H323协议呼叫流程.docx
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H323协议呼叫流程
H.323协议简介和呼叫流程
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第一章协议概念
一.1协议概述
H.323是由ITU制定的通信控制协议，用于在分组交换网中提供多媒体业务。
呼叫控制是其中的重要组成部分，它可用来建立点到点的媒体会话和多点间媒体会议。
H.323定义了介于电路交换网和分组交换网之间的H.323网关（Gateway）、用于地址翻译和访问控制的网守（Gatekeeper）、提供多点控制的多点会议控制器（MC）、提供多点会议媒体流混合的多点处理器（MP），以与多点会议控制单元（MCU）等实体H.323是ITU-T开发的IP网络实时多媒体通信协议簇，由呼叫控制、媒体编码、管理控制、网络安全等一系列协议组成。
H.323适用于在底层传输不提供QoS保证的分组网络上进行多媒体通讯的技术需求，主要目的是实现位于不同网络中的终端之间的音视交互通信。
H.323建议定义了的系统组件包括终端，网关（GW），网守（Gatekeeper，简称GK），多点控制（MC），多点处理（MP），多点处理单元（MCU）等。
最重要的系统组件为网关和网守。
H.323终端提供在点对点或点对多点会议中，进行语音和可选用的视频，数据通讯能力。
H.323的范围不包括网络界面，物理网络，与网络上的传输协议。
一.2名词解释
图1.21H.323构件与相互关系
1．GW（Gateway）：
H.323网关是指在PBN上的H.323终端与SCN上的其它终端之间，或另一个H.323网关之间，提供实时双向业务的节点。
2．GK（Gatekeeper）：
GK是网络上的H.323实体，它为H.323终端，网关和MCU提供地址翻译，控制网络访问。
也可以为终端，网关，和MCU提供其它服务：
如带宽管理，定位网关等。
3．MCU（Multipointcontrolunit）：
多点控制单元用于控制多点会议。
也可以用于连接两个终端的点对点会议（这种点对点会议以后可能发展为多点会议）。
MCU通常按H.231MCU的方式行事，不过音频处理器不是必须的。
MCU由两部分组成：
必备的MC和可选的MP。
最简单的MCU可以只包括一个MC，没有MP。
MCU也可能在不被某个节点显式呼叫的情况下，通过GK加入会议。
4．MC（Multipointcontroller）：
MC是网络上的一个H.323实体，它为多点会议中三个或更多个终端的参与提供控制。
也可以在点对点会议中连接两个终端，以后发展为多点会议。
MC与所有终端进行能力协商，在共有的水平上进行通讯。
它也可以管理会议资源，例如谁正在多点传送视频。
MC不执行媒体流的混响与交换。
5．MP（Multipointprocessor）：
MP是网络上的H.323实体，它为多点会议中的媒体流提供集中处理能力。
在MC的控制下，提供混响，交换，和其它对媒体流的处理过程。
MP能够处理单个或多个媒体流依赖于支持的会议类型。
6．Terminal：
H.323终端是网络上的一个节点，它与其它H.323终端，网关，或MCU之间进行实时、双向的通讯。
7．EP（Endpoint）：
节点指H.323终端，网关，或MCU。
它能发起呼叫或被呼叫。
由它产生、终止信息流。
8．Zone：
区域是由一个GK管理的所有终端，网关，和MCU的集合。
一个区域至少包括一个终端，可以不包括网关和MCU。
一个区域有且只有一个GK。
区域独立于网络拓扑结构，可以由通过路由设备相连的多个网段组成。
图1.22H.323–Zone
9．呼叫信令：
一组消息和流程。
用于建立呼叫，请求改变呼叫的带宽，得到呼叫中端点的状态终止呼叫等。
一.3协议模型
H.323协议是一种伞形规范，因为它涵盖了其它建议，包括分组和同步，H.245控制，H.261和H.263视频CODEC，G.711、G.722、G.728、G.729和G.723音频CODEC，以与T.120系列多媒体通信协议。
H.323协议栈结构如下图所示
图1.31H.323协议栈
在我司NGN解决方案的核心部件Softswitch中，使用了H.323协议簇中的RAS、Q.931和H.245协议。
其网络层协议是IP，传送层协议为UDP和TCP，其中RAS承载在UPD上，Q.931和H.245承载在TCP上。
H.323消息编码格式是基于ASN.1二进制编码。
本文将只对RAS、Q.931、H.245做进一步描述。
一.3.1RAS
ITU-TRAS（Registration，Admission，andStatus）协议为网关与网守之间进行信息交互所使用的协议，在RAS协议中，一般模式都是网关向网守发送一个请求，然后网守返回接受或拒绝消息。
RAS消息主要遵循H.323V2协议。
一.3.2Q.931
ITU-TQ.931协议为网关与网守之间进行信息交互所使用的协议，主要负责呼叫过程中的信令处理。
一.3.3H.245
ITU-TH.245协议为主、被叫网关之间进行信息交互所使用的协议，H.245指定了许多独立的协议实体，支持端对端信令。
一个协议实体由语法、词义、语义和一套流程来指定消息交换以与用户的互操作。
H.245消息分为四类：
请求、响应、命令、指示。
请求和响应消息用于协议实体。
请求消息要求一个指定的行动与一个立即的响应。
响应消息响应一个相应的请求。
命令消息要求一个指定的行动，但不需要响应。
指示消息只是提供信息，不要求行动和响应。
H.245控制信道是用来承载控制信息用以对H.323实体的操作，这些控制主要包括如下三个：
1．主从决定
决定两方谁是主、谁是从。
H.245主从决定消息流程用于解决下述情况的冲突：
一是会议中两个节点都是MC，二是两个节点间尝试建立双向信道。
两个节点在masterSlaveDetermination消息中交换随机数，以决定主从节点。
2．能力交换
进行能力协商，获得双方都可接受的编解码类型。
3．打开或关闭逻辑通道
打开RTP、RTCP通道，为通话做准备。
一.3.4三者的区别和联系
一.3.4.1联系
它们为完成一次呼叫而共同配合，各有分工：
RAS完成H.323实体向GK的注册，H.245完成要连接实体之间的参数协商和准备，Q.931完成连接实体的连接。
一.3.4.2区别
先后顺序不同，先RAS，再H.245，最后Q.931。
一.4组件的特征
一.4.1GK
在H.323系统中，GK是可选的，为H.323节点提供呼叫控制服务。
不止一个GK可能出现，并以未指明的方式相互通讯。
GK和节点是逻辑分离的，不过，在物理实现时可以和终端，MCU，GW，MC或其它非H.323网络设备共存。
在系统中出现时，GK必须提供以下服务：
地址翻译――将地址别名翻译为传输地址。
这需要由Registration消息维护转换表。
其它更新转换表的方式也是允许的。
接入控制――GK必须使用ARQ、ACF、ARJ验证网络接入，这可以基于呼叫鉴权，带宽，或其它由厂家设定的标准。
它可以是一个空函数，允许所有的呼叫。
带宽控制――GK必须支持BRQ、BCF、BRJ消息。
这可以基于带宽管理，也可以是一个空函数，接受所有的带宽修改请求。
区域管理――GK必须向已登记的终端，MCU，网关提供上述功能。
GK可以执行以下可选功能：
呼叫控制信令――GK可以选择由节点完成呼叫信令，也可以选择由自己处理呼叫信令。
另一个选择是：
GK可以让节点间以呼叫信令信道直接相连，这种方式，GK可以避免处理呼叫信令。
GK可以按Q.931的定义行动，以支持补充业务。
这需进一步研究。
呼叫鉴权――通过使用信令，GK可以因为鉴权失败拒绝来自终端的呼叫。
拒绝的原因至少包括：
接入特定的终端或网络受限，在某个时间限制接入。
鉴权通过或失败的标准在本建议之外。
带宽管理――控制同时允许访问网络的终端数目。
通过使用信令，GK可以因带宽受限拒绝来自终端的呼叫。
如果GK确定网络无足够的带宽，这就会发生。
带宽是否够用在本建议范围之外。
注意：
这可以是一个空函数，同意所有终端接入。
当一个活动的呼叫要求额外的带宽时，这个功能也起作用。
呼叫管理――例如，GK可以维护正在进行的呼叫列表。
这个信息对于指示被叫是否忙是有用的，以与给带宽管理功能提供信息。
带宽管理信息数据结构――供进一步研究。
带宽预留――供进一步研究。
目录服务――供进一步研究。
为了支持adhoc多点会议，GK可以选择从点对点会议的两个终端接收H.245控制信道。
当会议改成多点会议时，GK可以重定向H.245控制信道至MC。
GK不处理H.245信令，只需在终端之间或终端和MC之间传递它。
包含网关的网络应当包括GK，以将收到的E.164或partyNumber地址翻译成传输地址。
包含GK的H.323实体必须有一个机制使内部的GK失效，以便当一个网络上有多个H.323实体包含GK时，这些H.323实体能被配置成同一Zone。
一.4.2GW
网关提供传送格式的转换，和通讯流程的转换。
这个转换的详细说明在H.246。
网关应当能在PBN侧和SCN侧执行建立和清除流程，传输格式的转换也在网关执行。
通常网关（不作为MCU）的作用映射网络端和SCN端的特征，与此相反的是透明传输。
一个H.323节点可以和另一个H.323节点在同一个网络，不经过网关互联，如果不要求与SCN终端通讯，可以省略网关。
以下情况也是可能的：
为了旁路路由器或一个低带宽，网络上一个网段的终端通过一个网关呼出，再从另一个网关回到原先的网络。
在网络侧，网关可具有H.323终端，或MCU的功能。
在SCN侧，网关可以有SCN终端或MCU的功能。
具体选择终端，或MCU功能，由制造厂家决定。
网关提供不同类型终端之间的必要转换。
注意：
网关可以在初始呼叫时作为终端使用，以后通过H.245信令，为同一个初始化为点对点的呼叫作为MCU使用。
由于向GK登记时的指示，GK知道哪些终端是网关。
在SCN和网络之间传送T.120数据的网关需包含T.120MCSProvider，它连接网络和SCN上的T.120MCSProviders。
网关由三部分组成：
H.323终端或MCU，SCN终端或MCU，以与转换功能。
网关对网络上的其他H.323终端而言，是一个或多个H.323终端，或一个H.323MCU。
它使用本建议中的流程与其他H.323终端通讯。
SCN终端或MCU功能由相应的建议描述（H.310，H.320，H.321，H.322，H.324，V.70，GSTN或ISDN语音终端）。
在SCN侧，网关对于终端而言是一个或多个同类终端或MCU。
它和其他终端使用相应建议规定的流程进行通讯。
SCN的信令过程，包括H.323网关对SCN而言表现为终端还是网络在本建议之外。
注意：
网关可以不经过H.320直接将H.323转换为H.324或H.310。
支持和GSTN或ISDN语音终端互通的网关应当能发出和检测相应的DTMF信号：
0-9，*，#，用于H.245userInputIndications。
图1.41H.323gatewayconfigurations
转换功能在不同的终端建议的格式间提供必要的转换。
至少，网关必须提供传输格式，呼叫建立信令和流程，连接控制信令和流程的转换功能。
要求时，网关必须提供H.245与H.242的转换。
网关在呼叫信令和SCN信令系统（Q.931，Q.2931，等）之间执行必要的转换。
网络上Q.931的和SCN上的Q.931转换在H.246上描述。
所有来自SCN节点的呼叫信令，网关不能处理的，应当转送给网络节点，反之亦然。
这些信令至少包括：
Q.932，Q.950和H.450系列消息。
这将允许H.323节点实现上述建议定义的补充业务。
其它SCN呼叫信令系统的处理需进一步研究。
本建议描述了H.323终端经网关与外部SCN终端的连接。
能经网关通讯的H.323终端的实际数目没有标准。
类似地，SCN的连接数目，同时的独立会议数目，audio、video、data的转换功能，和多点功能的包含，由厂家决定。
如果网关在网络侧包含MCU功能，必须是一个网络上的H.323MCU。
如果网关在SCN侧包含MCU功能，它可以是一个SCN侧的H.231、H.243MCU，或H.310，H.324系统的MCU（这些MCU需在各自的建议中进一步研究）。
一个网关可以经SCN连接到其它网关，使不在同一网络上的H.323终端之间能够通讯。
在网络间提供透明传输的设备，不是本建议范围内定义的网关。
一.4.3MCU
由一个MC和零或多个MP组成的节点，共同实现多点特性。
一.4.3.1MC（控制）
控制功能。
能力交换（与各终端）。
决定SCM（选定通信模式）。
建立连接,终端通过H.245控制信道与MC连接。
会议模式的选择（如分散或集中）。
一.4.3.2MP（处理）
视频：
视频交换（Switching）和视频多画面（Mixing）。
语音：
交换，混合，或者它们的组合。
T.120数据。
非标准数据，透明用户数据和其它类型数据。
算法和格式转换。
一.4.4信息流
虚拟组件通过传输信息流联系。
这些信息流可分为以下几类：
video,audio,data,通讯控制和呼叫控制。
Audio信号包含编码的数字化语音，以与伴随语音的语音控制信号。
可以采取措施减小语音带宽。
Video信号包含编码的数字化运动图像，以与伴随的图象控制信号。
Video的传输带宽不能超过在能力交换时选定的值。
数据信号包括图形，文档等各种数据流。
通讯控制信号通过交换控制数据，实现能力交换，打开，关闭逻辑信道，模式控制和其他功能。
呼叫控制信号用于呼叫建立，终止，和其他呼叫功能。
上述信息流被格式化（）后送至网络界面。
一.4.5终端
H.323终端包括用户设备界面，视频编解码，音频编解码，远程信息处理设备，层，系统控制功能块，与与PBN的界面。
其中系统控制单元，层，网络界面，和一个音频编解码单元是必备的。
视频编解码单元，和用户数据应用是可选的。
第二章协议命令
二.1RAS命令
RAS消息是协议规定的消息的一种，主要包括注册、访问控制和状态等内容。
RAS消息编码采用文本格式，主要由消息名和一系列必配/选配的参数构成，不同的消息会有不同参数，下面以RRQ消息为例描述RAS消息结构。
表2.11网关注册登记的RRQ消息参数
参数
必备（M）/任选（O）
RequestSeqNum
M
ProtocolIdentifier
M
NonStandardData
O
CallSignalAddress
M
RasAddress
M
TerminalType
M
TerminalAlias
O
GatekeeperIdentifier
O
EndpointVendor
M
AlternateEndpoints
O
TimeToLive
O
Tokens
O
CryptoTokens
O
IntegrityCheckValue
O
KeepAlive
O
EndpointIdentifier
O
WillSupplyUUIEs
O
一个RRQ消息实例如下：
RegistrationRequest
RequestSeqNum:
23917
ProtocolIdentifier:
DiscoveryComplete:
False
CallSignalAddress（TransportAddress）
Item0（ipAddress）
IpAddress
Port:
1720
RasAddress（TransportAddress）
Item0（ipAddress）
IpAddress
Port:
1719
TerminalType（EndpointType）
Vendor（VendorIdentifier）
Vendor（H221NonStandard）
t35CountryCode:
28
t35Extension:
21
manufacturercode:
555
productId:
HuaweiH.323ProtocolStack
versionId:
HuaweiH.323Stackversion1.1
mcu（McuInfo）
mc:
False
undefinedNode:
False
terminalAlias（AliasAddress）
Item0（e164）
e164:
82882200
Item1（H.323_ID）
H.323_ID:
MediaCenter01A0
endpointerVendor（vendorIdentifier）
Vendor（VendorIdentifier）
Vendor（H221NonStandard）
t35CountryCode:
28
t35Extension:
21
manufacturercode:
555
productId:
HuaweiH.323ProtocolStack
versionId:
HuaweiH.323Stackversion1.1
timeToLive:
300
keepAlive:
False
willSupplyUUIEs:
False。
二.2寻找网守消息
表2.21网守消息
消息
英文全称
含义
GRQ
GatekeeperRequest
受理终端初次使用，向网络广播寻找网守的请求，以找到自己所属的网守。
GCF
GatekeeperReject
网守向受理终端发送的寻找网守请求（GRQ）的确认回答
GRJ
GatekeeperReject
网守向受理终端发送的寻找网守请求（GRQ）的拒绝回答
二.3注册登记消息
表2.31注册登记消息
消息
英文全称
含义
RRQ
RegistrationRequest
受理终端向网守发起的网关注册登记的请求
RCF
RegistrationConfirm
网守向受理终端发送的对网关注册登记请求RRQ的确认回答
RRJ
RegistrationReject
网守向受理终端发送的对网关的注册登记请求（RRQ）的拒绝回答
二.4注销消息
表2.41注销消息
消息
英文全称
含义
URQ
UnregistrationRequest
受理终端向网守发送的关于网关请求注销注册登记的消息
UCF
UnregistrationConfirm
网守向受理终端发送的关于网关的URQ的确认回答；或计费认证中心向受理终端发送的关于用户4URQ消息的确认回答
URJ
UnregistrationReject
网守向受理终端发送的关于网关的URQ的拒绝回答；或计费认证中心向受理终端发送的关于用户的URQ的拒绝回答
二.5修改消息
表2.51修改消息
消息
英文全称
含义
MRQ
ModificationRequest
受理终端向计费认证中心发送的修改用户数据请求
MCF
ModificationConfirm
计费认证中心向受理终端发送的对修改用户数据请求的确认消息
MRJ
ModificationReject
计费认证中心向受理终端发送的对修改用户数据请求的拒绝消息
二.6接入认证授权和地址解析消息
表2.61地址解析消息
消息
英文全称
含义
ARQ
AdmissionRequest
网关向网守发送的用户接入认证、地址解析请求消息
ACF
AdmissionConfirm
网守对ARQ的确认回答，并给出地址解析结果，对于卡号用户，还需要给出用户余额和最长通话时长
ARJ
AdmissionReject
网守对ARQ消息的拒绝回答，并给出拒绝原因
二.7地址解析请求消息
表2.71地址解析请求消息
消息
英文全称
含义
LRQ
LocationRequest
网守向上一级网守发出地址解析请求
LCF
LocationConfirm
上一级网守对LRQ消息的确认回答，并给出地址解析结果
LRJ
LocationReject
上一级网守对LRQ消息的拒绝回答，并给出拒绝原因
二.8呼叫脱离消息
表2.81呼叫脱离消息
消息
英文全称
含义
DRQ
DisengageRequest
网关与网守之间的呼叫脱离请求消息。
当该消息由网关发起时，则应同时传递计费信息。
计费信息放在“非标准数据”（NonStandardData）字段中
DCF
DisengageConfirm
网守对DRQ消息的确认回答
DRJ
DisengageReject
网守对DRQ消息的拒绝回答，并给出拒绝原因
二.9状态消息
表2.91状态消息
消息
英文全称
含义
IRQ
InfoRequest
网守向网关发的状态请求消息
IRR
InfoRequestResponse
网关根据ACF命令设定的间隔或IRQ请求向网守发送的状态回应消息
IACK
InfoAcknowledgement
对IRR消息的证实消息
INAK
InformationNegativeAcknowledgement
对IRR消息的拒绝消息
二.10带宽改变消息
表2.101带宽改变消息
消息
英文全称
含义
BRQ
BandwidthRequest
网关与网守之间的带宽改变的请求消息
BCF
BandwidthConfirm
网关与网守之间的带宽改变的确认消息
BRJ
BandwidthReject
网关与网守之间的带宽改变的拒绝消息
二.11网关资源可利用性消息
表2.111网关资源可利用消息
消息
英文全称
含义
RAI
ResourceAvailabilityIndication
网关向网守发送的资源可利用性报告
RAC
ResourceAvailabilityConfirmation
网守对RAI消息的确认消息
二.12RAS定时器修改消息
表2.121RAS定时器修改消息
消息
英文全称
含义
RIP
RASTimersandRequestinProgress
对RAS消息和后续的重试计数的响应
二.13顶级网守间消息
表2.131顶级网守间消息
消息
英文全称
含义
业务请求
ServiceRequest
顶级网守间业务请求消息
业务确认
ServiceConfirmation
收到业务请求的顶级网守对ServiceRequest消息的确认回答，并建立业务关联关系
业务拒绝
ServiceRejection
顶级网守对ServiceRequest消息的拒绝回答，并给出拒绝原因
描述器ID请求
DescriptorIDRequest
顶级网守向别的顶级网守请求描述器ID
描述器ID确认
DescriptorIDConfirmation
顶级网守对DescriptorIDRequest消息的确认
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