都向外发送过消息,路由上已经有允许数据进出的消息通道)。
用UDP来实现以上3步不存在什么理论上的问题,因为UDP是无连接的协议,它允许socket进行“多对一”的通讯(即几个具有不同IP和端口号的socket向一个接收socket发送消息)。但是使用TCP就出现了问题:在一般情况下,TCP socket不允许在已经建立连接的端口上再进行监听和使用该本地端口。换句话说,当AB连接上服务器S后,S将AB的实际终端告诉对方,下一步本该是AB利用对方的实际终端进行直连,但这时你会发现对方的实际终端已经被占用了(就是各自连接到服务器S的会话占用了终端),无法同时listen和 connect。于是很多人得出结论:TCP无法实现NAT穿透。
于是问题的关键变成了如何复用一个TCP连接的本地终端,这其实不是协议的问题,而是一个API的问题。幸运的是,所有主流操作系统都支持一个特定的TCP套接字选项——SO_REUSEADDR。这个选项允许将多个socket绑定到同一个本地终端。我们建立socket的时候只要加上这么一行:
setsockopt(socket, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &flag, len) ; //C++就这么做
_Client.SetSocketOption(SocketOptionLevel.Socket, SocketOptionName.ReuseAddress, True) '这是vb.NET 更加简单
知道上面的知识就很好办了,下面我来说说TCP协议的穿透流程:
机器布局还是和上面使用UDP的一样。现在假设客户A想和客户B建立TCP连接。
首先还是 AB分别和服务器S分别建立连接,S记录AB的互联网实际终端。然后S分别向AB发送对方的实际终端。接着,从A和B向S连接时使用的端口,AB都异步调用connect函数连接对方的实际终端(就是S告诉的终端),同时,AB双方都在同一个本地端口监听到来的连接(也可以先监听,再connect更好)。由于双方都向对方发送了connect请求(假设各自的SYN封包已经穿过了自己的NAT),因此在对方connect请求到达本地的监听端口时,路由器会认为这个请求是刚刚那个connect会话的一部分,是已经被许可的,本地监听端口就会用SYN-ACK响应,同意连接。这样,TCP穿透NAT的点对点连接就成功了。
@import url(http://www.cppblog.com/CuteSoft_Client/CuteEditor/Load.ashx?type=style&file=SyntaxHighlighter.css);@import url(/css/cuteeditor.css);
posted on 2016-11-05 00:42
聂文龙 阅读(739)
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