网闸间通信协议-科能调度指挥系统

IP网络电话技术的进一步发展方向主要体现在以下三个方面：支持大容量广域通信能力、提供丰富的基于网络的增值业务以及和未来网络演进的融合。

大容量广域系统要求像PSTN一样，能支持几百万至几千万用户，为此必须采用多区制网络结构，并有多个管理域同时存在。要使系统中任意两个用户都能互相通信，一个重要的问题就是要解决网闸间通信问题，特别是管理域间的网闸通信，以提供全局寻址能力。ITU-T正在制订H.225.0附件G，给出网闸间通信的标准协议。

提供增值业务的基本思路是引入电信网中的智能网架构，即设立集中的业务控制点，快速灵活地提供新的业务。其第一步就是实现PSTN/ISDN和Internet的互通，目前ITU-T和IETF正积极配合制订相应标准。

未来网络的演进方向是分组化和尤线化，IP和第三代移动通信是两个最为重要的技术发展方向，因此，IP电话系统必须能融入这一发展的网络架构，能支持固定接入和移动接入，并和现行系统互通。ITU-T和各地区性标准组织正在起步研究移动1P技术，包括H.323系统和第三代移动通信系统的结合。本章着重介绍上述三个方面的发展动向。

10.1网闸间通信协议

目前，ITU-TSG16已提出“H.225.0附件G--管理域间通信”的建议初稿，其目的是解决域间地址解析。虽然RAS协议可满足此类应用的许多要求，但是其功能不全，效率也不高。域内网闸间通信协议暂未定义，但可参照此附件。

10.1.1系统结构

从地址解析角度考虑，包含多个管理域的H.323系统结构如图10.1所示。它包含以下网络部件：

图I0.I 多域H.323系统结构

网闸间通信协议(图2)

图10.2边界单元物理位置示例

· 边界单元(BE-BorderEl-ement)：这是管理域和外界交互的控制功能部件，域外实体要和本域中网络实体进行呼叫通信和各种类型的多媒体通信，必须通过此部件寻址和过滤。域外实体所见的本管理域就是边界单元，它们看不到域内的实体结构。边界单元可以和其它H.323实体，如网闸、网关或MCU位于同一物理实体之中，图10.2示出几种可能的组合结构。不同域的边界单元之间通信就采用附件G定义的协议。一个管理域可包含多个边界单元。

· 后端服务器(back-endserver)：网络中提供用户认证、授权、计费、结算费率等服务的功能部件。

．信息交换中心(clearinghouse)：能为全网所有地址提供解析服务的功能部件，可能是某一个边界单元。图10.1中未示出该部件。

．网闸：即域内的常规网闸。

图10.1所示系统结构包含4类信令接口：

接口A：边界单元间接口。

接口B：边界单元和网闸间接口。

接口C：网闸间接口。

接口D:H.323实体和后端服务器间接口。

网闸间通信协议(图3)

图10.3分级组织结构示例

其中，接口A为本节讨论内容；接口C如果利用附件G协议待进一步研究；接口B暂不考虑，因为边界单元通常是和其它H.323实体位于一起的；接口D属后端服务范畴。

按照此结构，管理域间的组织关系有下述儿种型式。

1.分级结构

如图10.3所示。在此结构中，每个管理域的边界单元向其上级管理域的边界单元询问，完成地址解析。

2.分布式（全网状）结构

结构示例如图10.4所示。从拓扑结构上说为网状互连，从信息分配来说为全分布式结构。每个管理域的边界单元要和它所知的所有其它管理域的边界单元通信。

网闸间通信协议(图4)

图10.4 分布式组织结构示例

3.信息交换中心结构

结构示例如图10.5所示。每个管理域都向信息交换中心查询，完成地址解析。

网闸间通信协议(图5)

图10.5 信息交换中心结构示例

4.聚合点结构

结构示例如图10.6所示。所谓聚合点指的是不但能解析本域地址，还能为其它域提供地址解析的边界单元。在本例中，管理域B为聚合点，它能为自身域及域A和C解析地址。例如，管理域B可以将域A发出的解析请求前转至域C，对某些地址也可以指示域A直接向域C发送解析请求。在前转情况下，域B可以缓存域C发回的响应，供其后直接代理域C为域A进行地址解析。

网闸间通信协议(图6)

图10.6聚合点结构示例

5.重叠管理域结构

有时多个管理域都可以解析某给定地址。例如，多个管理域都包含能完成至GSTN某终端呼叫的网关。此时，究竟选择哪个域由始发管理域决定，其选择算法不作统一规定。

10.1.2 域问通信协议基本要求

域间通信协议应满足如下要求：

(1)使受任一网闸控制的始呼端点或该网闸本身能通过此协议获得终接网闸控制的目的地实体地址或该目的实体所属的网闸地址（取决于采用直接选路还是网闸选路控制），应尽量使用已有的技术。

(2)边界单元应能交换控制策略信息，使网闸能根据服务类别、能力约束或其它域间关系来选择目的地。

(3)边界单元能互相认证。可在交换管理区(Zone)信息之前首先认证对方边界单元。

(4)边界单元能互相进行授权管理，这样一个域内的端点可访问另－域中的服务。

(5)协议可透明传送端到端信息，如令牌标记(token)等，中间点对此不作解释。

(6)边界单元支待不可抵赖性呼叫记录。

(7)已有协议不需修改，只在需要处作适当扩充。

10.1.3边界单元的解析地址集

1.约定地址形式

为了保证管理域间的互操作性，必须规定地址形式，使得H.323消息中发送的地址形式能为接收系统理解。边界单元要求能支持两类别名地址：E-mail标识和呼叫方号码，边界单元之间通信时，LRQ和SEflfP消息中的被叫地址字段约定只能使用这两类别名地址。除非有专门约定，如定义了某专用本地号码，才允许在消息中使用这些特殊地址。

2.地址模板和地址描述语

地址模板(template)的定义包括一组别名地址标识、完成至这些地址的呼叫的价格信息以及到达该组地址所用的协议。样板中包含的地址可以是聚合地址，例如，某管理区能处理1303538*，表示所有以1303538开头的电话号码都由该网闸解析。

下面为地址模板的一些示例：

“对15551234567的呼叫，发送“接入请求”(AccessRequest)消息至边界单元A解析”

“对1555987*的呼叫，发送AccessRequest消息至边界单元B解析”

“对15559876543的呼叫，发送Setup消息至网关X"

“对＊＠e:xample.org的呼叫，发送AccessRequest消息至边界单元A解析”

“对1*的呼叫，发送Acc函Request消息至边界单元B解析”

“对专用号码31*，发送AccessRequest消息至边界单元C解析”

“地址44171112*，不存在“

若干个模板组合成一个描述语(descriptor)。一个网闸可解析地址对应一个描述语，一个管理域可解析地址对应若干个描述语。在协议中，每个描述语有一个全局唯一的描述语标识。

3.边界单元可解析地址信息地建立

边界单元可有三种方式获得可解析的地址模板。

(1)静态配置

边界单元可通过人工配置或者综合由域内各网闸获得的信息，保存其域内所有管理区的地址模板。可通过对请求的响应将此信息告之其它边界单元。

管理域可决定其边界单元提供信息的详细程度，例如：

· 若边界单元希望隐蔽域内结构，则可提供一个描述语，指向一个网闸、采用AccessRequest消息请求解析，由此网闸处理所有人呼叫。

· 若边界单元无意隐蔽域内结构，则可提供一组地址模板，每个模板对应一个网闸。

· 若边界单元位于防火墙上或采用网闸选路控制模型，可为管理区提供一个地址模板，采用Setup消息请求解析。

· 若边界单元在其域中有地址空洞（即，某些号码已移至其它管理域），可提供地址模板，标明发A送ccessRequest消息至另一边界单元进行解析。

边界单元可以只保留一部分数据，另外再静态配置一些“发送AccessRequest”模板指向信息中心，由后者对这些地址进行解析。

(2)接收描述语

边界单元还可通过发送附件G定义的＂描述语请求”(DescriptorRequest)消息，向其它边界单元请求描述语，从而将其它边界单元静态配置的模板缓存在高速缓存器中。如接收边界单元能够给出描述语，则回送＂描述语证实”(DescriptorConfinnation)消息。消息将给出生存时间，超时后边界单元应删除这些模板。

如果某边界单元在生存时间尚未到时改变其静态配置模板，则应向其所知的边界单元发送＂描述语更新”(DescriptorUpdate)消息，收到此消息的边界单元应删除、增加或修改所指示的模板，或者请求原边界单元重新发送新的描述语。

DscriptorUpdate消息也可以通过多播方式发送，此时应控制多播范围。消息中也可仅指明改变的描述语的标识，然后让接收者请求这些描述语。

地址模板中除指明应发送何种消息进行解析外，还指明该消息应发往哪些地方，此信息由“联系”(Contact)字段表明。中间边界单元（即位于起始和目的边界单元之间的单元，如聚合点或信息中心），可根据其收到的描述语将其自己加人“联系”字段中。

(3)接收指定地址的解析响应

边界单元还可发送“接人请求”(AccessRequest)消息，向另一边界单元请求解析某一指定地址。收到此消息的边界单元搜索其数据库，找到和此地址最匹配的模板。如果有多个模板与之匹配，则将这些模板都予返回。

目的边界网关在响应中还可加入它认为以后可能会有用的模板。例如，一个短生存时间模板，可直接发送Setup消息；另一个较长生存时间模板，需发送AccessRequest消息解析。

收到此响应后，边界网关将其中包含的模板存入高速缓存。

10.1.4协议消息

边界单元之间通信的主要协议消息可分为4类。

1.服务请求类

包括“服务请求”(ServiceRequest)消息、“服务证实”(ServiceCon-finnation)消息、“服务拒绝”(ServiceReject)消息和“服务释放”(ServiceRelease)消息。其作用是在初始化时建立边界单元之间的联系，定义双方使用的辈全机制，并约定所使用的后备边界单元。

需要注意的是，此类消息建立的是单向关系，即所协商确定的安全机制仅适用于由服务请求消息发送方其后发出的请求和由服务证实消息发送方其后发出的响应。在关系已建立、边界单元间正常工作的情况下，也能发送服务请求消息，它表示终结原先建立的关系条件，代之以新的关系。另外，虽然边界单元可要求事先建立这样的关系，以确保安全，但协议规定建立服务关系仍为任选过程。

服务请求消息的主要参数就是＂算法ID”，指示该边界单元支持的安全机制。服务证实消息返回三个参数：＂边界单元ID"，即证实边界单元名；“算法ID”，指示证实边界单元选定的安全机制，它必须是请求消息规定的算法ID的子集；＂替换边界单元”，给出当该边界单元不能给出响应时，应与之联系的后备边界单元。可有多个后备单元，此时需给出它们的优先级别，最高级别为0。若干单元也可具有相同的优先级别。

如果某边界单元拒绝建立关系，则应回送服务拒绝消息，其中注明理由。已定义的理由包括：该单元目前不能用于服务；服务转向其它边界单元（此时应列出替换单元名单）；不能支持请求单元提出的安全机制；其它原因。如果已建有关系的边界单元返回此消息，表明它拒绝新的关系条件，仍然保留原有条件。

服务释放消息用于终止已有的关系。

2.描述语标识请求类

包括＂描述语标识请求”(DescriptorIDRequest)消息、＂描述语标识证实”(DescriptorIDConfinnation)消息和＂描述语标识拒绝”(DescriptorIDReject)消息。其作用是询问边界单元所在管理域所包含的所有描述语，也就是该边界单元能提供解析服务的地址范围，包括向谁请求解析及用什么消息请求解析。

请求消息十分简单，仅给出回复地址。证实消息给出一列描述语，包括各描述语最后一次修改的时间。拒绝消息则需给出理由，包括：边界单元无描述语可报告；请求消息不符合接收边界单元的安令性要求；跳计数器超限；其它原因。其中跳计数器是用于控制消息前转次数的，每前转一次计数器减1，若为零时仍无信息可提供，则作拒绝处理。

3.描述语请求类

包括＂描述语请求”(DescriptorRequest)消息、＂描述语证实”(DescriptorConfinnation)消息、＂描述语拒绝”(DescriptorReject)消息和＂描述语更新”(DescriptorUpdate)消息。其作用是向边界单元询问关于某一描述语的解析信息，包括该描述语涵盖的地址以及应由哪一个网闸进行解析。

请求消息主要参数为：描述语1D，可给出一个或多个请求提供其信息的描述语的标识。证实消息则回送该描述语。拒绝消息应给出理由，包括：分组长度超限，此时请求方应采用其它传送机制，如由UDP改为TCP；不合法的描述语ID，即接收边界单元没有该描述语的记录；请求消息不符合接收方的安全性要求；跳计数器超限；其它原因。更新消息则是边界单元在更改其描述语信息时主动向其它边界单元发出的通知消息，收到更新消息的边界单元根据情况可再向更新单元发出请求消息，索取更新后的描述语信息。

上述描述语请求过程一般是在描述语标识请求过程之后。边界单元首先通过标识请求获知其它边界单元掌握的描述语标识，然后通过描述语请求逐个索要这些描述语，据此建立其数据库。最后，在处理具体呼叫时，根据此数据库，向相关边界单元发出关于某个确定地址的解析请求。

4..接入请求类

包括“接入请求”(AccessRequest)消息、“接入证实”(AccessConfirrnation)消息和“接入拒绝”(AccessReject)消息。其作用是请求另一边界单元解析某一指定的别名地址。请求消息给出要求解析的地址；证实消息返回和该地址匹配的所有地址模板，如有多个应列出优先级；拒绝消息则应给出理由。

其它协议消息还有“请求在处理中”，指示响应不能及时返回，并告之需多少时间后才能给出响应。另外还有“未知消息响应”和非标准消息等。

网闸间通信协议(图7)

图10.7地址模板的字段结构

协议消息中最为重要的信息单元就是地址模板，其字段结构如图10.7所示，“地址模式”就是一组别名地，址可为E.164地址或E-mail地址。“模式确定性”为布尔变量。若为真，表示给出的是一个完整的地址；若为假，表示是尚可扩展的部分地址。对于E.164地址来说，就是号码前部，可在其后加数字扩展，如025表示南京地区所有号码。对于E-mail地址来说，可能是域名等，可在其前部加字符扩展。”选路信息”是关键解析信息。其中，“消息类型”指明解析该地址应发送何种消息，可为：AccessRequest、Setup和不存在（即该地址不存在）。“联系单元”(contact）指明应向什么网络单元发送上述消息，可有多个单元，应逐一给出其传送地址、优先级等信息。＂类型”指示呼叫端点类型，对于网闸选路控制情况，指示的是该网闸服务的端点类型，而不是网闸本身。在发送Setup消息时，必须给出“类型”字段。价格信息可给出如何计费，可规定按时长、分组数、字节数或次数计费，并可规定最小和最大计费额。此信息可在具有多个解析网络单元时，供请求方选择联系单元。

描述语由多个地址模板组成。它由三个子单元组成：描述语信息（标识和最近更改时间）、网闸1D（该描述语的属主网闸）和一组地址模板。

10.1.5地址解析过程和信令示例

1.地址解析过程

(1)管理域内解析过程

如果边界单元收到域内对某别名地址解析的请求，则在其高速缓存中搜索匹配地址模板。

若有多个模板匹配，应根据本地策略分类和选取。例如，首先按通配符长度分类，所指地址范围越小越好；然后按要求发送的消息分类，发送Setup优于发送AccessRequest。如最后仍有多个模板满足筛选要求，则边界单元应返回所有模板。

如果选定的模板没有标记为“发送Setup"的模板，则边界单元按模板指示的联系地址发送AccessRequest消息，当其收到回复消息时，将其存入高速缓存，然后将此解析后的地址回送请求始发端，并告之向该地址发送Setup消息。

(2)管理域间解析过程

当边界单元收到AccessRequest消息时，其匹配处理过程同域内解析。如匹配模板标记为“发送AccessRequest"，边界单元可以将消息前转到模板中指定的边界单元，也可以将此模板回送给请求方。若跳计数器值已为零，则不能再前传，只能回送匹配模板；若跳计数器为零，仍未找到能最终提供解析的地址，则需回送AccessReject消息。下面举例说明域间地址解析的信令过程。

网闸间通信协议(图8)

图10.8 信令示例结构之一：分布式结构

2.解析过程信令示例：分布式结构

设系统含3个管理域，为全网状连接分布式结构，如图10.8所示。每个管理域含一个边界单元，各自负责解析的地址配置如表10.1所示。

表10.1分布式示例结构解析地址配置表

网闸间通信协议(图9)

(1)管理区信息交换过程

为了处理域间呼叫，首先需交换各自管辖区的地址范围及解析方法，即描述语。图10.9示出管理域A询问管理域B和C的情况。首先，询问其有多少描述语，然后再逐个询问获取各个描述语的详细信息。

BE_B询问BE_A和BE_C、BE_C询问BE_A和BE_B的过程与此相同。

(2)呼叫解析过程1

设管理域A中的终端Tl呼叫19085551515(T2)，其解析过程如图I0.10所示。

网闸间通信协议(图10)

图10.9 管理区信息交换过程：分布式结构

网闸间通信协议(图11)

图10.10呼叫解析过程1：分布式结构

GK_A1收到T1发来的ARQ消息后，发现无法解析此地址，就向B队发出LRQ消息。BEA搜索其高速缓存，确定管理域B的描述语dl与其匹配，于是按dl的规定向BE_B发送AccessRequest消息，BE_B返回T2的呼叫信令地址，然后经BE_A、GK_AI回传给Tl。最后，Tl根据此地址直接向T2发送H.225.0Setup消息，启动呼叫建立过程。

(3)呼叫解析过程2

设Tl呼叫19089532000，其解析过程如图10.11所示。BE_A收到LRQ消息后，确定管理域B的描述语d₂与之匹配，根据d₂的规定，BE_A直接返回终接网关GW_B1的呼叫信令地址，使Tl可直接向网关发送Setup消息，启动呼叫建立过程。

网闸间通信协议(图12)

图I0.II呼叫解析过程2：分布结构

(4)呼叫解析过程3

设Tl呼叫13035382899(1'3)，其解析过程如图10.12所示。BE_A收到LRQ消息后，确定管理域C的描述语dl与之匹配，按dl的规定，BE_A直接返回GK_CI的呼叫信令地址，Tl据此向GK_C1发出Setup消息。和过程(3)不同的是，Tl→T3呼叫建立采用网闸选路控制。

网闸间通信协议(图13)

图10.12呼叫解析过程3：分布结构

表10.2信息交换中心示例结构地址解析信息配置

网闸间通信协议(图14)