1、VOIP呼叫過程及SIP消息分析 B 郭智超1、 實驗?zāi)康?1、學(xué)習(xí)VOIP原理，了解PC-PC方式VOIP網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成、呼叫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，用它來考察實際系統(tǒng)中傳送的分組。二、實驗設(shè)備 1、硬件部分：校園網(wǎng)、PC（帶耳麥） 2、軟件部分： (1)SIP UA : 可從網(wǎng)上任選一款下載并安裝，也可以選擇老師提供的UA軟件 (2)WinPcap 3.1(它是WIN32 平臺上網(wǎng)絡(luò)分析和捕獲數(shù)據(jù)包的鏈接庫，其功能相當(dāng)于Linux/BSD/UNIX 平臺下的Libpcap 庫文件) (3)Ethereal:0.10.143、 實驗步驟 1、下載并安裝

2、SIP UA，并做相應(yīng)設(shè)置（域名、IP、端口等等），并記錄進(jìn)實驗報告；也可以選擇Windows Messenger或SKYPE，進(jìn)行用戶注冊，并記錄過程； 2、通話，呼叫另一個用戶的通話，記錄通話過程中語音質(zhì)量，包括延時和回聲； 3、安裝WinPcap 3.1； 4、安裝并啟動Ethereal，開始抓包（設(shè)置）； 5、重新呼叫另一個用戶，開始通話； 6、獲取并分析SIP信令流記錄在報告中，分析并記錄呼叫建立、呼叫結(jié)束的信令過程。四、實驗過程記錄和分析 1、選擇客戶端 BOL SIPPhone，登錄界面如下圖所示： 2、通話：通話的模式為直接路由，通話雙方在同一子網(wǎng)內(nèi)部。通話建立成功，話音質(zhì)量良

3、好，略有回聲，延遲不明顯。通話雙方自呼叫到通話如下： 主叫撥號 被叫響鈴 3、啟動抓包工具，記錄捕獲的包的統(tǒng)計數(shù)據(jù)（見下圖），并作簡要說明。這次抓包數(shù)量219，UDP packets占比72.1%，ARP10.5%，其他17.4%。 4、記錄獲取的SIP消息，并作簡要說明。由圖可知，SIP packets數(shù)量為7，其中informational：100 Trying 和180 Ringing各一個包，Success: 200 Ok兩個包，List of request methods：INVITE、ACK、BYE各一個包。5、 記錄并分析呼叫建立、呼叫結(jié)束的信令過程。主叫方發(fā)送一條INVITE

4、命令到被叫，INVITE命令被發(fā)送到公認(rèn)的SIP UDP端口，它包括呼叫ID、呼叫順序編號、SDP介質(zhì)格式以及路由信息。被叫發(fā)出TRYING信息應(yīng)答（100），說明該呼叫已被路由。當(dāng)呼叫到達(dá)遠(yuǎn)程端點后，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）。主叫按了呼叫到被叫收到RINGING之間的時間就是SIP呼叫建立的撥叫后延遲。被叫接通后200OK回送到主叫，主叫再發(fā)送ACK請求，確認(rèn)對INVITE請求的成功應(yīng)答。RTP介質(zhì)流。最后來自任何一方的BYE請求結(jié)束呼叫。6、 部分SIP packets及分析該INVITE包的源端口和目的端口分別是Src Port：1047

5、、Dst Port：5060 , 源地址為10.21.11.94的用戶向被叫發(fā)出呼叫請求。此次呼叫ID為CALL-ID：f76aac10511b44d09e84a08ae34c4dae10.21.10.145。目的地址為10.21.10.145。請求數(shù)量為CSeq：1 INVITE。200 OK DSP200 OKACK5、 實驗總結(jié)和體會本次實驗內(nèi)容比較簡單，但過程并不一帆風(fēng)順?；叵肫饋恚龅降膯栴}可真不算少：安裝客戶端進(jìn)行撥號，對方?jīng)]有響鈴，換臺電腦卻又毫無壓力；手機(jī)配置的耳機(jī)不能充當(dāng)耳麥的角色，雙方不能進(jìn)行通話交流；捕捉包相關(guān)設(shè)置的選擇；捕捉包要在通話前開始，掛斷后結(jié)束；沒有語音包或SI

6、P包；在自己與舍友電腦上成功呼出卻無法接通，只得去公共機(jī)房再戰(zhàn)等等不斷出現(xiàn)的障礙不斷挑戰(zhàn)著我的耐性。所幸有同伴一起努力并給與支持，加上戰(zhàn)勝困難的滿足感與快感，這才成功完成了實驗。而現(xiàn)在回過頭看來，這個實驗真是很簡單的說，過程中也大多是愉快的回憶。比如說兩人成功進(jìn)行通話時的興奮，聽著對方帶著淡淡回聲與不明顯時延的各種爛話，也是有意思的事情。雖說如此，但基于對軟件的不熟悉，還有實驗步驟的不太詳盡，到底是放棄了選做部分的內(nèi)容，真是不無遺憾。通過這次實驗，我對通信網(wǎng)的學(xué)習(xí)更有興趣與激情了，真不知道隨著學(xué)習(xí)還有怎樣的挑戰(zhàn)與驚喜在等著我，好生期待。此外，我對SIP協(xié)議包括其INVITE、ACK等信息及其過

7、程有了更深刻的理解，學(xué)會了有著捕獲分析包功能的Ethereal這個軟件的基本使用，實踐能力提高等等，可算是收獲良多。最后，感謝老師的指導(dǎo)與同學(xué)的幫助。六、思考題 1、說明本次實驗中網(wǎng)絡(luò)電話呼叫的協(xié)議結(jié)構(gòu)。用于網(wǎng)絡(luò)電話呼叫的協(xié)議結(jié)構(gòu)SIPVoice MeadiaG.711/G.723.1RTP/RTCPUDPIPEtherNet 2、SIP協(xié)議有哪三種呼叫模型？在你實驗的過程中，采用哪種呼叫方式？ 答：SIP呼叫模型：（1）UA-UA（2）通過代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)呼叫（3）在重定向服務(wù)器輔助下呼叫。本次實驗采用直接呼叫方式。 3、說明RTP報文頭部開銷的含義和作用。 答：V版本，識別RTP版本。 P間

8、隙（Padding）。設(shè)置時，數(shù)據(jù)包包含一個或多個附加間隙位組，其中這部分不屬于有效載荷。 X擴(kuò)展位。設(shè)置時，在固定頭后面，根據(jù)指定格式設(shè)置一個擴(kuò)展頭。CSRCCount包含CSRC標(biāo)識符（在固定頭后）的編號。 M標(biāo)記，標(biāo)記由Profile文件定義。允許重要事件如幀邊界在數(shù)據(jù)包流中進(jìn)行標(biāo)記。PayloadType12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。 SequenceNumber序列號。每發(fā)送一個RTP數(shù)據(jù)包，序列號增加1。接收方可以依次檢測數(shù)據(jù)包的丟失并恢復(fù)數(shù)據(jù)包序列。 Timestamp時間戳。反映RTP數(shù)據(jù)包中的第一個八位組的采樣時間。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算。 SSRC同步源標(biāo)識。該標(biāo)識符隨機(jī)選擇，旨在確保在同一個RTP會話中不存在兩個同步源具有相同的SSRC標(biāo)識符。CSRC貢獻(xiàn)源標(biāo)識符。識別該數(shù)據(jù)包中的有效載荷的貢獻(xiàn)源。Payload凈荷（也即有效載荷），為RTP報文中真正的需要傳送給對端的信息部分，而其余為RTP報文頭部開銷。 4、在IP網(wǎng)絡(luò)上的傳輸話音，如何保證端到端的延時？ 答：端到端的延時包括編、解碼造成的延時，打包與解包的延時及網(wǎng)絡(luò)傳送延時。時延抖動