[发明专利]VOIP资源预留和传输压缩实施方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于泛洪机制与标签封装的VOIP媒体流建链和传输的方法，适用于网络链路带宽条件相对受限的专用IP网络，实现VOIP话音传输的资源预留和头部压缩。

背景技术

VOIP业务主要是基于H.323或SIP协议体系实现，且信令和媒体分离。其基本业务过程是用户终端首先通过服务器实现呼叫，获取通信两侧的通信IP地址及传输层端口，然后待用户摘机后通信终端直接基于对端IP地址和端口进行话音业务RTP报文传输。该方式下服务器主要基于有中心应用，协议报文长度较长，占用链路的开销较大。此外用户媒体传输是基于点到点的不可靠IP传输，难以保证IP网络中每一个路由设备的PHB行为均保证话音业务优先传输。虽然VOIP媒体报文可采用逐跳的CRTP等方式进行IP头压缩技术，压缩效率能够达到70%,但是使用复杂，需在传输的每一个端点进行配置管理。

在IP网络中，为保证业务流的传输可靠性，可以为端到端媒体建立MPLS连接。该方式需要在用户呼叫信令过程中，额外增加一个资源预留过程，其一般行为是当用户呼叫成功后，采用LDP或RSVP为通信两端建立有资源保证的连接。此过程额外引入了新的信令过程，且频繁的业务建立过程大幅增加信令开销，降低业务呼叫成功率。且基于此过程传输话音业务，在原有IP/UDP/RTP报文基础上再引入MPLS标签，更降低业务有效载荷传输效率。

需要一种方法实现专用IP网络的分布式IP话音功能，满足专用IP网络的各种链路条件。设计专用信令通过泛洪机制实现信令交互，能够使IP话音业务独立运行，不再依赖IP路由，并且能够分布式部署。将泛洪机制与MPLS的隧道建立结合，能够实现信令交互的同时，建立MPLS隧道、预留资源，不再需要MPLS信令交互。业务报文采用MPLS隧道封装能够将IP头部、UDP头部和RTP头部压缩为MPLS头部，提高业务报文的有效载荷占比。

发明内容

本发明提供了一种基于泛洪机制与标签封装的IP话音实施方法，设计专有信令完成信令交互，通过泛洪机制完成被叫号码查找，信令交互的同时实现资源预留和隧道建立，标签封装实现报文压缩。该方法包括：

专有信令包括呼叫请求、呼叫应答、呼叫确认、摘机请求和挂机请求，信令采用IP组播封装，在邻接交换机之间转发。

呼叫请求消息由主叫交换机发起，在网络内部泛洪转发。报文内容携带主叫交换机信息、主叫用户信息和被叫用户信息。接收到呼叫请求的交换机搜索本地的用户列表，查找到被叫用户的节点回复呼叫应答消息，否则，转发呼叫请求消息。泛洪转发时，通过呼叫序号、主叫用户信息、被叫用户信息确定消息的唯一性，最先到达的消息作为有效消息，其他消息丢弃。转发时，接收到该呼叫请求消息的接口不再转发至该接口。

呼叫应答消息为本节点应答主叫的呼叫请求消息，由被叫交换机发起。被叫交换机在最先收到呼叫请求的链路响应呼叫应答消息，其他节点在最先收到呼叫请求消息的链路发送呼叫应答消息。呼叫应答消息携带呼叫序号、主叫用户信息、被叫用户信息、被叫交换机信息、为上一跳分配的出口标签和最后一跳标签标志。收到呼叫应答消息的节点预留带宽资源，用于话音业务传输。

主叫交换机接收到呼叫应答消息后，发送呼叫确认消息，呼叫确认消息沿着呼叫应答消息的反向路线发送，消息携带呼叫序号、主叫用户信息、被叫用户信息、为上一跳分配的出口标签和最后一跳标签标志。

被叫摘机，发送摘机请求消息，开始通话。挂机时，发送挂机请求消息，拆除连接通道，释放资源。

主叫交换机完成话音业务的MPLS隧道标签封装，将原有IP、UDP、RTP头部的40字节压缩为MPLS头部、RTP序列号、RTP时戳的8字节头部。中间节点完成MPLS标签转发。被叫交换机根据最后一跳标签标志还原标签报文为RTP话音报文。

本发明的有益技术效果是：该方法实现了专用IP网络的IP话音功能，实施的IP话音满足专用IP网络的分布式运行，独立运行不依赖IP路由协议。设计的专有信令减少了标准SIP协议的链路开销，信令交互的同时完成资源预留和业务隧道建立，实现了信令与业务路径的一致性，避免建立业务隧道的额外开销。基于MPLS隧道传输业务报文能够实现资源预留、带宽保障，MPLS隧道标签封装能够压缩业务报文的头部，提高业务数据在业务报文中的占比。

附图说明

图1、网络拓扑示意图。

图2、消息传播流程。

图3、呼叫请求消息封装格式。

图4、呼叫应答消息封装格式。

图5、呼叫确认消息封装格式。