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视讯
华为视频会议系统解决方案之-组网过程中H.323协议防火墙穿越
首先看一下在华为视频会议系统解决方案在组网时单SC的情况。
H.323协议通信的公私网穿越原理。
如下图
私网终端注册在SC上,所以私网终端与SC之间存在一条RAS(RegistrationAdmissionandStatus,终端注册上SC后便会定时发信令保活这条链接)通道。
当公网终端呼叫私网终端时,H.460Server无法主动向私网终端建立链接,此时,H.460Server通过已有的RAS通道向私网终端发送通知,让私网终端主动向SC建立链接。
通过已有通道建立新的通道,是解决公私网穿越问题的核心原则。
H.460Server通过已有的RAS通道向私网终端发送SCI消息,让其主动建立Q.931链接,后又通过Q.931通道发送facility消息,让私网终端主动建立H.245链接。
当所有链接都建立后,SC就可以进行媒体转发,实现公私网设备间的互通。
双SC的情况下,位于私网的SC代理H.460Client,完成与H.460Server的链接建立,与私网终端完成常规的信令交互,如下图所示。
相比于单SC,双SC将Q.931和H.245通
道进行了合并,只进行一次协商过程。
目前最新版本的SC(配套SMC2.0V100R003及后续版本)在上述基础上又做了进一步的改进。
客户端SC1和服务端SC2之间的两条TCP链接(H.323和SIP)在首次部署配置完成后,就一直处于保活状态,呼叫时可以直接使用。
华视频会议公私网穿越组网之—SIP穿越详解
在整个华为视频会议系统组网过程中SIP协议的组网穿越的整体流程和没有防火墙时是一样的。
为什么呢?
因为基于SIP协议的整个呼叫过程都是用的已有的注册通道,不需要像H.323协议一样重新建立Q.931和H.245的TCP链接。
因此在双SC组网下,与H.323的情况完全相同,客户端SC1和服务端SC2之间SIP的TCP链接一直处于保活状态,呼叫时可以直接使用。
单SC部署在DMZ的场景下,具体的协商流程如下。
总结:
分析完了信令的交互,精明的读者便会意识到:
既然单SC和双SC的组网都能实现公私网的穿越,是不是单SC的组网应用更多呢?
毕竟少部署一台SC,客户可以节约不少成本。
答案是否定的,我们再一起来看看其中的奥秘。
第一,双SC的组网在Trus>DMZoutbound方向开放的端口数远少于单SC组网。
因为单SC要和各种私网设备通信,所以基于协议的协商过程是标准的,任何步骤无法省略。
双SC的情况下,协商的两端都是我们自己的SC,协商过程被进行了合并优化,防火墙上需要开放的端口大大减少,仅媒体传输一项,双SC组网进行媒体端口复用,从原来的12000个端口减少至2个端口,使组网的安全性得到了提升。
第二,双SC组网下,私网的设备全部注册在私网的SC,公网的设备全部注册在DMZ中的SC,使得两个SC上的业务负载均衡,避免了单SC组网将所有业务都集中在一个设备上,增加设备运行的压力。
第三,很多企业的组网中会部署其他厂商的终端,单SC组网要求私网终端具备H.460客户端功能,这点要求未必能得到满足。
而双SC组网对终端没有能力要求,它的可扩展性更好。
视频会议系统方案中—H.225协议的简介与信令交互流程
在一般的视频会议系统方案中,H.225协议包含RAS与呼叫信令。
首选为你简单介绍一下RAS协议。
l.RAS
顾名思义,注册(Registration)、同意(Admission)和状态(Status),简称RAS,这是一个终端和GK之间提供地址解析和准入控制服务的简单协议,由一些的简单消息组成。
正如去国外要过海关一样,海关需要检查你的身份等信息,如果没有什么问题,才会放行。
这里被检查的人就是终端,海关检查人员就是GK,检查过程发生的交互信息就是RAS消息。
RAS消息正是用于终端和GK之间交互信息,进行注册、接入控制、带宽管理、状态查询等操作。
常见的RAS信令有:
RAS信令
解释
RRQ/RCF/RRJ
节点注册过程用于节点加入到一个区域,并登记节点的传输地址或别名地址。
该过程是通过RRQ/RCF/RRJ(RegistrationRequest/Confirm/Reject)消息交互实现的。
LRQ/LCF/LRJ
节点定位过程用于确定节点的传输地址,给出它的别名或E.164地址。
该过程是通过LRQ/LCF/LRJ(LocationRequest/Confirm/Reject)消息交互实现的。
ARQ/ACF/ARJ
呼叫请求是起始呼叫的第一步操作,节点通过ARQ/ACF/ARJ(AdmissionRequest/Confirm/Reject)消息与GK交互,GK决定是否允许该呼叫发起。
DRQ/DCF/DRJ
呼叫结束后,节点通过DRQ/DCF/DRJ(DisengageRequest/Confirm/Reject)消息与GK交互,通告该节点已退出呼叫,回复空闲状态。
别说明,2个终端间不通过GK呼叫就没有RAS产生。
在包含一个GK的网络环境中,在终端和GK之间打开RAS信道,RAS信道的打开先于H.323端点之间任何其它信道的建立。
2.呼叫信令
在没有GK的系统中,在呼叫的两个端点之间打开一个呼叫信令信道。
在包含GK的系统中,在端点和GK之间或GK选定的端点之间打开呼叫信令信道。
呼叫信令协议是以ISDN的Q.931/Q.932(主要是Q.931消息)为基础制订的,是H.323两个实体之间建立连接过程,如终端与终端建立连接、终端与MCU建立连接。
前面的RAS消息交互后,两个终端之间需要建立真正连接,以便为传送音视频做好准备。
正如你通过海关后,就不再需要与海关联系了,而是直接找你在海外的接口人,你们之间进行确认、沟通,建立一个通道,这个过程便是呼叫信令发生的过程。
当2个终端之间呼叫,而不经过GK时,就没有RAS信令交互,直接进行呼叫信令交互。
正如在同一国国家的2个人一样,他们不需经过海关检查,2个人直接见面沟通。
呼叫信令信道是在H.323端点之间建立H.245信道和其它逻辑信道之前建立。
常见的呼叫协议信令有:
呼叫信令
解释
Setup(建立)
请求建立呼叫。
CallProceeding(呼叫进行中)
响应Setup消息,表示被叫号码已知,呼叫建立过程已启动。
Alerting(提醒)
指示呼叫已经达到被叫,正向其发通知指示被叫用户应答。
Connect(连接)
建立连接。
ReleaseComplete(释放完成)
响应Release消息,指示释放信道和呼叫引用(CR)
下面以典型的H.225中呼叫信令、RAS交互流程描述GK与终端之间的呼叫过程,MCU与GK的交互和终端与GK的交互是一致的,不再单独描述。
详解在华为视频会议系统中的终端是如何通过IP地址直接呼叫对方
在华为视频会议系统中使用视频会议终端模拟此场景,因为没有解析地址或名称的GK存在,故不能通过终端号码、名称等完成呼叫。
这里没有RAS发生只有呼叫信令交互。
所以我们只能通过抓包来看看各个信令交互过程。
具体呼叫流程如下:
视频会议终端A(192.168.1.10)发出setup消息,希望能与视频会议终端B(192.168.1.11)建立呼叫,终端B(192.168.1.11)通过回复connect响应终端A(192.168.1.10),使得呼叫能建立。
一.setup
在setup消息中,可以捕捉到主叫的产品类型、产品版本号、被叫IP地址及呼叫端口号等信息。
productId字段,表示产品类型。
versioned字段,表示产品版本号。
destCallSignalAddress字段,表示目的CS地址,即被叫的地址。
sourceCallSignalAddress字段,表示主叫终端发出呼叫的地址。
callIdentifier字段,非常重要,可以用于唯一标示某一路呼叫。
2.connect
在华为视频会议系统中,connect消息是可以捕捉到H.245信道地址、被叫的产品类型、产品版本等信息。
H.245信道地址传送H.245信令。
H.245Address字段,表示被叫建立H.245信道的地址。
callIdentifier字段,与setup中的该字段内容一致,唯一标识一路呼叫,通过该标识可以找到对应的呼叫。
远程视频会议系统中H.245协议简介与信令交互的流程
之前我们介绍的RAS、呼叫信令发生后,便要进入正式的远程视频会议通话环节了。
在正式远程视频通话前,两个终端间需要确认彼此支撑的音视频能力,便告知对方,然后通过协商,决定是谁为主方,最后打开逻辑通道,进行视音视频交互,这时远程视频会议便正式开始。
正如你与海外联系人员取得联系后,你们之间要见面洽谈业务,你会把你的基本情况、要求告知对方,对方也会告知你,然后你们协商具体行程安排,另外一人便听从你的安排,最后你们都到达约定地点,开始业务洽谈。
也许您有疑问,上面介绍RAS信息交互、呼叫信令交互流程,那H.245控制信令交互流程是怎样的,他们之间有什么关系呢?
其实一个完整的H.323呼叫过程需要RAS、呼叫信令、H.245控制协议相配合共同完成,详细交互流程如下图所示。
先是由终端T1、T2与GK三者之间完成RAS信息、呼叫信息交互,然后是H.245控制信令交互,通话最后阶段释放呼叫信令通道,终端与GK间完成节点退出与确认的RAS信令交互过程。
红线代表是呼叫协议交互的信令,蓝线代表H.245控制信令交互信令。
RAS与呼叫信令交互过程与前面章节介绍一样,本节不再叙述,本节重点介绍H.245控制信令交互过程。
1.能力交换:
彼此交换自己发送与接受远程视频会议能力,如系统的视频格式、分辨率、音频协议等,就是这种能力一种。
接收能力描述终端接收和处理输入信息流的能力,发送端所发送信息内容必须限制在接收端已经指明的接收能力范围之内,缺乏接收能力表明终端不能接收,只能发送,表现出来的现象就是缺乏接收能力的终端所连接显示器上,看不到对方图像或听不到对方声音,因此需要确认下彼此所具备的视频能力是什么。
2.主从决定:
H.245协议定义了主从判别功能,为什么要有这个主从判定呢,是不是多余呀?
非也,当在一个呼叫中的两个终端同时初始化一个相同的事件时,就产生了冲突了呀。
例如,资源只能被一个事件使用。
为了解决这个问题,终端必须判断谁是主终端,谁是从终端,主从判断过程用来判断哪个终端是主终端,哪个是从终端。
终端的状态一旦决定,在整个呼叫过程期间都不会改变。
3.打开与关闭逻辑通道:
打开逻辑通道后,终端彼此之间才能传送视、音频图像,彼此听到对方声音,看到对方图像啦。
如果彼此不需要了,就可以关闭逻辑通道啦,如对方不再发送信息时,逻辑通道就处于不活跃状态,可以认为是关闭了。
H.245协议各阶段具体信令交互消息如下图所示。
图中T1与T2代表2个不同的终端,消息从T1发送TCS开始,止于T2回应OLCack给T1。
TCS与TCSack代表能力交换与确认的消息,如远程视频会议能力、音频能力等。
MSD与MSDack代表主从确定与响应消息,前面已经介绍过,在H.323中,呼叫实体之间必须有一个为主。
OLC与OLCack代表逻辑通过打开与确认过程,逻辑通道开后,才能进行视音频码流发送,这样彼此便可以看到图像、听到声音。
下面通过抓包来看看TCS信令交互过程。
华为视频会议终端在注册GK时可能会发生的几种情况
视频会议系统中的终端通过RAS信令,将自己IP地址、号码、带宽等信息告诉GK,以便在GK那里备案。
备案之后终端才可以通过RAS发送各种信令。
下图是华为视频会议系统中的2台终端向GK发起注册请求,GK允许注册和拒绝注册的流程。
1.RRQ
在RRQ消息中,可以捕捉到终端的呼叫系列号、接收呼叫信令地址、接收RAS信令地址等信息。
requestSeqNum,请求消息的序列号,唯一标识这一注册。
callSignalAddress,即CS地址,用于终端接收呼叫信令的地址。
rasAddress,即RAS地址,用于终端接收RAS信令的地址。
terminalType字段,说明终端的自身的属性。
让GK知晓自己的身份
productId字段,表示产品名称
versionId字段,表示产品版本号
terminalAlias字段部分,表示终端注册的号码或别名
AliasAddress字段,表示注册的类型,常见的如dialledDigits和h323-ID
dialledDigits和h323-ID字段,分别表示注册的具体内容
timeToLive字段,表示保活时长,GK按照这个时间定期检测终端注册状态。
keepAlive字段,表示是否为保活注册;若false表示首次注册,true表示保活注册。
2.RCF
以下说明GK返回的注册确认RCF消息中的各字段。
requestSeqNum,表示消息的序列号,这个值与RRQ请求中的内容保持一直,用该系列号标识本次交互过程。
timeToLive,表示保活时长,终端要在该时间内向GK发起保活注册,周期发送保活,GK一旦超过该时间未收到保活注册,则向该终端主动发起IRQ,如果没有收到响应,则注销该终端。
3.RRJ
如果另一个终端192.168.1.11也使用号码0512331向GK(192.168.1.3)注册,则因该号码已注册,GK回复RRJ,拒绝注册。
regitrationReject消息,包含拒绝原因。
华为视频会议系统中的终端如何通过GK发起呼叫
为什么到现在华为视频会议系统里的终端都还没有向GK注册流程呢?
及时发送RRQ这些子信令与GK交互?
那是因为在视频会议系统中用这种方式呼叫时,之前就已经在终端上有过注册GK的流程了,换句话说,就是GK提前都认识过这些终端了,即发生在终端开机后,就自动完成了这个注册流程。
视频会议系统终端的注册流程前面已介绍,此处不再赘述。
1.ARQ:
视频会议终端(192.168.1.10)发起呼叫请求,并将自己在GK上注册号码、IP地址192.168.1.10及要呼叫的对方号码、呼叫带宽传递给GK,
2.ACF:
GK在ACF中返回终端(192.168.1.11)的呼叫信令信道传输地址。
3.setup:
终端(192.168.1.10)随后向使用该传输地址的终端(192.168.1.11)发送setup消息,表示我要与你建立呼叫。
4.ARQ/5.ACF:
如果此时被叫方终端(192.168.1.11)同意接受终端(192.168.1.10)的呼叫请求,终端(192.168.1.11)会与GK进行ARQ/ACF的信令交互。
6.connect:
然后视频会议终端(192.168.1.11)发送connect消息给终端(192.168.1.10),该消息包含用于H.245信令的H.245控制信道传输地址,这样终端(192.168.1.10)与终端(192.168.1.11)的呼叫便建立起来。
如下图所示。
1.ARQ
在ARQ消息中,可以捕捉到被叫的别名(被叫号码0512334)、主叫别名(主叫号码05121206)、主叫接收呼叫信的IP地址及端口号等信息。
DestinationInfo字段,表示被叫信息,一般为被叫的号码。
srcInfo字段,表示主叫信息,一般为主叫注册的号码。
srcCallSignalAddress,表示主叫接收呼叫信令的地址。
answerCall字段,用于标示该ARQ来自主叫还是被叫。
如果anserCall为False,表示主叫,反之为被叫。
2.ACF
在ACF消息中,可以捕捉到确认呼叫带宽、被叫接收呼叫信令的IP地址等信息。
destCallSignalAddress字段,也就是被叫的CS地址,即主叫向该地址发起setup请求后,被叫回复connect消息。
setup与conncet的交互与“终端通过IP地址直接呼叫”基本一致
详解华为视频会议系统中信令之间如何实现跨GK呼叫
跨越华为视频会议系统中GK的终端呼叫流程与在之前的基础上,只是增加了视频会议系统中的2.LRQ与3.LCF两个信令消息交互,其他信令交互与上述交货过程相同
2.LRQ:
定位请求,通过GK路由前缀(类似如区号,直观一点可以这样理解),向邻居GK查找被叫方的IP地址。
3.LCF:
确认被叫存在。
2.LRQ
在LRQ消息中,可以捕捉到被叫号码信息、对方GK定为确认的IP地址等信息。
DestinationInfo字段,表示被叫的信息,一般为被叫的号码。
replyAddress字段,表示LCF回复的地址。
3.LCF
在LCF消息中,可以捕捉到呼叫信令传输地址与端口号、RAS信令传输地址与端口号、被叫号码等信息。
callSignalAddress字段,表示被叫接收呼叫信令的地址。
rasAddress字段,表示被叫接收RAS信令的地址。
GK根据视频会议系统中的被叫号码,解析被叫节点属于邻居GK区域的节点时,GK支持向邻居GK请求解析被叫号码,当华为视频系统中的GK解析成功后并将被叫节点IP地址返回给GK,然后GK再把被叫节点的IP地址返回给主叫节点,使主叫节点和被叫节点之间建立呼叫。
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