基于SIP的P2P企业内部VoIP系统的研究与实现

论文摘要

近年来,VoIP技术中广泛采用的SIP标准的网络电话系统,往往基于客户/服务器模式,尽管网络架构较为简单,却有着服务器价格昂贵、维护繁琐、不易升级以及性能瓶颈问题突出等局限性。与此同时,P2P技术作为互联网领域的热点,正带动着大量的新兴业务需求。P2P网络是一种具有较高扩展性、没有明确中央节点的分布式系统拓扑结构,具有健壮性好、容错能力强和扩展性高等特点。因此,充分发挥SIP标准与P2P网络架构的各自的优势,建立一个全新架构的VoIP网络会话模型,对于VoIP技术的发展具有着十分重要的现实意义。本文首先分析研究了SIP协议的特点和SIP消息的呼叫流程、处理过程,并对P2P网络相关技术进行了深入研究。接着,分析了当前较为流行的Skype网络结构以及用于底层路由的Chord算法,参考Skype网络结构设计了一个P2PSIP网络模型,在此基础上,提出了P2P SIP通信系统的整体系统构架,完成了一个全新P2P SIP平台的基本功能设计及P2P-VoIP软终端的功能实现。本文通过对当前主要的多媒体通信穿越NAT/防火墙解决方案的研究和比较,主要采用ICE协议解决P2P模式下防火墙和NAT的穿越问题。这种方法能够穿越各种类型的NAT/防火墙,无需对现有的NAT/防火墙和软交换设备做任何的改动,而且比以前的解决方案更加灵活,具有一定的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章. 引言
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 本文的主要内容
• 1.3 本文的篇章. 结构
• 第2章. 基于SIP的P2P-VOIP系统关键技术
• 2.1 VoIP简介
• 2.2 SIP协议
• 2.2.1 SIP协议的定义
• 2.2.2 SIP体系组成
• 2.2.3 SIP协议的特点
• 2.2.4 SIP消息
• 2.3 P2P网络
• 2.3.1 P2P网络的特点
• 2.3.2 传统P2P网络的分类
• 2.3.3 结构化的P2P网络模型
• 2.4 CHORD路由算法
• 2.4.1 相容散列
• 2.4.2 Chord查找
• 2.4.3 新节点加入
• 2.4.4 节点失效处理
• 第3章. P2P SIP通信模型的总体架构
• 3.1 SKYPE分析与借鉴
• 3.1.1 了解Skype
• 3.1.2 Skype构成要素
• 3.1.3 Skype通信流程
• 3.2 网络拓扑结构设计
• 3.3 系统架构设计
• 3.4 系统工作流程
• 3.4.1 启动节点
• 3.4.2 用户注册
• 3.4.3 用户定位及呼叫
• 3.4.4 脱机消息
• 3.4.5 节点退出
• 第4章. P2P-VOIP系统的设计与实现
• 4.1 系统需求特点分析
• 4.2 P2P-VoIp系统总体设计
• 4.2.1 系统拓扑结构
• 4.2.2 系统组成
• 4.2.3 系统工作流程
• 4.3 P2P-VoIP软终端设计
• 4.3.1 软终端模块设计
• 4.3.2 软终端功能
• 第5章. 穿越NAT/防火墙的解决方案
• 5.1 NAT技术及相关问题
• 5.1.1 NAT技术原理
• 5.1.2 NAT的分类
• 5.1.3 SIP穿越NAT时出现的问题
• 5.2 ICE与常用主要NAT方案的比较
• 5.2.1 STUN方式
• 5.2.2 TURN方式
• 5.2.3 Proxy方式
• 5.2.4 隧道穿越技术
• 5.2.5 ICE方式
• 5.3 穿越NAT/防火墙方案设计
• 5.4 穿越方案的实现
• 5.4.1 ICE算法流程
• 5.4.2 ICE算法实现
• 第6章. 测试
• 6.1 测试环境
• 6.2 测试项目及测试结果
• 第7章. 总结与展望
• 参考文献
• 致谢