專利名稱：Ip電話透過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種IP電話的實(shí)現(xiàn)方法，特別是IP電話透過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法。
在目前的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，普遍存在著網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network AddressTranslation；NAT)設(shè)備，NAT主要有兩個(gè)目的一個(gè)目的是解決IP地址不夠的問題；一個(gè)目的是屏蔽內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。NAT一般用于企業(yè)內(nèi)部和Internet之間。
NAT的實(shí)現(xiàn)原理當(dāng)報(bào)文穿過(guò)NAT由私網(wǎng)進(jìn)入公網(wǎng)時(shí)，將報(bào)文的私網(wǎng)地址轉(zhuǎn)換為NAT擁有的公網(wǎng)地址，但由于NAT擁有的公網(wǎng)地址也非常有限，所以目前的NAT設(shè)備大都采用替換IP地址和端口的方式，如圖2所示，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)從10.0.0.2發(fā)送的報(bào)文被轉(zhuǎn)換成公網(wǎng)地址192.69.1.1的報(bào)文，端口號(hào)為5001，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)從10.0.0.3發(fā)送的報(bào)文被轉(zhuǎn)換成公網(wǎng)地址192.69.1.1的報(bào)文，端口號(hào)為5002，這樣就可以同時(shí)完成很多內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)到外部網(wǎng)絡(luò)的映射。當(dāng)NAT設(shè)備收到發(fā)往192.69.1.1的報(bào)文并且端口號(hào)為5002時(shí)，則把此報(bào)文發(fā)送到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的10.0.0.3。這樣就達(dá)到了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)自由通訊的目的。
但在使用IP電話系統(tǒng)時(shí)，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶會(huì)遇到下列問題當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶在向公網(wǎng)的用戶發(fā)起呼叫的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)單通；公網(wǎng)的用戶向位于內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的用戶發(fā)起呼叫時(shí)，通話無(wú)法建立。這里的原因是由于IP電話中的信令和語(yǔ)音處理是分離的，通話之前首先建立信令通道，當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶向公網(wǎng)用戶建立信令通道請(qǐng)求，會(huì)正常建立，但信令中攜帶的語(yǔ)音端口為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址，當(dāng)公網(wǎng)用戶直接把語(yǔ)音發(fā)送給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址，報(bào)文無(wú)法正確發(fā)送到達(dá)，這樣就產(chǎn)生了內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶聽不到公網(wǎng)用戶的聲音，但公網(wǎng)用戶能夠聽到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶的聲音。當(dāng)公網(wǎng)用戶向內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶發(fā)起建立信令通道請(qǐng)求，由于目的地址為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的IP地址，建立通道請(qǐng)求就無(wú)法完成，呼叫無(wú)法建立。
目前針對(duì)此問題有兩種解決方法1ALG(Application Layer Gateway)通過(guò)在NAT設(shè)備上增加額外的IP電話信令處理模塊的方法叫做ALG，其原理為NAT設(shè)備檢測(cè)收到的報(bào)文，當(dāng)發(fā)現(xiàn)為IP電話的信令報(bào)文時(shí)，直接修改報(bào)文中的內(nèi)容，把內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的地址替換成公網(wǎng)的相應(yīng)地址。
2NCB(NAT Control Bridge)通過(guò)增加一個(gè)額外的設(shè)備來(lái)控制NAT設(shè)備的方式叫做NCB，其原理為增加一個(gè)設(shè)備，上需要發(fā)起IP電話呼叫時(shí)，先通知整個(gè)設(shè)備，然后整個(gè)設(shè)備再通知NAT建立相應(yīng)的內(nèi)部語(yǔ)音和公網(wǎng)語(yǔ)音的映射關(guān)系，映射關(guān)系建立后就可以完成正常通話了。
上述的兩種方法都需要在NAT增加額外的設(shè)備或功能，而目前絕大多數(shù)的設(shè)備又不具備上述的兩項(xiàng)功能，這樣在實(shí)際使用時(shí)需要改動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此，其工作量大、成本高，而且在很多情況下無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的在于給用戶提供一個(gè)方便的手段，使得僅僅通過(guò)對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的修改，就能夠使得內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶和公網(wǎng)用戶能夠自由的使用I P電話，而不需要增加任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法包括下述步驟在用戶服務(wù)器中建立共享IP地址的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換映射表；共享IP地址的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通過(guò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備在用戶服務(wù)器中注冊(cè)，并建立信令通道和語(yǔ)音通連接；當(dāng)呼叫處理服務(wù)器收到相應(yīng)的呼叫信令時(shí)，從用戶服務(wù)器中獲取內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶共享的IP地址和端口號(hào)，并用該IP地址替換呼叫信令中的原內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶地址。
根據(jù)根據(jù)上述方案可通過(guò)管理程序提供的界面對(duì)用戶服務(wù)器中的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換映射表進(jìn)行動(dòng)態(tài)地修改；網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換映射表為共享的IP地址及端口號(hào)與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶的IP地址及端口號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系表；當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)在啟動(dòng)或需要呼叫時(shí)時(shí)通過(guò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備在用戶服務(wù)器中注冊(cè)；所述的信令通道為兩個(gè)傳輸控制協(xié)議(TCP)通道和兩個(gè)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)通道。
本發(fā)明通過(guò)在IP電話的用戶服務(wù)器、呼叫處理服務(wù)器和PC軟件進(jìn)行少量的修改，使得在不對(duì)NAT設(shè)備進(jìn)行任何改動(dòng)的情況下，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶和公網(wǎng)用戶能夠正常使用IP電話的所有業(yè)務(wù)。因此，本發(fā)明具有易實(shí)現(xiàn)和改動(dòng)，而且投資成本極低。
IP電話中的PC to Phone和Phone to PC的應(yīng)用環(huán)境根據(jù)采用的協(xié)議不同所采用的設(shè)備也不同，H.323、SIP、MGCP每個(gè)協(xié)議都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的設(shè)備。但他們的具備結(jié)構(gòu)是完全類似的，這些設(shè)備可簡(jiǎn)化成兩個(gè)設(shè)備用戶服務(wù)器和呼叫處理服務(wù)器，用戶服務(wù)器完成用戶的注冊(cè)和相關(guān)的管理，呼叫處理服務(wù)器完成用戶的語(yǔ)音信令處理。
如圖3所示內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的PC啟動(dòng)后先與用戶服務(wù)器之間建立一個(gè)TCP通道，進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后向用戶服務(wù)器發(fā)起一個(gè)TCP連接和兩個(gè)UDP連接，TCP連接用于傳送信令，圖中用SIG表示；UDP連接用于產(chǎn)生語(yǔ)音，圖中用RTP和RTCP表示。當(dāng)呼叫處理服務(wù)器收到相應(yīng)的呼叫信令后，就從用戶服務(wù)器獲取SIG、RTP、RTCP共享的IP地址，以代替原來(lái)填寫的地址，這樣就會(huì)使得所有會(huì)話信令中使用的地址都是公網(wǎng)的地址，不管是發(fā)起呼叫還是接收呼叫，都可以自由的進(jìn)行通話。
由于NAT具備地址映射功能，當(dāng)它收到SIG、RTP、RTCP報(bào)文后，它會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到正確的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的PC上。這樣就不需要NAT設(shè)備進(jìn)行任何改動(dòng)，只需要在IP電話的用戶服務(wù)器、呼叫處理服務(wù)器和PC軟件上進(jìn)行上述修改即可。
圖4以IP電話的H.323協(xié)議為例，來(lái)介紹本發(fā)明在H.323協(xié)議環(huán)境下的具體實(shí)現(xiàn)方式。
在H.323協(xié)議中，用戶服務(wù)器和呼叫處理服務(wù)器為一個(gè)設(shè)備網(wǎng)守(GK)，當(dāng)PC啟動(dòng)后，向網(wǎng)守進(jìn)行注冊(cè)，注冊(cè)成功后，建立一個(gè)TCP通道和兩個(gè)UDP通道，TCP通道用于產(chǎn)生H.225信令，UDP通道用于傳送RTP和RTCP報(bào)文，當(dāng)電話用戶發(fā)起呼叫時(shí)，網(wǎng)關(guān)向網(wǎng)守發(fā)起信令呼叫，網(wǎng)守根據(jù)預(yù)先建立的H.225信令通道向PC發(fā)出呼叫建立請(qǐng)求信令，目的地址為NAT上登記的公網(wǎng)地址，NAT設(shè)備完成公網(wǎng)到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的PC的地址轉(zhuǎn)換和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)；當(dāng)PC接受呼叫后，網(wǎng)守通知網(wǎng)關(guān)PC的RTP和RTCP在NAT上登記的公網(wǎng)地址，然后網(wǎng)關(guān)就把RTP和RTCP報(bào)文發(fā)送到NAT設(shè)備上，NAT設(shè)備完成公網(wǎng)到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的PC的地址轉(zhuǎn)換和報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)。這樣PC和電話用戶就能夠自由的通話。
PC to PC以及Phone to Phone的解決方案與PC to Phone和Phone to PC原理相同。
本發(fā)明通過(guò)在呼叫發(fā)起前先在終端和用戶服務(wù)器之間預(yù)占用信令和語(yǔ)音通道，當(dāng)呼叫處理服務(wù)器收到IP電話信令，把原有通道信息改寫為預(yù)占用通道，使內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶和公網(wǎng)用戶能夠正常使用IP電話的所有業(yè)務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種IP電話透過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括下述步驟在用戶服務(wù)器中建立共享IP地址的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換映射表；共享IP地址的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶通過(guò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備在用戶服務(wù)器中注冊(cè)，并建立信令通道和語(yǔ)音通道連接；當(dāng)呼叫處理服務(wù)器收到相應(yīng)的呼叫信令時(shí)，從用戶服務(wù)器中獲取內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶共享的IP地址，并用該IP地址替換呼叫信令中的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶地址。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于可通過(guò)管理程序提供的界面對(duì)用戶服務(wù)器中的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換映射表進(jìn)行動(dòng)態(tài)地修改。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換映射表為共享的IP地址及端口號(hào)與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)用戶的IP地址及端口號(hào)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶在啟動(dòng)或需要呼叫時(shí)通過(guò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備在用戶服務(wù)器中注冊(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于呼叫處理服務(wù)器通過(guò)與用戶服務(wù)器的信息交互完成網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備內(nèi)部用戶和外部用戶的IP電話互通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于注冊(cè)時(shí)進(jìn)一步包括內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶先與用戶服務(wù)器之間建立一個(gè)(TCP)通道，并經(jīng)該通道進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證通過(guò)后再向用戶服務(wù)器發(fā)出一個(gè)傳輸控制協(xié)議(TCP)通道連接請(qǐng)求和兩個(gè)用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(UDP)通道連接請(qǐng)求。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的信令通道為兩個(gè)傳輸控制協(xié)議(TCP)通道和兩個(gè)(UDP)通道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種IP電話透過(guò)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方法，該方法是在用戶服務(wù)器中建立共享IP地址的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換映射表；共享IP地址的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶通過(guò)地址轉(zhuǎn)換設(shè)備在用戶服務(wù)器中注冊(cè)，并建立信令通道和語(yǔ)音通道連接；當(dāng)呼叫處理服務(wù)器收到相應(yīng)的呼叫信令時(shí)，從用戶服務(wù)器中獲取內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶的共享IP地址，并用該IP地址替換呼叫信令中的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用戶的地址。本發(fā)明通過(guò)使NAT內(nèi)的設(shè)備和NAT外的設(shè)備通過(guò)“通道預(yù)占”技術(shù)，解決了IP電話單通或者雙不通的問題。
文檔編號(hào)H04M11/06GK1457187SQ0211899
公開日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2002年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月10日
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