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1、voip基础知识分析关于Voip的基础知识总结首先介绍电话网的呼叫过程 PSTN网在解决通讯问题时，主要分为呼叫，接入连接，拆接三个过程。 呼叫过程可详细分为：摘机通知，拨号音，振铃，拨号和忙信号，其实这些都是模拟电话中使用的信令。 接入连接简单来说就是交换机（或程控交换机）建立语音电路的过程，相当于数据中的握手后建立的通道，也可以叫信道。 拆接就是通话完毕，拆除电路，通过电话挂机，断开电路的信号传递给交换机，交换机从自己的电话路由列表中删除电路，拆除语音信道 。 一次通话基本上就是上述三个过程，当然，实际应用的技术比偶上面所说的要复杂的多，比如多个程控交换机（一级汇接局到二级汇接局等等）建立

2、电路的过程就是一个复杂的过程。 好了，明白了电话通讯的基本过程，大家再来看看路由器的语音通讯 当前的各种语音通讯功能的数据网络设备，大多都是延续cisco的对等体概念，有必要介绍一下VOIP的通讯概念 拨号对等体是Cisco语音网络软件中的一个重要构造，它指定一个呼叫端点或目的地。 这个端点可以是物理端口或远程目的地。 每个拨号对等体代表一个分离的呼叫段。接收和转发一个呼叫通过带语音功能的路由器要求多个拨号对等体。 数据中的语音呼叫可以分为： 语音设备到路由器上的语音端口之间的连接是单个呼叫段 该路由器到另一个VoIP路由器的VoIP呼叫是一个呼叫段 以上的呼叫段放在一起，构成了源呼叫者到目的

3、VOIP路由器的连接，与此相对应的源VOIP路由器到目的呼叫者的连接，构成一个完整的呼叫。 通过一个如下组网的例子 PHONE1-FXS-ROUTERA-数据网云图-ROUTERB-FXS-PHONE2 我们来看看具体的呼叫段如何划分 a) PHONE1-ROUTERA 呼叫段1 描述 电话到VOIP路由器A b) ROUTERA-VOIP会话请求-ROUTERB 呼叫段2 描述 从路由器A到路由器B的VOIP会话请求 c) ROUTERA-VOIP会话请求-ROUTERB 呼叫段3 描述 路由器B的VOIP会话终止 d) ROUTERB-PHONE2 呼叫段4 描述 路由器B到目的地电话 从

4、上面的呼叫段可以分为两大类 一类为路由器到电话的关联，称为POTS拨号对等体 一类为路由器间的关联，称为VOIP拨号对等体 呼叫段1，4为POTS拨号对等体；呼叫段2，3为VOIP拨号对等体 配置数据： 将远端电话号码及远端IP地址与VOIP拨号对等体相关联，相当于静态路由； 将本地电话号码及物理语音端口与POTS拨号对等体捆绑，相当于IP地址分配。 从以上可以看出语音世界中的寻址是通过电话号码或拨号串实现，而IP世界的寻址是通过IP地址完成的。 好了，介绍完了VOIP原理，下面谈一下路由器接口类型FXS，FXO，E&M FXS代表外部交换站，简单来说就是我们所熟悉的电话接口，提供振铃、线路电

5、压和拨号音。完成普通语音通讯的呼叫阶段，接受拨号串，拨号串到路由器后，利用VOIP拨号对等体，寻找路由。 FXO代表外部交换局，与FXS相反，简单来说就是我们所熟悉的电话机，接受振铃、线路电压和拨号音。提供给PBX系统拨号串，由PBX完成后续呼叫，定位目的电话机。 E&M被称为“ear and mouth（耳和嘴）”，是一种用于网络到网络的信令类型，可以看成交换机到交换机连接上的PBX系统，注意E&M的五种信令中，cisco并不是都支持的。 以上就是偶对VOIP技术的简单总结，不排除其他厂家的设备在各个不同语音接口提供特有功能，华为路由器的VOIP技术虽然在呼叫流程的划分上与cisco有所不同

6、，但实现过程上来说还是采用了拨号对等体概念。 VOIP是如何工作的Voice over IPVOIP网关设计成把话音从包方式转换成电路交换方式。VOIP解决方案采用了一个数字信号处理器（DSP）处理话音数据，通过压缩话音和去除抖动来制造供传输用的话音取样。VOIP设备必须符合国际电信联盟（ITU）定义的H.323标准。 Voice over IP在传统的（电话）基础设施中，通话是通过用户电话交换机（PBX）进入路由、送至当地的电话运营公司。 当与用户电话交换机（PBX）一起工作的VOIP解决方案加入时，内部通话通过PBX进入路由，而长途电话通过VOIP解决方案进入路由。此话音通话通过公司的主干

7、网外送至T1线路，然后或是通过ISP（因特网服务供应商）或是通过因特网，把此通话传到其指定的地点，该地点目前必须用与发送通话相同的解决方案接收通话。 在三种不同的架构技术中均有VOIP解决方案：插入服务器中的板卡；替代用户交换机的解决方案，如交换器；以及网关服务器。 前两种VOIP解决方案是针对中小机构的，第三种类型的VOIP架构是对准大企业和ISP的。 尽管可以获得很好的VOIP解决方案，但对VOIP网络而言还有很多挑战。除了管理、质量、可扩充性和可靠性等问题外，你还须面对网络设备问题，包括网卡、用户电话交换机、路由器和交换器在内的设备必须都支持你选择的VOIP产品，并与之集成在一起或者相互

8、兼容。目前，各公司提供的系统只能与他们自己的硬件一起工作，但他们正在努力使其设备与其他公司的硬件集成在一起。 随着VOIP现象的扩散，有关其成功的看法也将继续增强。供应商们还有很多障碍要克服。但他们正在努力工作解决这些问题，在不远的将来会取得显著的进步。 VOIP现在刚刚起步。随着各种通信技术的汇聚，IP将在单一网络上通过因特网传送视频和多媒体会议。VOIP还有很多挑战要克服，但当它一旦克服了，带来的好处将是巨大的。 VoIP的定义VoIP(Voice over Internet Protocol)是一种以IP电话为主，并推出相应的增值业务的技术。 VoIP最大的优势是能广泛地采用Intern

9、et和全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务。 VoIP可以在IP网络上便宜的传送语音、传真、视频、和数据等业务，如统一消息、虚拟电话、虚拟语音/传真邮箱、查号业务、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、电视会议、电子商务、传真存储转发和各种信息的存储转发等。 VoIP网络设备VoIP系统的基本组件：终端、网关、关守、网管服务器、记帐服务器等,下面介绍一下各个组件的功能 图 VoIP系统构成 （1）、终端（Terminal） VoIP的终端可以有多种类型，其中包括传统的语音电话、ISDN终端、PC，也可以是集语音、数据和图象于一体的多媒体业务终端。由于不同种类的终端产

10、生的数据源结构是不同的，要在同一个网络上传输，这就要由网关或者是通过一个适配器进行数据转换，形成统一的IP数据包。在未来，终端的发展趋势应当是标准和规格统一的，以减少数据转换带来的开销。 （2）、网关(Gateway) 网关负责提供IP网络和传统的PSTN接口，从而提供廉价的长途通信业务。网关可以支持多种电话线路，包括模拟电话线、数字中继线和PBX连接线路，并提供语音编码压缩、呼叫控制、信令转换、动态路由计算等功能。 当前普遍采用的网关结构如图6所示。网关由公用电话网PSTN中继接口、数字信号处理板DSP、主处理器、全局RAM、以及以太网卡等设备组成。 图 VoIP网关结构 PSTN中继接口连

11、接电话网，利用中继线（如El或T1）承载用户数据，主要接续呼叫信息及承载用户的语音信息。 DSP处理板是网关硬件结构中必不可少的设备。由于ITG要处理实时的语音信号压缩、DTMF信号的检测与产生、回波消除等工作，若所有的工作都由主机CPU来完成，则负担过重，实时性能受到影响，会造成语音质量下降，且同时通信的会话数较少，不能满足大量用户通信的要求。采用DSP的好处是所有上述工作都由DSP来实时完成，减轻了主机CPU的负担，并且DSP能同时提供多个话路，能够完成双工的操作。正是DSP的这种作用，才使得网关为普通用户提供服务成为可能。 快速时分复用总线（MVIP或SC总线）用于连接PSTN中继接口和

12、DSP处理板，完成两者之间信息的快速传递。MVIP和SC都是公用总线，支持多个不同的时隙，实现同时的通信。 全局RAM主要用于缓存语音信息和信令报文，便于顺序重组发送方发送过来的语音信息，使得接收方能够接收到连续的报文，合成连续的语音，减少了语音抖动的现象，使接收方听到比较舒服的声音信号。 （3）、网守（Gatekeeper）（或称关守、网闸）： 网守是一个能够对局域网或广域网的H.323终端、网关或一些多点控制单元提供地址解析、访问控制、身份验证、安全检查、域管理、呼叫控制信令以及呼叫管理等的H.323实体，有时它也具有带宽控制和管理、路由控制和计费等功能。在一个由关守管理的域内，对所有的呼

13、叫来说，关守不仅提供呼叫控制业务并且起到了中心控制点的作用，在许多场合下可称之为一个虚拟交换机。 根据业务发展的需要，VOIP的网守可分为三层，它们分别是二级网守、一级网守与顶级网守。 图 网守及计费认证中心的分层结构 二级网守是VoIP管理层的基础，它完成用户的接入论证；在本二级网守管理范围内的地址解析，和向上级网守发起超出本二级网守管理范围的地址解析请求；实现对本网守管理范围内的资源及资源分配，管理本二级网守管理范围内网关的每一个呼叫；二级网守是VoIP网中的计费采集点。 一级网守是VoIP网中管理层的中间层，它的任务是完成在本网守管理范围内的地址解析，一旦它的下层二级网守发现所要求解析的

14、地址已超出它的范围，二级网守即向它主管一级网守发起地址解析请求，一级网守在收到二级网守解析请求后，如确定在它可以的解析范围内，它立即完成解析（如不考虑网关资源的平衡问题，一级网守直接完成地址解析功能；如要考虑网关资源平衡问题，则转发给相应二级网守，由二级网守解析后，再逐层转发，但从实际出发，网关端口的资源平衡不应由网守来处理），然后将结果回传给二级网守以完成本次地址解析。如一级网守确认该地址解析请求已超出其解析范围，则向其顶级网守发出解析请求，如果其快速存储器（cache）中存有能解析该地址的网守地址，则一级网守可向相应网守（可以是其它一级网守，也可以是其它二级网守）发出地址解析请求。 顶级网

15、守是VoIP网中管理层的最高层，它的主要作用完成本运行者中最高层地址解析，当地址在一级网守无法实现解析时，一级网守将向顶级网守发起地址解析请求，如果是同一运行者之间的地址解析，顶级网守将向发出请求的一级网守传送可以完成该次地址解析网守地址（可以是一级网守，也可以是二级网守），如果要解析地址不是同一运行者之间的地址则回传本顶级网守地址，呼叫将迂回（顶级网守）进行。顶级网守除了要实现顶级地址解析外，还要负责不同运行者之间（包括国内与国外）呼叫迂回处理，即它要具有呼叫处理和计费的能力。顶级网守向另一个运行者的顶级网守请求地址解析，另一个运行者将向发出请求的顶级网守传送可以完成该次地址解析的网守地址，

16、从而实现地址解析过程。 同样，根据业务发展的需要，用户接入认证也可分为三级，二级认证中心是VoIP网中最下层的认证机构，一般来说它与二级网守配合，完成二级网守覆盖范围内的用户接入认证。接入认证分为二类，一类为储值卡用户的接入认证，这一般与发卡范围相适配，发卡机构一般拥有用户认证中心；另一类用户为主叫记费用户，二级认证中心一般与二级网守所管范围的电话用户数据库相配合，在二级认证中心完成认证的用户是本地用户；在二级认证中心无法完成认证的用户为漫游用户。一级认证中心是二级认证中心的上一级认证中心，当二级认证中心中无法完成认证的用户，则由二级认证中心向一级认证中心发起认证请求，一级认证中心管理着若干个

17、二级认证中心，同时它也汇集这一些二级认证中心的全部用户数据，只要用户的认证范围在一级认证中心汇集用户数据范围之内，一级认证中心即可完成用户的认证。从而完成在一级网守管辖范围内的认证漫游工作。当一级认证中心也无法完成用户的接入认证时，一级认证中心将向顶级认证中心发出认证请求，顶级认证中心不象一级认证中心，它不存放用户数据，而只是存放指向其它一级认证中心的指针数据，及其它一级认证中心要求的令牌（密钥），顶级认证中心根据一级认证中心的请求确定能完成认证的另一个一级认证中心，将该地址及相应令牌（有一定有效期）发给一级认证中心，一级认证中心在获得该信息后即向另一个一级认证中心发出认证请求，从而完成认证的

18、漫游过程。 （4）、管理服务器 管理服务器是为网络管理人员提供的管理工具，可以实现对VoIP网络体系中各种组件的管理工作。网管服务器提供良好的用户界面，使网管人员可以方便地控制所有的系统组件，包括网关、关守等。网管服务器的功能包括，设备的控制及配置，数据配给，拨号方案管理及负载均衡、远程监控等。 （5）、记帐服务器 记帐服务器的功能是对用户的呼叫进行费用计算，并提供相应的单据和统计报表。记帐服务器可以由VoIP的制造提供，也可以由第三方厂商制作，前提是IP制造商开放其软件的数据接口。 VoIP问答如果您正在认真考虑采用VoIP技术的话，您有各式各样的问题需要解答。 问：我的LAN可以处理VoI

19、P吗？ IP电话的最佳工作环境是10/100Mbps交换到桌面和骨干的千兆以太网构成的LAN。如果用户仍在使用集线器到桌面并且需要IP电话的话，升级可能是正确的选择。 许多IP电话厂商将QoS功能内置到他们的设备中，因此，如果IP电话是您的目标的话，缺少具有QoS功能的交换机的网络也需要进行升级。 问：我必须抛弃原来的PBX吗？ 一些没有传统PBX产品的公司，一直鼓动顾客完全由电路交换电话迁移到IP上。拥有传统PBX的厂商则提供一种“使原有PBX系统具有IP功能”的途径，为原有的PBX系统提供IP卡。 问：VoIP的语音质量如何？ VoIP可以像标准语音质量一样好，或者更好。但语音质量要由使用

20、者的耳朵来决定，因此问题的答案取决于最终用户的辨别力。一些公司在某些内部电话呼叫上不太在意VoIP的质量。但是，如果电话呼叫直接涉及到创造收入，各公司一般都采用更高的标准。假如您打算测量VoIP呼叫的质量的话，一些测量方法可供选用（前几期的文章已经介绍过）。 问：VoIP真的更便宜吗？ 从理论上讲，如果用一条网络传送所有的传输流的话，可以去除一些电话中继线路，可以避免昂贵的长途电话费。用户可以在换办公室或者雇佣或解雇某个人时，减少移机管理费。但是，用户必须考虑到新设备的费用因素，考虑到实现VoIP所要求的严格服务水平协议会要求更大、更贵服务提供商的线路。一些用户担心：由于VoIP是一项较新的技

21、术，因此软件升级比传统的PBX更频繁，从而造成维护IP PBX的昂贵费用。 问：如果停电的话，VoIP网络还能正常运行吗？ 在传统语音世界中，电话由PBX提供电源，而PBX通常由后备电源供电，后备电源可以在大多数停电事故中保持PBX系统正常运行。在LAN上传送语音意味着网络上存在更多的可能受到停电影响的问题和交换机、服务器、终端等等。一项可以采取的预防措施是为连接IP电话和IP PBX的所有LAN交换机配备后备电源，利用以太网LAN线路供电。 问：如果网络出现故障，VoIP将会发生什么情况？ 在一台中央IP PBX控制远程办事处电话的VoIP部署中，WAN连接是一条语音和数据的生命线。如果这条

22、链路中断的话，拨号音以及Internet和网络接入会消失。一些厂商在他们的路由器或远程网关中内建了备份技术，这种技术在连接到中央IP PBX的主线路中断时，仍使远程IP电话用户可以继续通过备用线路打电话。 问：必须购买专用电话吗？ 如果用户让VoIP上桌面，就需要IP电话机，并且不只是随便什么IP电话机都行。尽管所有的LAN电话设备都是基于以太网的，但它们还没有提供像以太网计算机网络技术那样的互操作水平，很多厂商在使用私有的协议。不过情况也在改变，一些IP电话系统支持标准协议。 问：应当采用哪种协议？ H.323产品货源充足，稳定并得到广泛的部署。SIP具有应用于新的更动态的应用的发展前景，但

23、其性能没有经过许多企业网络的考验。 问：能得到哪些非常好的新功能呢？ 首先要数统一消息了。大多数VoIP设备制造商生产与Microsoft Exchange和IBM的Lotus Notes等应用集成在一起的产品，这些产品使最终用户可以从一个收件箱中阅读电子邮件和收听语音邮件。 远程办公者也正在从IP电话中受益。拥有家庭VPN连接和IP电话(或基于PC的“软电话”)的工作人员可以将他们的四位数号码的分机扩展到家庭办公室。 许多IP电话机正变得越来越像是瘦IP客户机，而不像是电话机了。许多IP电话机配置了LCD显示屏，用户可利用这类显示屏作为连接基于Web的应用的界面，甚至上网冲浪。一些用户曾将I

24、P电话连接到后端XML或Java应用服务器上。 问：VoIP安全吗？ VoIP设备是基于服务器的，这些服务器像其它任何服务器那样容易受到攻击。它们容易遭受病毒的攻击，因此需要采取定期的升级与修补制度。许多这类设备具有基于Web的管理功能，因此用户还必须监测和修补基于Web管理功能的隐患与安全漏洞。 问：让IP语音穿过防火墙是不是很难？ 是的，但这个问题可以得到解决。除非一个地点中的所有电话都有一个公共IP地址，否则防火墙将在来自电话的数据包进入到WAN IP链路时，改变源IP地址。不过，防火墙只改变包头中的IP地址，不改变数据包内部的内容。当IP电话设备发现同一个数据包的不同部分中的源地址不匹

25、配时，就会丢弃这些数据包。厂商正在开发可以解决这个问题的防火墙和防火墙添加件，但是这个问题是您必须了解和应付的。另一个防火墙问题是：由于防火墙在设计上将阻止除授权的传输流之外的所有传输流，因此它也会阻止合法的进入防火墙的电话。一个端口可以保持开放，作为发起这类电话呼叫的端口，但是您的安全专家也许不喜欢这样做。一种叫做会话控制器的新设备可以建立从防火墙外部到防火墙内部的IP电话的持续连接，为进入防火墙的呼叫开辟一个更安全的端口。 问：当用户将传输流传送给服务提供商时，QoS会出现什么情况？ 除非用户与运营商进行合作，否则QoS可能会得不到重视。用户必须让运营商知道您正在向它的网络传送语音，并询问

26、运营商如何保证语音传输流得到优先处理。运营商也许拥有采用类似用户LAN上使用同样优先级标记技术的网络，需要用户将自己的优先级方案映射给它们。这种能力可能会让您支付更多的钱。 VoIP性能的优化传统数据网络在技术上无法支持实时话音质量要求和网络性能要求。而当前的网络技术进步，比如新的流量优先级划分和带宽管理工具，完全可以建立一种高效的语音数据融合网络。 实现VoIP的最大挑战来自于设计并建造一个可以达到最严格的QoS要求的IP网络，以及与常用的电路交换电话网在性能上的可比性。为了保证VoIP流连续而可靠，网络必须支持四个方面的能力，即高性能、低时延抖动、线路保护和QoS，这四方面确保VoIP包在

27、网络上进行实时传输。 Extreme的三层交换设备具备基于策略的QoS能力，可以为不同类型数据流精确地保证双向的最小或最大带宽，通过最小化时延和抖动为VoIP提供理想的支持。所谓策略就是一系列的高级规则，决定如何为应用程序分配网络资源。建立QoS策略的过程，先是对数据流进行识别，再为不同类型数据流定义相应的QoS服务级别并配制成文件，通过这种方法，即使在网络拥堵的时候，用户也能保证关键任务的VoIP流能够完整而实时地传送。双向速率整形和DiffServ，是Extreme“i”系列交换芯片所提供的独特的流量管理和带宽优先级管理工具，同样支持VoIP流。带宽管理的实现基于DiffServ编码点,每

28、一端口有八个硬件队列，每个队列的最小和最大带宽参数可以被映射到DiffServ编码点中，以提供速率保证和速率整形。 VoIP性能的优化要求几方面的能力，如对话音业务进行非常灵活的分类能力，保证最小带宽设置的能力，向网络上的其他业务类别提供出色的QoS保证的能力，以及提供真正的多业务支持的能力。在企业网中应用以IP技术为基础的电话技术，VoIP VLAN是一个理想的方式。IP电话VLAN应该是一个加标签的VLAN，并且具有特定的用于VoIP的802.1Q VLAN ID。如果VoIP和桌面PC共享交换机端口，这个特定的端口还必须是一个与PC相适应的VLAN成员。 最小带宽设置一个支持48部IP电

29、话的Summit 48交换机在下行链路上需要的最小设置为4Mbps，以支持48个并发的呼叫；200个IP电话连接到一个Alpine交换机上，将需要一个16Mbps的最小下行链路带宽参数。这种对潜在的峰值带宽需求的计算，至少应该在网络边缘和核心层大致完成。 对802.1p的读写能力和DiffServ编码点通过配置，可以在数据包或者当数据包离开交换机时，在其中增加理想的802.1p或者编码点值，从而使下游的不能区分话音业务流的交换机保持业务要求的“端到端”QoS连接。 VoIP技术与其重要应用VoIP（Voice over IP）是现阶段IT行业和电信行业一个闪亮的名词，我们从字面上就可以大概知道

30、它是解决什么问题的技术。简单地说，VoIP的基本原理就是通过语音压缩的设备对我们的话音进行压缩编码处理，然后把这些语音数据根据相关协议进行打包，经过IP网络把数据包传输到目的地，再把这些语音数据包串起来，经过解码解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由IP网络传送话音的目的。 降低成本 引入竞争 企业的通讯费用太高是困扰许多企业经营者的问题，然而这好像又是无法压缩的费用。市场竞争的加剧，导致企业想尽方法与自己的客户交流，千方百计地去获取客户的信息，以得到客户的消费需求，从而改进自己的产品和改善企业的服务，在竞争中保证不败。这就促使企业在与外界沟通的方面集中力量、增大投资。而且随着企业业务的

31、开拓和规模的增大，通讯费用的增长会呈加剧上升趋势，电信费用在这中间占有很大的比重。 那么，企业如何才能降低这些费用，提高竞争力呢？除了在管理上想办法节约成本外，VoIP技术的出现为企业从技术层面降低通讯成本提供了可行性。 VoIP技术的应用根据企业规模大小和服务对象可以分为电信级别与企业级别。电信级别的主要应用领域就是我们常说的IP电话（包括IP传真，下同）及与之相关的增值服务与补充服务。由上文我们知道，VoIP技术最初就是为了实现利用IP打电话，后文我们会解释为什么IP电话会比传统电话成本低，在此之前先看看IP电话的现状。 IP电话是当前VoIP技术应用最广泛也是最重要的领域之一。而我们生活中所用的IP电话一般是由电信运营商提供的服务。我国的IP电话运营市场近年发展势头迅猛，在短短的几年时间内，五家电信运营商都建成自己全国范围的IP电话网。根据统计，今年上半年我国IP电话业务总量超过了80亿分钟。中国联通正在建设的联通全国IP网络的容量将达45万线，这将成为全球规模最大的IP电话网络。可以看出，IP电话的发展给电信业原有业务以很大的竞争刺激。有关专家指出，IP电话对于电信行业的重要意义在于：引入竞争；促进电信资费结构的改革和调整；