H．248/Megaco協(xié)議在全IP網(wǎng)絡中的應用

摘要：軟交換和全IP網(wǎng)絡是通信技術發(fā)展的趨勢。介紹了應用于MGC和MG之間的H.248/Megaco協(xié)議，以及如何在TCP和UDP上傳輸該協(xié)議的各種消息。討論了提高該協(xié)議在IP網(wǎng)上傳輸安全性的兩種方法。

隨著IPv6技術的成熟和市場的發(fā)展，網(wǎng)絡的全IP化是未來通信網(wǎng)絡發(fā)展的必然趨勢，傳統(tǒng)電路交換網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)也正在正經(jīng)相融合，電信網(wǎng)的核心部分將演化成為單一的分組網(wǎng)絡。作為下一代網(wǎng)絡（NGN）控制核心的軟交換，結合了傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡可靠性和IP技術的靈活性、有效性等優(yōu)點，是傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)向分組化網(wǎng)絡過渡的重要網(wǎng)絡概念。軟交換的核心思路就是通過業(yè)務與呼叫控制分離能主呼叫控制與承載分離實現(xiàn)相對獨立的業(yè)務體系，使業(yè)務真正于網(wǎng)絡，靈活有效地實現(xiàn)業(yè)務的提供。因此將傳統(tǒng)的網(wǎng)關分解為媒體網(wǎng)關控制器MGC（Media Gateway Controller）和媒體網(wǎng)關MG（Media Gateway），這種結構的最大好處在于業(yè)務和網(wǎng)絡規(guī)模具有良好的可擴展性。

媒體網(wǎng)關可以劃分為中繼媒體網(wǎng)關、ATM中繼媒體網(wǎng)關和綜合業(yè)務媒體網(wǎng)關等類型，主要用于終結電路交換網(wǎng)的媒體流以及負責各種用戶或接入網(wǎng)的綜合接入。媒體網(wǎng)關控制器則對與媒體網(wǎng)關中的媒體通道的連接控制相關的呼叫狀態(tài)部分進行控制。目前，媒體網(wǎng)關控制器與媒體網(wǎng)關之間通過H.248/Megaco協(xié)議進行通信。媒體網(wǎng)關控制器可以通過它實現(xiàn)對媒體網(wǎng)關的控制，媒體網(wǎng)關也可以通過向媒體網(wǎng)關控制報告用戶端的事件，從而實現(xiàn)正常的通信。

1 軟交換的體系結構及H.248/Megaco協(xié)議

軟交換設備（Soft Switch）也稱為呼叫服務器（Call Server）或者媒體網(wǎng)關控制器MGC，它是NGN的控制功能實體，為NGN提供具有實時性要求的業(yè)務呼叫控制和連接控制功能，是呼叫與控制的核心。MGC的功能主要包括呼叫控制功能、業(yè)務提供功能、業(yè)務交換功能、資源管理功能、互聯(lián)互通功能、SIP代理功能、媒全網(wǎng)關接入功能等。軟交換網(wǎng)絡從功能上可以分為應用層、控制層、傳輸層和接入層，如圖1所示。

應用層利用底層的各種網(wǎng)絡資源為用戶提供豐富多樣的網(wǎng)絡業(yè)務。主要包括應用服務器AS（Application Server）、AAA服務器（Authority Authentication and Accounting Server）、策略服務器PS（Policy Server）和智能網(wǎng)SCP等。其中最主要的功能實體是應用服務器，它是軟件交換網(wǎng)絡體系中業(yè)務的執(zhí)行環(huán)境。

控制層主要提供呼叫控制、連接控制、協(xié)議處理等能力，并為業(yè)務層提供訪問層各種網(wǎng)絡資源的開放接口。該層的主要組成部分是MGC。

傳輸層負責提供各種信令和媒體流傳輸?shù)耐ǖ�，網(wǎng)絡的核心傳輸網(wǎng)將是IP分組網(wǎng)絡。

接入層提供各種網(wǎng)絡和設備接入到核心骨干網(wǎng)的方式和手段，主要包括信令網(wǎng)關、媒體網(wǎng)關、接入網(wǎng)關等多種接入設備。

在通信系統(tǒng)中，控制是通過協(xié)商解決的，相應地就必須有協(xié)議。在NGN體系結構中，軟交換作為控制中心，正是通過支持H.248/Megaco、SIP、SIGTRAN、BICC、H.323等多種協(xié)議實現(xiàn)的。

軟交換設備之間采用SIP（Session Initiation Protocol）協(xié)議或者BICC（Bearer Independent Call Control）協(xié)議，軟交換設備與信令網(wǎng)關之間采用信令傳送協(xié)議SIGTRAN（Signaling Transport）在IP網(wǎng)絡中傳遞電路交換信令。在軟交換設備與媒體網(wǎng)關、H.248終端以及接入網(wǎng)關之間則采用H.248/Megaco協(xié)議。

H.248/Megaco協(xié)議是2000年由ITU-T第16工作組提出的媒體網(wǎng)關控制協(xié)議，它是在早期的MGCP協(xié)議(RFC2705)基礎上結合其它媒體網(wǎng)關控制協(xié)議特點發(fā)展而成的種協(xié)議。它提供控制媒體的建立、修改和釋放機制，同時也可攜帶某些隨路呼叫信令，支持傳統(tǒng)網(wǎng)絡終端的呼叫，解決了H.323的復雜、伸縮性差著問題，是下一代網(wǎng)絡關鍵的媒體網(wǎng)關控制協(xié)議。

H.248/Megaco的另一個特點是消息格式既可以采用文本格式，也可以采用ASN.1的二進制編碼格式。在對媒體流進行描述時，如果消息格式是文本格式，則采用SDP描述媒體流。如果消息格式是二進制編碼格式，則使用協(xié)議規(guī)定的編碼。因此在協(xié)議實現(xiàn)時，若要求各廠商設備互通，就需要實現(xiàn)兩種編碼方式。這一特點是IETF和ITU-T合作的結果。H.248/Megaco協(xié)議中的主要概念有終結點、關聯(lián)和包：

（1）終結點（Termination）是媒體網(wǎng)關上的一個邏輯實體，能夠發(fā)送和接收一種或多種媒體，如模擬用戶接入網(wǎng)關中的電話線、中繼網(wǎng)關中的中繼電路，一個終端在任一時刻屬于且只能屬于一個關聯(lián)。

（2）關聯(lián)（Context）是一些終端之間的聯(lián)系，描述了終端間拓撲關系和媒體混合/交換的參數(shù)，表示一組終結點之間的連接關系。在一個關聯(lián)中可以存在若干個終結點，其數(shù)目完全由媒體網(wǎng)關的特性決定�？贞P聯(lián)表示所有與其它終點沒有聯(lián)系的終結點。

（3）包（Package）通過允許終結點具有可選的特性、事件、信號和數(shù)據(jù)，媒體網(wǎng)關控制協(xié)議實現(xiàn)了對具有不同特點的終結點的支持。同時，為了實現(xiàn)媒體網(wǎng)關與媒體網(wǎng)關控制器的互操作，這些可選項可以被組合成包。

H.248/Megaco協(xié)議建立了多種傳輸機制，保證了協(xié)議消息在媒體網(wǎng)關和媒體網(wǎng)關控制器之間的可靠傳輸。

2 TCP/UDP協(xié)議的區(qū)別及運用場合

H.248/Megaco定義的各種協(xié)議消息既可以在TCP上傳輸，也可以在UDP上傳輸，TCP和UDP之間的主要區(qū)別是可靠性和復雜度。

TCP協(xié)議可以提供端到端可靠的數(shù)據(jù)傳輸。TCP協(xié)議采用了多項提高可靠性的技術以克服底層IP網(wǎng)絡傳輸?shù)牟豢煽啃�，它并不區(qū)分結構化的數(shù)據(jù)流，只支持數(shù)據(jù)流的傳輸。應用程序必須在連接之前了解數(shù)據(jù)流的內(nèi)容，并對其格式進行協(xié)商，對數(shù)據(jù)流的進一步處理完全留給應用程序本身來完成。TCP也允許用戶指定連接的安全性和優(yōu)先級，這兩個功能并非是現(xiàn)在所有的TCP產(chǎn)品中都有，但在TCP標準中作了定義。TCP協(xié)議還提供了全雙工聯(lián)接、向

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