基于sip协议的ip电话穿透nat2ffw的分析和应用

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1、独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：——日期：关予论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送

2、交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：——日期：导师签名：——日期：1．1课题背景第一章绪论当前电信业正面临着深刻的变革。传统运营商，有线电视公司。计算机软件、硬件和网络公司互相渗透和竞争，而以Intemet为代表的新技术革命正在深刻的改变着传统电信观念和体系结构。电信网、数据网、电视广播网等各种网络的融合，以统一的IP协议为基础，在

3、基于口网络上面提供各种业务，正在成为电信发展的趋势。而在m网络上提供最基本的电话语音服务成为网络融合的切入点。与传统的电话系统相比较，母电话具备很多的优势，如充分地利用了IP网络资源，灵活地实现各种网络之间的互通和融合，完全克服传统电信网所存在的局限性，让运营商可以按自己和客户的所需来开发新业务和新应用。目前IP电话网络逐步从试验走向商用，在部署过程中遇到了很多实际问题，特别是IP电话用户的接入问题，由于m电话是一个基于IP分组网承载的网络，接入用户都是通过IP地址来寻址，当前的网络实际情况是，由于IPv4地址紧缺以及安全等各种原因，网上大量的企业网和驻地网基本上都采用了私有IP地址通过出口的

4、NAT／FW接入公网，而目前NGN网络中在IP上承载语音和视频的IP电话如H．323，SIP，MGCP，H248等，由于本身协议所具有的特点，在私网用户接入应用中，这些协议的控制通道，媒体通道难以穿越传统的NAT／FW设备与公网进行互通，或者说目前的NAT／FW大多支持HrrP的数据应用协议穿透，因而无法支持这种会话业务的控制与媒体NAT／FW穿透。而撙电话最大的好处就是能为用户提供丰富的业务，特别是为企业用户提供语音、数据、视频融合的IPCentrex业务。因此上面所提到问题的解决就显得更加的迫切，成为目前IP电话业务开展最大的障碍。笔者在开发嵌入式IP电话终端的过程中，遇到了lP电话终端信

5、令和媒体流穿透NAT的应用问题。针对这个问题笔者作了深入的探讨。在此研究工作基础上。笔者提出了在一定NAT环境下SIP电话终端信令、媒体流穿透NAT的可行方案a并且通过在笔者所在实验室开发的IP电话终端程序中的部署，实现了在现有的网络拓扑结构下部分解决NAT穿透的问题。通过实际的模拟测试试验，验证了该穿透方案的可行性。同时由于现阶段IP网络拓扑的复杂性，NAT类型的多样性，决定了对NAT穿透问题，还需要继续做很多的研究工作。在此将～些自己在研究与开发中积累的技术与知识整理与此论文中。希望对业界的研究人员有所帮助，也希望专家学者多多指正。1．2笔者所做的工作笔者在本课题中所做的工作包括windo

6、ws平台下的SIP电话终端软件的开发，以及在此终端软件的基础上研究电话终端对于NAT穿透的问题的解决方案。同时跟踪嵌入式平台开发技术，在ARM7硬件平台上实现硬件SIP电话终端模型。具体所做的工作如下：1．以linphone为基础，熟悉SIP协议的IP电话的呼叫流程。通过阅读linphone的代码，了解SIP电话程序的信令流程以及媒体流的传输。同时提取出其中媒体流部分的代码，和Josua中最基本的信令呼叫逻辑相结合，实现了一个最基本的SIP电话终端。2．在Windows2000平台使用VC6开发工具，移植开源组织的oSIP2协议栈。同时移植Josua实现最基本的SIP电话信令逻辑，以WinRT

7、P代码为媒体流，完成了windows平台上SIP软件电话的开发。3．移植windows平台的SIP电话到PocketPC的PDA上。考虑到媒体流效率问题，重新采用了JRTP协议栈并作一定的修改。实现了在PDA上能够实际运行的SIP软件电话。4．在SIP软件电话机中，多种语音视频编解码算法的加入。包括GSM，(3．723，G729，H．261。5．研究STUN-E作机制，修改部分的STUN客户端源代