南京郵電大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)名稱_VOIP呼喊及SIP消息分析____________________________________________________________________________課程名稱通信網(wǎng)基礎(chǔ)B_____學(xué)號______B08022812________姓名______厲晟_____________開課時間/年，第二學(xué)期VOIP呼喊過程及SIP消息分析試驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)VOIP原理，理解PC-PC方式VOIP網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成、呼喊模式以及信令的過程。2、學(xué)習(xí)使用Ethereal這種協(xié)議分析軟件，用它來考察實(shí)際系統(tǒng)中傳送的分組。二、試驗(yàn)設(shè)備1、硬件部分：校園網(wǎng)、PC（帶耳麥）2、軟件部分：（1）miniSipServerV2.3.2:作為SIPSERVER。（2）BOLSIPPhone：作為SIPUA。（3）WinPcap3.1：它是WIN32平臺上網(wǎng)絡(luò)分析和捕捉數(shù)據(jù)包的鏈接庫，其功能相稱于Linux/BSD/UNIX平臺下的Libpcap庫文獻(xiàn)。（4）Ethereal0.10.14：它可以在實(shí)時時間內(nèi)，從目前網(wǎng)絡(luò)連接處捕捉數(shù)據(jù)，或者從被捕捉文獻(xiàn)處讀取數(shù)據(jù)。試驗(yàn)環(huán)節(jié)下載并安裝miniSipServer，并做對應(yīng)設(shè)置（域名、IP、端口等等），并記錄進(jìn)試驗(yàn)匯報(bào)；下載并安裝BOLSIPPhone軟件，設(shè)置其中的顧客信息（賬號、密碼、服務(wù)器地址、端口號等），并記錄進(jìn)試驗(yàn)匯報(bào)。3、通話，呼喊另一種顧客的通話，記錄通話過程中語音質(zhì)量，包括延時和回聲；4、安裝WinPcap3.1；5、安裝并啟動Ethereal0.10.14，開始抓包（設(shè)置）；6、重新呼喊另一種顧客，開始通話；7、獲取并分析SIP信令流和語音媒體流,記錄在匯報(bào)中，詳細(xì)規(guī)定：（1）分析并記錄呼喊建立、呼喊忙、呼喊結(jié)束的信令過程。（2）分析媒體流（語音包）:從捕捉的數(shù)據(jù)單元中選一種RTP包進(jìn)行分析。四、試驗(yàn)過程記錄和分析1、安裝與配置miniSipServer。miniSipServer是一款基于windows操作系統(tǒng)的SIP服務(wù)器軟件。從網(wǎng)絡(luò)下載miniSipServer軟件安裝包后裝于電腦C盤中。下面對miniSipServer軟件進(jìn)行配置。miniSipServer的配置分為兩步：系統(tǒng)配置信息設(shè)置；使用PC機(jī)時通過網(wǎng)線連接局域網(wǎng)。然后打開miniSipServer服務(wù)器軟件后，自動顯示如下系統(tǒng)信息：打開系統(tǒng)配置，選擇系統(tǒng)信息配置中SIP選項(xiàng),得到如下成果：其中當(dāng)?shù)氐刂放c端口號均為當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)賦予，即為路由器的IP地址。（2）分機(jī)設(shè)置本試驗(yàn)中只需一臺電腦裝配miniSipServer服務(wù)器，它也是所有分機(jī)的服務(wù)器，打開分機(jī)選項(xiàng)設(shè)置分機(jī)，所得成果如下圖所示：其中藍(lán)色代表該分機(jī)在線，本次通話在2702和2703之間進(jìn)行，2702作為裝有服務(wù)器的主機(jī)。X-Lite軟件的設(shè)置該軟件是虛擬的SIP終端，通過它可以撥號打電話。雙擊軟件圖標(biāo)進(jìn)入頁面，進(jìn)行SIP賬號設(shè)置，成果如下圖所示：對分機(jī)進(jìn)行SIP賬號設(shè)置時要注意服務(wù)器域名為主機(jī)的IP,即192.168.1.101。（2）登陸后頁面如下所示：（3）我們采用的通話模式為直接路由，通話雙方在同一子網(wǎng)，路由內(nèi)部。=1\*GB3①在鍵盤上輸入對方號碼：08022703；=2\*GB3②按左上方綠色“撥號”按鈕；=3\*GB3③聽到回鈴音后，對方也按下此按鈕，雙方通話開始。通話成功后，語音質(zhì)量很好，但有輕微的延時和較強(qiáng)的回聲。3、安裝WinPcap3.1和Ethereal，使用Ethereal軟件進(jìn)行抓包（設(shè)置）。（1）安裝WinPcap3.1和Ethereal軟件于C盤。（2）啟動抓包工具Ethereal，在Capture菜單下點(diǎn)擊點(diǎn)擊Start即可開始抓包。為了抓到SIP信令消息，應(yīng)在呼喊建立之前就打開抓包工具進(jìn)行等待，接通后通話一段時間，掛斷電話。切換回Ethereal，便可以看到抓到的數(shù)據(jù)：這次一共抓了5300個包，其中UDP包5284個，占總數(shù)的99.7%；，ARP包16個，占0.3%；其他包0個。(3)記錄獲取的SIP消息，消息如下圖：(4)分析SIP數(shù)據(jù)包（進(jìn)行了兩次通話）：該SIP消息中包括SIP100Trying包1個，SIP180Ringing包2個，SIP200OK包4個，INVITE包2個，BYE包2個，ACK包2個。（5）記錄并分析呼喊建立、呼喊忙、呼喊結(jié)束的信令過程。進(jìn)行SIP過濾之后，在Statistic菜單中選擇FlowGraph選項(xiàng)，點(diǎn)擊確定，既可看到自動畫出的SIP流程圖，如下圖所示：主叫方發(fā)送一條INVITE命令到被叫，INVITE命令（包括呼喊ID、呼喊次序編號、SDP介質(zhì)格式以及路由信息），被叫發(fā)出TRYING信息應(yīng)答（100）當(dāng)呼喊抵達(dá)遠(yuǎn)程端點(diǎn)后，電話開始振鈴，一條新的信息應(yīng)答被送到被叫方，指示RINGING（180）。主叫按了呼喊到被叫收到RINGING之間的時間就是SIP呼喊建立的撥叫后延遲。被叫接通后200OK回送到主叫，主叫再發(fā)送ACK祈求，確認(rèn)對INVITE祈求的成功應(yīng)答。（6）選用INVITE消息中的一種包進(jìn)行分析。下面是INVITE消息詳細(xì)信息分析，得下圖：主叫顧客：“B08021217”<sip:>；被叫顧客：“B08020818”<sip:>。CALL-ID:Ringing消息Sip/sd200okackBye200ok從捕捉的數(shù)據(jù)單元中選一種RTP包進(jìn)行分析RTP流分析：分析成果如下圖：從上圖可以看出，該RTP語音包的源IP地址是Src：192.168.1.105，對應(yīng)于本次SIP呼喊的主叫，目的的IP地址是Dst：192.168.1.102，對應(yīng)于本次SIP呼喊的被叫。源端口和目的端口分別是SrcPort：44822、DstPort：30644。最高速率6.3Kb/s。對于RTP的理解：首先，IP網(wǎng)絡(luò)不是一種有同步架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，隨時會出現(xiàn)重傳，丟包，亂序等狀況，對于語音和視頻等某些對時間敏感的應(yīng)用，需要一種機(jī)制來維護(hù)同步。Real-TimeTransportProtocol，用來在IP網(wǎng)絡(luò)上傳播視頻或語音數(shù)據(jù)。不過它不保證適時的傳播，它重要提供了兩種關(guān)鍵特性：在每個分組上打上序列號，防止在傳播的過程中產(chǎn)生亂序；在分組上貼上時戳，使數(shù)據(jù)接受者可以控制顫動緩存器的大小。RTP不是傳播層的協(xié)議，它是運(yùn)行在UDP之上，它建連接時，不是使用保留的UDP端口號，而是每條連接使用各自的端口號，可以使一臺設(shè)備提供多條并發(fā)連接，而不會產(chǎn)生沖突。五、試驗(yàn)總結(jié)和體會1、試驗(yàn)內(nèi)容的總結(jié)本次試驗(yàn)由余雨和我完畢。本試驗(yàn)重要包括如下幾種內(nèi)容：（1）VOIP網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成；（2）用于網(wǎng)絡(luò)電話呼喊的協(xié)議構(gòu)造：（3）使用Ethereal:0.10.14軟件對網(wǎng)絡(luò)呼喊電話數(shù)據(jù)的抓取。首先我們懂得構(gòu)成VoIP網(wǎng)絡(luò)的基本要素包括網(wǎng)關(guān)(GW)、網(wǎng)守(GK)、認(rèn)證計(jì)費(fèi)和綜合訪問管理中心(CAMS)、網(wǎng)管系統(tǒng)和終端設(shè)備等。VoIP網(wǎng)絡(luò)包括H.323、SIP、MGCP、MeGaCo／H.248多種語音信令。其中，SIP是IETF提出的基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，能建立、調(diào)整和終止多媒體的呼喊和會話，協(xié)議簡樸，易于實(shí)現(xiàn)。另一方面是理解了用于網(wǎng)絡(luò)電話呼喊的協(xié)議構(gòu)造，并對其中的協(xié)議加以掌握。最終通過使用Ethereal軟件，我們可以以便、快捷的分析網(wǎng)絡(luò)電話通話時的數(shù)據(jù)、SIP消息與信令，并對其中的INVITE消息與RTP消息包進(jìn)行詳細(xì)分析。在試驗(yàn)中碰到的問題以及處理的措施。剛開始試驗(yàn)時重要碰到的問題是對軟件的不熟悉引起的，通過對軟件的運(yùn)用加以克服。在試驗(yàn)中問題最大的是使用Ethereal軟件進(jìn)行抓包時，也許會出現(xiàn)抓不到的狀況，在詳細(xì)分析INVITE消息與RTP消息包時存在著無此消息的現(xiàn)象。只能通過多次的通話、抓包來實(shí)現(xiàn)。3、試驗(yàn)的收獲（1）通過本試驗(yàn)理解了網(wǎng)絡(luò)電話的原理及實(shí)現(xiàn)。通過設(shè)置服務(wù)器，在同一種服務(wù)器中設(shè)置分機(jī)，使用SIPPHONE軟件實(shí)現(xiàn)互相通話。（2）通過使用抓包Ethereal軟件，理解實(shí)際通話過程中的消息與信令，并對其中的消息進(jìn)行了詳細(xì)分析，加強(qiáng)了對理論知識的理解。六、思索題1、 闡明本次試驗(yàn)中網(wǎng)絡(luò)電話呼喊的協(xié)議構(gòu)造。答：協(xié)議構(gòu)造圖：SIPVoiceMediaG.711/G.723.1RTP/RTCPUDPIPEtherNet其中第一層屬OSI物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，第二層屬于網(wǎng)絡(luò)層（IP網(wǎng)際層）協(xié)議，第三層屬于傳播層（IP電話（VOIP）采用UDP作為傳播層協(xié)議）協(xié)議，第四層屬于應(yīng)用層協(xié)議（用G.711/G.723.1原則進(jìn)行語音的壓縮編碼，用RTP/RTCP協(xié)議進(jìn)行實(shí)時傳送和控制，用SIP協(xié)議）。SIP（會話起始協(xié)議）——用于單個顧客加入點(diǎn)到點(diǎn)或單播會話的協(xié)議。G.711——在48、56和64kbps通路上3.1kbps帶寬的音頻編碼。MOS為4.4。G.723／G.723.1——在5.6和6.3kbps通路上3.1kbps帶寬的音頻編碼。MOS分別為3.6，3.4。RTP（實(shí)時傳送協(xié)議）——IETFRFC1889，應(yīng)用層的實(shí)時端到端傳播協(xié)議。RTCP（RTCP控制協(xié)議）——IETFRFC2205～2209，容許對無連接的數(shù)據(jù)流進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留的信令協(xié)議。SIP協(xié)議有哪三種呼喊模型？在你試驗(yàn)的過程中，采用哪種呼喊方式？答：SIP支持三種呼喊方式：由UAC向UAS直接呼喊;由UAC進(jìn)行重定向呼喊（在重定向服務(wù)器輔助下呼喊）;由代理服務(wù)器代表UAC向被叫發(fā)起呼喊（通過代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)呼喊）。SIP通信采用客戶機(jī)和服務(wù)器的方式進(jìn)行?？蛻魴C(jī)和服務(wù)器是建有信令關(guān)系的兩個邏輯實(shí)體（應(yīng)用程序）。前者向后者構(gòu)建、發(fā)送SIP祈求,后者處理祈求,提供服務(wù)并回送應(yīng)答。SIPIP電話系統(tǒng)的呼喊路由過程是先由顧客代剪發(fā)起和接受呼喊，再由代理服務(wù)器對呼喊祈求和響應(yīng)消息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，然后注冊服務(wù)器接受注冊祈求并更新定位服務(wù)器中顧客的地址映射信息。闡明RTP報(bào)文頭部開銷的含義和作用。答：V―版本。識別RTP版本。P―間隙（Padding）。設(shè)置時，數(shù)據(jù)包包括一種或多種附加間隙位組，其中這部分不屬于有效載荷。X―擴(kuò)展位。設(shè)置時，在固定頭背面，根據(jù)指定格式設(shè)置一種擴(kuò)展頭。CSRCCount―包括CSRC標(biāo)識符（在固定頭后）的編號。M―標(biāo)識。標(biāo)識由Profile文獻(xiàn)定義。容許重要事件如幀邊界在數(shù)據(jù)包流中進(jìn)行標(biāo)識。PayloadType―凈荷類型。識別RTP有效載荷的格式，并通過應(yīng)用程序決定其解釋。Profile文獻(xiàn)規(guī)定了從Payload編碼到Payload格式的缺省靜態(tài)映射。此外的PayloadType編碼也許通過非RTP措施實(shí)現(xiàn)動態(tài)定義。SequenceNumber―序列號。每發(fā)送一種RTP數(shù)據(jù)包，序列號增長1。接受方可以依次檢測數(shù)據(jù)包的丟失并恢復(fù)數(shù)據(jù)包序列。Timestamp―時間戳。反應(yīng)RTP數(shù)據(jù)包中的第一種八位組的采樣時間。采樣時間必須通過時鐘及時提供線性無變化增量獲取，以支持同步和抖動計(jì)算。SSRC―同步源標(biāo)識。該標(biāo)識符隨機(jī)選擇，意在保證在同一種RTP會話中不存在兩個同步源具有相似的SSRC標(biāo)識符。CSRC―奉獻(xiàn)源標(biāo)識符。識別該數(shù)據(jù)包中的有效載荷的奉獻(xiàn)源。Payload―凈荷（也即有效載荷），為RTP報(bào)文中真正的需要傳送給對端的信息部分，而其他的均為RTP報(bào)文頭部開銷。在IP網(wǎng)絡(luò)上的傳播話音，怎樣保證端到端的延時？答：端到端的延時包括編、解碼導(dǎo)致的延時，打包與解包的延時及網(wǎng)絡(luò)傳送延時。時延抖動因網(wǎng)絡(luò)引起。時延是處理和傳播導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)時抵達(dá)的延遲，是影響流媒體數(shù)據(jù)傳播的一種重要原因。話音信號在端到端傳播過程中受到的時延遲滯一般包括：編解碼器引入的時延、打包與解包的時延、去抖動時延、承載網(wǎng)上的傳播節(jié)點(diǎn)中排隊(duì)、服務(wù)處理時延。（網(wǎng)絡(luò)傳送延時）。這些時延合計(jì)的總和將影響話質(zhì)，導(dǎo)致回聲干擾和交互性的劣化。可以通過設(shè)定IP優(yōu)先級、路由選擇、RED（隨機(jī)初期檢查）等技術(shù)來縮短IP網(wǎng)絡(luò)的時延。其技術(shù)闡明如下：①IP優(yōu)先級是指對每個數(shù)據(jù)包的級別進(jìn)行分類，不一樣級別的數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)留帶寬分派、通過次序、時延抖動、丟包等方面處理時，所受到的待遇不一樣，這樣可以保證語音這樣對實(shí)時性規(guī)定比較高的數(shù)據(jù)包優(yōu)先傳播，以提高傳播質(zhì)量。②選擇合適的路由繞過那些負(fù)載過重的路由器，直接連到主干網(wǎng)進(jìn)行傳播。③當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁擠發(fā)生擁塞時，RED（隨機(jī)初期檢查）就優(yōu)先丟棄某些對話音影響較小的數(shù)據(jù)包，并讓終點(diǎn)站減少傳播速率，防止路由器或互換設(shè)備緩沖區(qū)溢出。七、試驗(yàn)總結(jié)和體會本次通信網(wǎng)試驗(yàn)一共做了兩個試驗(yàn)，一種是VOIP呼喊過程及SIP消息分析，另一種是網(wǎng)絡(luò)管理操作試驗(yàn)，第一種試驗(yàn)讓我對BOLPHONE的使用有了一定的理解，并對VOIP的呼喊模式以及信令的過程有了更深層次的掌握，學(xué)會了使用Ethereal軟件來捕捉