VoIP技术构架

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第1章　PSTN概览及与VoIP的比较　1

1.1　PSTN起源　1

1.2　PSTN基础　2

1.2.1　模拟与数字信号　3

1.2.2 数字语音信号　4

1.2.3　本地回路、中继线以及交换机间通信　5

1.2.4　PSTN信令　6

1.3　PSTN服务与应用　10

1.4　语音与数据网合二为一的驱动力　13

1.5　分组电话网络的驱动力　14

1.5.1　基于标准的分组架构层　15

1.5.2　开放呼叫控制层　16

1.5.3　VoIP呼叫控制协议　17

1.5.4　开放业务应用层　21

1.6　新PSTN网络架构模型　21

1.7　小结　23

第2章　企业电话的今天　25

2.1　PSTN与ET的相似之处　25

2.2　PSTN与ET的不同之处　25

2.2.1　信令处理　25

2.2.2　增强功能　26

2.3　PSTN与ET互联的通用方式　27

2.3.1　PSTN提供的ET网络　27

2.3.2　私有ET网络　29

2.4　小结　33

第3章　基本电话信令　35

3.1　信令概览　35

3.1.1　模拟与数字信令　35

3.1.2　直流信令　36

3.1.3　带内和带外信令　36

3.1.4　回路启动和接地启动信令　37

3.1.5　CAS与CCS　37

3.2　E&M信令　37

3.2.1　Ⅰ类　38

3.2.2　Ⅱ类　38

3.2.3　Ⅲ类　39

3.2.4　Ⅳ类　40

3.2.5　Ⅴ类　40

3.3　CAS　41

3.3.1　贝尔系统MF信令　41

3.3.2　CCITT No.5信令　44

3.3.3　R1　46

3.3.4　R2　46

3.4　ISDN　49

3.4.1　ISDN业务　50

3.4.2　ISDN接入接口　50

3.4.3　ISDN L2和L3协议　52

3.4.4　基本ISDN呼叫　54

3.5　QSIG　55

3.5.1　QSIG服务　56

3.5.2　QSIG体系架构和参照点　56

3.5.3　QSIG协议栈　57

3.6　DPNSS　58

3.7　小结　58

第4章　7号信令系统　61

4.1 SS7体系结构　61

4.1.1 信令元素　62

4.1.2 信令链路　65

4.2 SS7协议概览　68

4.2.1　物理层——MTP L1　69

4.2.2　数据层——MTP L2　70

4.2.3　网络层——MTP3　74

4.2.4　SCCP　79

4.2.5　TUP　81

4.2.6　ISUP　81

4.2.7　TCAP　84

4.2.8　TCAP接口　85

4.3　SS7举例　86

4.3.1　基本呼叫建立和拆除示例　86

4.3.2　800数据库查询示例　87

4.4　SS7规范　88

4.5　小结　89

第5章　公共交换电话网(PSTN)服务　91

5.1　普通老式电话业务　91

5.1.1　定制呼叫业务　92

5.1.2　定制本地信令业务　92

5.1.3　语音信箱　92

5.2　商务业务　93

5.2.1　虚拟专用语音网络　93

5.2.2　汇线通业务　94

5.2.3　呼叫中心业务　94

5.3　服务提供商业务　95

5.3.1　数据库业务　95

5.3.2　接线员业务　95

5.4　小结　96

第6章　IP技术指南　99

6.1　OSI参考模型　99

6.1.1　应用层　100

6.1.2　表示层　100

6.1.3　会话层　100

6.1.4　传输层　101

6.1.5　网络层　101

6.1.6　数据链路层　101

6.1.7　物理层　101

6.2　因特网协议　102

6.3　数据链路层地址　103

6.4　IP地址　103

6.5　路由协议　105

6.5.1　距离向量路由　106

6.5.2　链路状态路由　106

6.5.3　BGP　106

6.5.4　IS-IS　106

6.5.5　OSPF　106

6.5.6　IGRP　107

6.5.7　EIGRP　107

6.5.8　RIP　107

6.6　IP传输机制　107

6.6.1　TCP　108

6.6.2　UDP　109

6.7　小结　110

6.8　参考资料　110

第7章　VoIP：深入分析　113

7.1　延迟/时延　113

7.1.1　传播延迟　114

7.1.2　处理延迟　114

7.1.3　队列延迟　114

7.2　抖动　115

7.3　脉冲编码调制　116

7.3.1　什么是PCM　116

7.3.2　卫星网络采样示例　116

7.4　语音压缩　117

7.4.1　语音编码标准　118

7.4.2　平均意见得分　118

7.4.3　知觉语音质量测量　119

7.5　回音　120

7.6　分组丢失　121

7.7　语音活动检测　122

7.8　数字到模拟的转换　122

7.9　串联编码　123

7.10　传输协议　125

7.10.1　RTP　125

7.10.2　RUDP　126

7.11　拨号计划设计　127

7.12　端局交换机与IP电话呼叫流程　128

7.13　小结　129

7.14　参考书目　130

第8章　QoS　133

8.1　QoS网络工具箱　133

8.2　边缘功能　135

8.2.1　带宽限制　135

8.2.2　cRTP　136

8.2.3　队列　138

8.2.4　包分类　142

8.3　流量管制　146

8.3.1　CAR　147

8.3.2　流量整形　148

8.3.3　边缘QoS总结　154

8.4　主干网络　154

8.4.1　高速传输　154

8.4.2　拥塞避免　155

8.4.3　主干QoS总结　156

8.5　QoS经验法则　156

8.6　思科实验室的QoS测试　157

8.7　小结　159

第9章　计费与仲裁服务　161

9.1　计费基础　161

9.1.1　AAA　162

9.1.2　RADIUS　162

9.1.3　厂商定义属性(VSA)　163

9.1.4　计费格式　163

9.2　案例学习：思科代理服务器和计费　165

9.3　VoIP网络的挑战　169

9.4　仲裁服务　170

9.5　小结　171

第10章　语音安全　173

10.1　安全需求　173

10.2　安全技术　173

10.2.1　共享密钥方式　173

10.2.2　公钥加密　174

10.3　语音设备保护　178

10.4　IP网络设施保护　178

10.4.1　分割　178

10.4.2　流量管制　179

10.4.3　802.1x设备认证　179

10.4.4　第2层工具　180

10.4.5　NIPS　182

10.4.6　第3层工具　182

10.5　安全计划和策略　183

10.5.1　信任传递　184

10.5.2　VoIP协议定义议题　184

10.5.3　复杂性问题　184

10.5.4　NAT/防火墙穿越　184

10.5.5　口令和访问控制　184

10.6　小结　185

第11章　H.323　187

11.1　H.323元素　190

11.1.1　终端　191

11.1.2　网关　192

11.1.3　网守　192

11.1.4　MCU和元素　193

11.1.5　H.323代理服务器　193

11.2　H.323协议组　194

11.2.1　RAS信令　195

11.2.2　呼叫控制信令(H.225)　197

11.2.3　媒体控制和传输(H.245和RTP/RTCP)　200

11.3　H.323呼叫流程　202

11.4　小结　205

第12章　SIP　209

12.1　SIP概览　209

12.1.1　SIP提供的功能　209

12.1.2　SIP网络元素　210

12.1.3　与其他IETF协议交互　210

12.1.4　SIP网络中的消息流程　212

12.2　SIP消息构造基础　212

12.2.1　SIP寻址　212

12.2.2　SIP消息　213

12.2.3　SIP事务和对话　218

12.2.4　SIP信令的传输层协议　219

12.3　基本SIP操作　219

12.3.1　代理服务器举例　219

12.3.2　重定向服务器举例　220

12.3.3　B2BUA服务器举例　221

12.4　SIP注册和路由选择过程　223

12.4.1　用户代理在网络中探索SIP服务器　223

12.4.2　SIP注册和用户移动　224

12.4.3　SIP消息路由　225

12.4.4　路由SIP对话中的后续请求　226

12.4.5　代理服务器上的信令分路　228

12.4.6　增强的代理路由选择　228

12.5　SIP扩展　229

12.5.1 SIP扩展协商机制：Require(需要)、Supported(支持)和Allow(允许)标题头　229

12.5.2 主叫和被叫偏好　229

12.5.3 SIP事件通知框架：Subscription(订阅)和 Notifications(通知)　230

12.5.4 SUBSCRIBE和NOTIFY 方法　231

12.5.5　使用订阅——通知框架监管注册状态　231

12.5.6　SIP REFER请求　232

12.5.7　列席和即时消息概览　233

12.6　小结　234

第13章　网关控制协议　237

13.1　MGCP概览　237

13.2　MGCP模型　238

13.2.1　端点　238

13.2.2　连接　238

13.2.3　呼叫(Calls)　238

13.3　MGCP命令和消息　238

13.3.1　CreateConnection(CRCX，建立连接)　239

13.3.2　ModifyConnection(MDCX，修改连接)　240

13.3.3　DeleteConnection(DLCX，删除连接)　240

13.3.4　NotificationRequest(RQNT，通知请求)　241

13.3.5　Notification(NTFY，通知)　242

13.3.6　AuditEndpoint(AUEP，审计端点)　243

13.3.7　AuditConnection(AUCX，审计连接)　243

13.3.8　RestartIn-Progress(RSIP，重新处理)　244

13.3.9　EndpointConfiguration(EPCF)(端点配置)　244

13.3.10　MGCP响应消息　244

13.4　MGCP呼叫流程　245

13.4.1　基本MGCP呼叫流程　245

13.4.2　中继网关到中继网关的呼叫流程　247

13.5　高级MGCP功能　248

13.5.1　事件和事件包　248

13.5.2　数字映射　249

13.5.3　嵌入通知请求　249

13.5.4　非IP承载网络　250

13.6　H.248/MEGACO　250

13.7　小结　250

第14章　PSTN与VoIP互联　253

14.1　思科分组电话　253

14.2　分组语音网络概览　254

14.2.1　网络元素　255

14.2.2　呼叫代理：PGW2200　256

14.2.3　媒体网关　256

14.2.4　服务控制点　257

14.2.5　缆线数据转发器　257

14.2.6　驻留网关　257

14.2.7　H.323/SIP端点/客户端　257

14.2.8　网络接口　258

14.2.9　信令终结　258

14.2.10　PGW2200间信令　259

14.2.11　连接控制：MGCP　259

14.2.12　服务控制　259

14.3　PGW2200体系结构与操作　260

14.3.1　PGW2200支持的协议　261

14.3.2　运行环境　261

14.3.3　北美编号计划　262

14.4　PGW2200实施　264

14.4.1　应用检查点　265

14.4.2　MGC节点管理器　265

14.4.3　记账　267

14.5　PSTN在IP上的信令　268

14.5.1　SCTP　269

14.5.2　IUA　269

14.6　PSTN-IP互联的变迁　270

14.7　会话边界控制器(SBC)　272

14.8　小结　274

第15章　服务供应商VoIP应用和服务　277

15.1　服务供应商的困难选择　277

15.2　服务供应商的应用和利益　278

15.3　服务供应商VoIP部署：Vonage　279

15.4　服务供应商案例分析：预付费电话卡　280

15.5　会话边界控制：增值　282

15.6　VoIP对接网络：服务供应商的最佳选择　283

15.7　服务供应商VoIP和消费者固网移动融合　283

15.8　小结　284

第16章　企业VoIP应用和服务　287

16.1　向VoIP体系结构迁移　287

16.2　企业语音应用及其优势　288

16.3　高级企业应用　289

16.3.1　基于Web的协作和会议　289

16.3.2　需要列席信息　290

16.3.3　Presence-Aware(列席相关)服务　291

16.4　Wi-Fi电话　292

16.5　使用多频编码的更好的语音质量　292

16.6　小结　292

理解PSTN服务和IP信令协议基础关注语音网络和数据网络概念、语音在数据中的传输帮助读者在网络中确保良好语音质量《VoIP技术构架(第2版·修订版)》解释了今天的一个基本的电话架构的建立和工作、有关语音和数据组网的主要概念、在数据网上传输语音和与电话系统互联的IP信令协议。通过阅读本书，读者可以理解企业与公共电话组网、IP组网和语音在IP网络传输的相关知识；学习数据语音网络集成的种种注意事项；验证基本VoIP信令协议(H.323、MGCP/H.248、SIP)和已有的主要语音信令协议(ISDN、C7/SS7)；探索VoIP怎样以更有效和更广泛的方式来实现现有电话系统上的应用；深入研究抖动、时延、分组丢失、编码、QoS工具和安全等VoIP主题。　　《VoIP技术构架(第2版·修订版)》可供任何需要理解怎样使用IP网络传输数据的读者参考，对于那些语音、数据专家将极有帮助。《VoIP技术构架(第2版·修订版)》也为网络管理员、软件工程师和其他对此项技术感兴趣的读者介绍了理解VoIP网络所需的相关知识。【作者简介】Jonathan Davidson，CCIE #2560，是集成网络系统工程部（Integrated Network Systems Engineering）的SP解决方案工程主管。与他人合著了本书第1版，并担任Deploying Cisco Voice over IP一书的编辑。他已经在Cisco工作了10年之久，先后服务于售前支持、市场和工程部等部门。James Peters是Cisco公司运营商核心网络和多服务业务部门（Carrier Core and Multiservice Business Unit）的产品营销主管。他参与编写了本书第1版，目前正在编写一本关于多服务组网的书。James在构建和部署基于Internet的语音和数据网络，以及产品开发方面有20多年的工作经验。Manoj Bhatia是Cisco公司IP通信业务部的业务开发经理，负责合作伙伴项目。他是最早在Cisco VoIP网关和基于IOS的路由器上使用软件开发SIP技术的人员之一。他参与了包括媒体网关、呼叫代理和基于SIP的驻留语音解决方案等许多VoIP产品的技术推广工作。在加盟Cisco前，Bhatia曾工作于北电网络公司和Summa Four公司（现已被Cisco收购），在SS7、呼叫控制和VoIP技术等通信协议领域有超过14年的经验。Satish Kalidindi是Cisco公司的软件工程师。他在开发和部署VoIP技术方面有超过6年的经验。他曾参与包括IOS网关和Cisco CallManager等多种产品的开发工作。最近他主要从事于CCM的安全功能的开发。他毕业于普渡大学，获得工程硕士学位。Sudipto Mukherjee是Cisco公司的软件工程师。他拥有许多通信设备的开发和部署经验，例如有线、无线和VoIP网络上的通信设备。他最近正在参与SIP网关开发工作。Sudipto拥有GS技术学院的电子电信工程学士学位和印度科学研究院的电子设计与技术硕士学位。