TRIP在VoIP網絡中的架構

2019-11-03 09:04:18

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供稿：網友

章晉浩黃本雄胡廣　華中科技大學

　　摘要 TRip是一個新興的IP電話路由協議，它獨立于任何信令協議，可以靈活地應用于不同結構的網絡。本文介紹了TRIP應用于VoIP網絡時的框架，并著重分析了它在H.323網絡、SIP網絡以及軟交換網絡中的應用。

　　關鍵詞 TRIP LS H.323 SIP 軟交換

1 背景

　　近幾年我國的分組語音業務一直保持高速增長，各運營商按照規劃逐步開始下一代網絡（NGN）的試驗和建設。隨著語音IP網絡的不斷增長，將逐漸形成本地、地域性和全球性IP語音管理區域，IP電話網關在利用率、數量方面呈增長趨勢，其工作機制和管理操作也變得越來越復雜，其中的一個難點就是網關定位，也就是網關選擇、路由選擇、網關發現和網關路由。面對一個龐大的網絡，經濟有效的路由技術已經成為業界普遍關注的一個重要課題。

　　為了解決NGN運營商之間或區域間的路由動態可增長、呼叫協議無關性、路由靈活擴展性和最優化等需求，IETF提出了TRIP（Telephony Routing over IP）協議，它屬于一種域間網關定位的路由協議，它允許每個網關資源的管理者根據不同的策略建立自己的本地可用網關數據庫，然后按照不同的策略進行數據庫之間不同網關信息的聚合、廣播、交換和共享——首先使這些信息在本地對自己可用，然后再把這些信息按照一定策略傳播、同步給其他供應商，這些數據庫中的網關信息供信令服務器、軟交換設備和其他用戶直接查詢使用，從而能夠很方便地進行網關定位和網絡尋址，全局性地解決IP電話路由問題。

2 TRIP協議

2.1 TRIP解決的問題

　　TRIP是一個用來在管理域間交換網關路由信息的協議，獨立于任何信令協議（如SIP或H.323等）。TRIP所考慮的問題，主要是一個地址到路由的轉換問題：對于給出的一個指向電路交換網中某個終端的電話號碼，找出能完成此呼叫的最合適的網關的IP地址。這個映射依賴于一些本地的因素，如策略和服務提供者的聯系等。因此，可用網關的數據庫對每個提供者來說是完全不同的，需要一個協議來建立起服務提供者之間特定的聯系并在不同的域間交換網關路由信息，提供這些功能的協議就是TRIP。

　　定位服務器LS（Location Server）是TRIP的主要功能實體，當TRIP應用于VoIP網絡時，LS以ITAD域的形式組織。ITAD是Internet電話管理域，每個ITAD至少擁有一個LS、若干個網關和若干個終端用戶EU。

2.2 TRIP消息

　　TRIP定義了四個消息：OPEN、KEEPALIVE、 UPDATE和NOTIFICATION。

　　OPEN消息：在LS間的TCP連接建立后所發送的第一個TRIP消息，開始建立TRIP連接。

　　KEEPALIVE消息：是OPEN消息成功接收后的一個響應消息，告知所建立的會話處于激活狀態。

　　UPDATE：不僅用來廣播新增路由信息，也用來刪除、修改已經廣播出去的一些路由信息，而且這兩種操作可以同時進行。 NOTIFICATION消息：在TRIP檢測到錯誤是產生和發送的消息之后，TRIP連接被關閉。

　　TRIP消息的傳遞要求底層有可靠的傳輸連接，可把TCP/IP作為TRIP的下層協議。只有在底層TCP連接建立的基礎上，才能進行TRIP消息的收發。對此，LS定義一個有限狀態機，其包含六個狀態：Idle、Connect、Active、OpenSent、OpenCon-firm和Established。前三個狀態和LS之間的TCP連接建立過程相關；在連接成功后，LS向對端LS發送OPEN消息并轉入OpenSent狀態；當所有的OPEN消息都正確發送時，進入OpenConfirm狀態并等待響應；收到KEEPALIVE響應消息后，LS進入Established狀態，會話成功建立，LS之間開始進行UPDAT、KEEPALIVE和NOTIFICATION消息的交互。

2.3 TRIB

　　TRIB（Telephony Routing Information Base）包含了TRIP的交換路由信息，它由四個不同的部分組成：Adj-TRIBs-In、Ext-TRIB、Loc-TRIB和Adj-TRIBs-Out。在由LS所組成的網絡中，LS（Location Server）是參與TRIP的主要實體；每個ITAD（IP電話管理域）管理其包含的一組資源，如LS（至少一個）、網關和終端用戶等。ITAD1的LS1處于一個典型的位置上，因此分析它的TRIB也是具有代表性的。

　　Adj-TRIBs-In稱為臨近可選TRIB，結合ITAD1的LS1，就是從域內LS （ITAD1的LS2、LS3）和域外LS （ITAD2的LS1、ITAD3的LS1）的UPDATE消息中所獲取的路由信息，這些路由信息是當前進行路由選擇的輸入路由信息。

　　Ext-TRIB稱為外部TRIB，它是從Adj-TRIBsIn（域外LS）和Local Routes（通過配置或其他協議注入）中，按照一定的路由選擇算法選擇出來的最佳路由。

　　Loc-TRIB稱為本地TRIB，是LS運用其本地策略從Adj-TRIBs-In（域內LS）和Ext-TRIB中選擇出來的TRIP路由信息。

　　Adj-TRIBs-Out稱為臨近輸出TRIB，其內容是LS準備廣播給域外LS的路由信息，它的內容將攜帶在UPDATE消息中對外廣播。

　　對于同一個ITAD域內未直接連接的LS之間，如ITAD1中的LS2和LS3，通過ITAD1的LS1轉傳它們的UPDATE消息，從而LS2、LS3能相互獲取對方的路由信息，并作為域內Adj-TRIBs-In參與本地策略處理；在不同ITAD域內未直接相連的LS之間，如ITAD1的LS2對于ITAD2的LS1、ITAD3的LS1，則首先是ITAD1的LS1通過ITAD2的LS1和ITAD3的LS1的Adj-TR-IBs-Out獲取路由信息，聯同Local Routes進行一次路由選擇，將選擇出來的最佳路由輸入Ext-TRIB，然后向域內其他LS廣播UPDATE消息，從而ITAD1的LS2能獲取其域外LS的路由信息。

3 TRIP的體系結構

　　TRIP是一個通用目的的交換路由信息的工具，它并沒有規定LS之間的聯接結構和形態，在一個ITAD內的LS可以被配置成網狀、星形、或任意其他連接拓撲結構。同樣的，對于TRIP ITADs的拓撲結構也沒有限制，可以被組織成平面拓撲結構（網狀或環形）、多層次結構，或其他拓撲結構。下面對TRIP在H.323網絡、SIP網絡以及以軟交換為核心的下一代網絡中的應用，分別作具體的討論。

3.1 在H.323網絡中的應用　　H.323最初的設計目的是應用于局域網上的多媒體通信，對于廣域網上的尋址和用戶定位等問題沒有考慮。IP電話最初是基于H.323架構的，雖然在H.323V4定義了通過網守實現跨區定位和通過代理關口實現跨域定位的過程，然而，它不提供在復雜的多域搜索中執行環路檢測的簡便方法，當域的數量增大，定位變得很復雜，這就限制了它能支持的網絡規模。

　　在H.323網絡中采用LS定位，各LS通過TRIP在域內和域間傳遞路由信息；H.323網守向LS注冊，當呼叫產生時，網守通過前端協議訪問LS，通過查詢TRIB就能方便迅速地返回目的網關（網守）的地址。因此，在H.323中采用TRIP協助進行定位，能妥善地解決原來定位復雜的問題，也有助于擴展H.323支持的網絡規模。

3.2 在SIP網絡中的應用

　　SIP是一個開放式的IP電話信令協議，它采用分布式的控制模式，由用戶代理客戶端（UAC）作為用戶的呼叫代理，初始化和發起一個SIP呼叫；用戶代理服務器（UAS）用來接收請求，并作為被叫用戶代理，對請求作出響應。在SIP的代理呼叫模式中，SIP代理（SIP PRoxy）接收用戶或其他代理服務器發來的請求，在進行一些處理（如通過地址解析決定目的服務器）后，將請求轉發給其他服務器，并把服務器發回的響應回送給終端；在重定向呼叫模式中，重定向服務器（Redirect Server）在收到客戶請求后不進行轉發，而是向客戶響應下一個應訪問的服務器地址，然后由用戶向下一級服務器重新發送請求。

　　當在SIP網絡中采用TRIP進行尋址定位，代理服務器在向LS注冊后，即可借助TRIP實現對下一跳服務器地址的確定，如對于IP電話發起的對IP電話3的呼叫，代理4處理此請求時，通過前端訪問LS，比較TRIB中保存的代理2與代理3的優先選擇參數preference，就可以確定代理3是下一跳服務器，而不必再通過代理2轉發；對于重定向服務器，可通過前端協議訪問LS，把TRIB作為查詢數據庫，從而獲取目的服務器的地址并返回給呼叫發起方。

3.3 在以軟交換為核心的混合網絡中的應用

　　軟交換為下一代網絡（NGN）提供呼叫控制功能和連接控制功能，是NGN呼叫與控制的核心，在軟交換數目較少時可通過配置路由信息實現用戶定位和網絡尋址。然而，隨著NGN規模的增大，軟交換數目的增多，路由信息的配置和維護將會相當困難；而且，由于不同網絡之間的網絡結構和路由策略的不同，他們之間的路由互通也是一個重大的問題。

　　TRIP在最初就被設計成一種與具體呼叫協議無關的路由機制，因此它天然可以解決由于網絡結構不同而帶來的路由互通問題；TRIP通過收發TRIP消息可以實現域內和域間路由信息的傳遞，并按一定策略將最佳路由信息保存在TRIB中，這樣，軟交換本身不需要再維護大量的路由信息，而是通過請求TRIP的承載實體——LS，直接定位遠端設備，避免IP網中呼叫信令的逐跳處理轉發。

　　圖5是TRIP在以軟交換為核心的網絡中應用的一個簡單示例。H.323和SIP是分組網內的兩大競爭協議，都有其各自的特點及應用范圍，作為支持多協議的軟交換，需要支持這兩種協議，并發揮SIP與H.323互通的橋梁作用。在這個示例中，SIP代理服務器、軟交換、H.323網守都與特定的LS聯系，因而每個LS各自只需支持單一注冊即可，如LS2只需要具備接受SoftSwitch注冊的功能，而不需要同時具備接受SIP代理和H.323 GK注冊的能力。位于不同網絡內的LS，盡管其前端協議和注冊機制有所不同，但TRIP是其唯一的路由協議，LS之間通過TRIP消息交互路由信息，不會因網絡的規模大小和結構不同而受到影響。在上面的網絡中，也可以通過設置LS，使其具備接受多協議注冊的能力，從而讓SoftSwitch、SIP 代理和H.323共享一個LS及其數據庫TRIB。

4 結束語

　　TRIP是一個新興的電話路由協議，它繼承了以往相關協議的功能，并對其進行了有效的擴充，只要對其進行合理利用和規劃，就能很好地解決下一代網絡規模的擴大、軟交換數目的增多以及網絡拓撲結構的變化所帶來的定位和網絡尋址等問題。隨著網絡技術的發展，TRIP也在不斷發展和完善之中，這一先進、靈活、功能強大的路由協議，必將在下一代網絡中大顯身手。

參考文獻

[1] Rosenberg J, Salma H, Squire M . Telephone Routing over IP, RFC 3219, January 2002

[2] Rosenberg J，Schulzrinne H . A Framework for Telephony Routing over IP, RFC 2871, June 2000

[3] Ott J, Prelle S . Some findings and recommendations for an IP telephony infrastructure . March 6, 2002

[4] Schlesener M C . Performance evaluation of telehony routing over IP . November 25, 2002

章晉浩，男，華中科技大學電信系寬帶無線與多媒體系統研究中心，碩士。

本雄，男，華中科技大學電信系寬帶無線與多媒體系統研究中心，教授。

胡廣，男，華中科技大學電信系通信軟件與交換技術中心，博士。

----《中國數據通信》