張穎通信網(wǎng)基礎(chǔ)實驗一voip呼叫及sip消息分析酈烜杰

1、南京郵電大學(xué)實 驗 報 告實驗名稱voip呼叫過程及sip消息分析課程名稱 通信網(wǎng)基礎(chǔ)班級學(xué)號b11010224姓 名 酈烜杰開課時間 2013/2014學(xué)年， 第 2 學(xué)期 voip呼叫過程及sip消息分析一、 實驗原理1.voip網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成sip serversip serversip server2用于網(wǎng)絡(luò)電話呼叫的協(xié)議結(jié)構(gòu)sipvoice meadiag.711/g.723.1rtp/rtcpudpipethernet二、 實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)voip原理，了解pc-pc方式voip網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成、呼叫模式以及信令的過程。2、學(xué)習(xí)使用ethereal這種協(xié)議分析軟件，用它來考察實際系統(tǒng)中傳送的分

2、組。三 實驗準備1. 硬件部分：校園網(wǎng)、pc（帶耳麥）2. 軟件部分： sip ua : 可從網(wǎng)上任選一款下載并安裝，也可以選擇老師提供的ua軟件 winpcap 3.1(它是win32 平臺上網(wǎng)絡(luò)分析和捕獲數(shù)據(jù)包的鏈接庫，其功能相當于linux/bsd/unix 平臺下的libpcap 庫文件) ethereal:0.10.14四 實驗步驟和要求1. 下載并安裝sip ua，并做相應(yīng)設(shè)置（域名、ip、端口等等），并記錄進實驗報告；也可以選擇windows messenger或skype，進行用戶注冊，并記錄過程；2. 通話，呼叫另一個用戶的通話，記錄通話過程中語音質(zhì)量，包括延時和回聲；3.

3、安裝winpcap 3.1；4. 安裝并啟動ethereal，開始抓包（設(shè)置）;如下圖所示，點擊對應(yīng)具有ip地址的一欄的capture圖標此時抓包過程開始，點擊stop將停止抓包，具體如圖：5. 重新呼叫另一個用戶，開始通話5.1 做被叫的呼叫過程作為被叫時，當對方呼叫本機時，點擊如下圖標進行接通/斷開：5.2 本機做主叫的呼叫過程：1. 同樣進入如下界面開始抓包：2. 輸入對方的ip地址(192.168.199.209)，開始呼叫 值得注意的是，當選擇線路1時提示線路正忙，所以最終選擇了空閑的線路2進行通話，如圖所示：6.獲取并分析sip信令流和語音媒體流,記錄在報告中，具體要求： 6.1分

4、析并記錄呼叫建立、呼叫忙、呼叫結(jié)束的信令過程。 6.1.1.本機做被叫的信令流程(由192.168.199.209呼叫192.168.199.151) 1.完整的信令流程十分復(fù)雜，如下圖所示：2. 篩選出基于sip協(xié)議完成的信令流程如下圖所示，發(fā)現(xiàn)主要信令流程有以下五個部分： ip地址為192.168.199.209的主機向192.168.199.151發(fā)起呼叫請求(invite)， 對方振鈴(ringing)；被叫接聽后回送status(200ok)命令；主叫送ack消息，通話開始；被叫掛斷，回送bye消息；主叫收到bye消息后，送200ok消息，通話結(jié)束。3. 相對應(yīng)的流程圖如下所示：4.

5、 以本機作為被叫呼叫過程中的bye消息為例，可以看出此次呼叫的source port 為55708，dst port 為12417，length為365，call-id如圖所示：6.1.2 本機做主叫的信令流程(由192.168.199.151呼叫192.168.199.209)1. 完整的信令流程如圖所示：2.篩選出基于sip協(xié)議的信令流程。一開始因為ip地址輸入有誤，正確的地址應(yīng)為192.168.199.209，而輸入了192.161.199.209，故呼叫失敗，從圖中也可以看出一開始都是請求信令消息request，說明對方無應(yīng)答。當ip地址輸入正確時，其信令流程為： ip地址為192.1

6、68.199.151的主機向192.168.199.209發(fā)起呼叫請求(invite)， 對方振鈴(ringing)；被叫接聽后回送status(200ok)命令；主叫送ack消息，通話開始；被叫掛斷，回送bye消息；主叫收到bye消息后，送200ok消息，通話結(jié)束。3. 對應(yīng)的信令流程圖如下所示：4. 以主叫呼叫過程中的ack消息為例，可以看出此次呼叫的source port 為57886，dst port 為12417，length為365，call-id如圖所示：6.2分析媒體流（語音包） 6.2.1本機做被叫捕獲的rtp包 從圖中可以看出，該數(shù)據(jù)包是從192.168.199.209發(fā)送

7、給192.168.199.151的，src port為11804，dst port為16894，length為92，g723的最高速率為6.3kb/s.6.2.2本機做主叫捕獲的rtp包 從圖中可以看出，該數(shù)據(jù)包是從192.168.199.151發(fā)送給192.168.199.209的，src port為47450，dst port為9588，length為92，time=1195342349，g723的最高速率為6.3kb/s.五.其它在本次實驗中，我學(xué)習(xí)了sip phone，ethereal和wincap軟件的使用，其中ethereal一定要搭配wincap使用才行，不然運行抓包時會報錯。在

8、實驗過程中，我對整個通話的呼叫過程有了更加深刻的了解，知道了一個簡單的通話是需要很多協(xié)議共同完成的，不僅僅是我們所學(xué)習(xí)熟悉的sip、udp等協(xié)議。除此之外，每一條信令消息也包含許多內(nèi)容，最重要的就是源和目標ip地址，src port和dst port，以及l(fā)ength等參數(shù)。最后感謝老師和同學(xué)在實驗過程中的幫助！六、思考題1、說明本次實驗中網(wǎng)絡(luò)電話呼叫的協(xié)議結(jié)構(gòu)。答： 協(xié)議結(jié)構(gòu)圖：sipvoice mediag.711/g.723.1rtp/rtcpudpipethernet 其中第一層屬osi物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，第二層屬于網(wǎng)絡(luò)層（ip網(wǎng)際層）協(xié)議，第三層屬于傳輸層（ip電話（voip）采

9、用udp作為傳輸層協(xié)議）協(xié)議，第四層屬于應(yīng)用層協(xié)議（用g.711/g.723.1標準進行語音的壓縮編碼，用rtp/rtcp協(xié)議進行實時傳送和控制，用sip協(xié)議）。sip（會話起始協(xié)議）用于單個用戶加入點到點或單播會話的協(xié)議。g.711在48、56和64kbps通路上3.1kbps帶寬的音頻編碼。mos為4.4。g.723g.723.1在5.6和6.3kbps通路上3.1kbps帶寬的音頻編碼。mos分別為3.6，3.4。rtp（實時傳送協(xié)議）ietf rfc1889，應(yīng)用層的實時端到端傳輸協(xié)議。rtcp（rtcp控制協(xié)議）ietf rfc 22052209，允許對無連接的數(shù)據(jù)流進行網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)留

10、的信令協(xié)議。2、 sip協(xié)議有哪三種呼叫模型？在你實驗的過程中，采用哪種呼叫方式？ 答：sip支持三種呼叫方式：由uac向uas直接呼叫;由uac進行重定向呼叫（在重定向服務(wù)器輔助下呼叫）;由代理服務(wù)器代表uac向被叫發(fā)起呼叫（通過代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)呼叫）。 sip通信采用客戶機和服務(wù)器的方式進行?？蛻魴C和服務(wù)器是建有信令關(guān)系的兩個邏輯實體（應(yīng)用程序）。前者向后者構(gòu)建、發(fā)送sip請求,后者處理請求, 提供服務(wù)并回送應(yīng)答。sip ip 電話系統(tǒng)的呼叫路由過程是先由用戶代理發(fā)起和接收呼叫，再由代理服務(wù)器對呼叫請求和響應(yīng)消息進行轉(zhuǎn)發(fā)，然后注冊服務(wù)器接受注冊請求并更新定位服務(wù)器中用戶的地址映射信息。3、

11、說明rtp報文頭部開銷的含義和作用。答：v 版本。識別 rtp 版本。p 間隙（padding）。設(shè)置時，數(shù)據(jù)包包含一個或多個附加間隙位組，其中這部分不屬于有效載荷。 x 擴展位。設(shè)置時，在固定頭后面，根據(jù)指定格式設(shè)置一個擴展頭。 csrc count 包含 csrc 標識符（在固定頭后）的編號。m 標記。標記由 profile 文件定義。允許重要事件如幀邊界在數(shù)據(jù)包流中進行標記。payload type 凈荷類型。識別 rtp 有效載荷的格式，并通過應(yīng)用程序決定其解釋。profile 文件規(guī)定了從 payload 編碼到 payload 格式的缺省靜態(tài)映射。另外的 payload type

12、編碼可能通過非 rtp 方法實現(xiàn)動態(tài)定義。 sequence number 序列號。每發(fā)送一個 rtp 數(shù)據(jù)包，序列號增加1。接收方可以依次檢測數(shù)據(jù)包的丟失并恢復(fù)數(shù)據(jù)包序列。 timestamp 時間戳。反映 rtp 數(shù)據(jù)包中的第一個八位組的采樣時間。采樣時間必須通過時鐘及時提供線性無變化增量獲取，以支持同步和抖動計算。 ssrc 同步源標識。該標識符隨機選擇，旨在確保在同一個 rtp 會話中不存在兩個同步源具有相同的 ssrc 標識符。 csrc 貢獻源標識符。識別該數(shù)據(jù)包中的有效載荷的貢獻源。payload 凈荷（也即有效載荷），為rtp報文中真正的需要傳送給對端的信息部分，而其余的均為rtp報文頭部開銷。4、 在ip網(wǎng)絡(luò)上的傳輸話音，如何保證端到端的延時？答：端到端的延時包括編、解碼造成的延時，打包與解包的延時及網(wǎng)絡(luò)傳送延時。時延抖動因網(wǎng)絡(luò)引起。時延是處理和傳輸導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能按時到達的延遲，是影響流媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€主要因素。話音信號在端到端傳輸過程中受到的時延遲滯通常包括：編解碼器引入的時延、打包與解包的時延、去抖動時延、承載網(wǎng)上的傳輸節(jié)點中排隊、服務(wù)處理時延。（網(wǎng)絡(luò)傳送延時）。這些時延累計的總和將影響話質(zhì)，導(dǎo)致回聲干擾和交互性的劣化。可以通過設(shè)定ip優(yōu)先級、路由選擇、red（隨機早期檢查）等技術(shù)來縮短ip網(wǎng)絡(luò)的時延。其技術(shù)說明如下： ip優(yōu)先級是