VoIP协议分析

你知道IP电话的工作原理，知道语音是怎样通过IP（VoIP）网络的：声音信号被转换成数字信号，然后被分割成一个个的小数据包，通过Internet 或者TCP/IP网络进行传输。但是你可能对那些听到的VoIP连接协议倍感迷糊。它们之间有什么区别？它们之间如何相互影响？为什么它们种类这么多？我 们今天就来看看VoIP通讯中常见的一些公用协议。

呼叫信号协议
最频繁被引用的VoIP协议非“呼叫信号协议”莫属。VoIP网络使用这些协议定位通讯另一端的设备，然后在发送方和接收方之间协商交流。

最常用到的呼叫信号协议有两种：

# SIP协议（会话初始化协议，Session Initiation Protocol，简称SIP），由Internet工程任务组定义（IETF，Internet Engineering Task Force）
# H.323，由国际电信联盟定义（ITU，International Telecommunications Union）

这两个协议基本上做的是同样的事情，绝大多数设备都会使用两者中的一种。不过，他们实现VoIP连接的工作模式却完全不同；SIP是基于ASCII 码，而H.323却是基于二进制代码的。虽然H.323一开始更为流行，而且许多人因为它具有协同普通公众电话网（PSTN）工作以及传输视频的能力而感 觉它很高级，SIP却因为许多VoIP制造商的支持而日益流行起来。许多用户也发现SIP更容易配置。

SIP
SIP是一种应用程序层面的协议，提供了一种类似呼叫及呼叫号码的识别方式，呼叫者和接收者的授权，以及对于呼叫的转移。在识别呼叫者和接收方时，SIP 的地址非常类似于PSTN（公众电话网）的电话号码，只不过SIP的地址看起来更像是email地址；具体格式 是：sip:[e-mail]。用户注册他们的地址到SIP服务器（被叫做“注册者”）上，然后呼叫者向服务器发送一次SIP请求。用 户可以通过TCP或UDP协议发送SIP信息。

你也可以在网页或者HTML文档中加入SIP地址，以便他人点击后和你语音联络。

H.323
H.323是一系列不同种类、完成不同任务的协议组合而成。这套协议中的一些成员有：
# H.225.0，用于建立连接
# H.332，用于大型会议
# H.235，用于提供安全和认证
# H.245，用于协商频道使用
# RAS，用于处理注册，管理和状态信息

想查看H.323协议的全部列表，并了解每个协议的作用，可以参看：

网关协议
一个网关，在它的普通意义上，是一个在两种网络间提供接口的设备。一个VoIP网关则将一个基于IP的网络连到普通公众电话网上，或者连到一个正常模拟电话上。VoIP网关有两个部分：
# 媒体网关控制器（MGC，media gateway controller）；也被称作软交换机。
# 媒体网关（MG，media gateway）

另一套协议，叫做设备控制协议，将VoIP网关中的电话控制逻辑和媒体处理逻辑分开。这些协议包括有：
# 媒体网关控制协议（MGCP，Media Gateway Control Protocol）
# H.248（也被称作媒体网关控制器，或者Megaco，Media Gateway Controller）

请求注释协议（RFC）3435定义了MGCP。它使用一个呼叫代理指挥和控制MG以及信号网关。多重呼叫代理建立了容错机制。MGC使用MGCP来查找VoIP终端的位置和性能。

IETF和ITU对同一标准使用不同的名字，前者用Megaco，后者使用H.248。两个组织通过联合工作发展了协议。MGCP是副产品，是设计被用于 提供VoIP网关的远程控制，以及其他会话-意识的设备。MGCP和Megaco很相似，但是Megaco支持的网络类型更多，包括ATM网络。

VoIP网络一般使用Megaco和MGCP这样的中央架构；MGC/呼叫代理是中央设备，和媒体网关通讯。而网络则依赖于使用SIP和H.323的分布式结构.

实时传输协议（RTP）以及相关协议
一旦MG从公共电话网回路中取得声音信号，RTP就负载着它穿过TCP/IP网络。RTP是一个用于通过IP网络传输声音和视频的标准。RFC 3550定义了它，它和SIP以及H.323一起协同工作。一个VoIP通话使用两个RTP流，一个方向一个。

RTP一般使用高位端口号（16384-32767），但是对于RTP通讯来说却没有固定的标准端口。RTP自己也不提供质量控制服务 （QoS，Quality of Service）。RTP和RTP控制协议（RTCP，RTP control protocol）一起工作，后者提供了对于RTP通讯的控制信息。RTP自行掌握对数据的传输。RTP能够收集相关信息（发送包数，丢包数，等等）以报 告QoS结果。

安全实时传输协议（SRTP，Secure Real Time Transport Protocol）保证了RTP数据的安全，认证，以及完整性。SRTCP（安全RTCP，Secure RTCP）则为RTPC提供了同样的安全服务。SRTP和SRTCP使用高级加密标准（以前被称作Rijndael），该标准已被美国政府采用以取代数据 加密标准（DEC，Data Encryption Standard）。

专有协议
并不是所有的VoIP部署都使用标准协议。Skype和其他VoIP设备使用专有协议。Skype的协议使用点对点的操作模式，而不是绝大多数VoIP客 户使用的C/S（客户端/服务器）模式。因为它的编码是不公开源代码的，所以想了解它的协议以及具体工作方式就非常困难。

你可能也听说过SCCP（信令连接控制协议，Skinny Client Control Protocol），这是一个Cisco用于在呼叫管理（一个H.323代理）和他们的VoIP电话之间通讯的专有协议。H.323代理使用SCCP和Skinny客户端进行通讯。

总结
当试图弄清楚VoIP的通讯协议时，很容易会被弄得头昏脑胀，但是要想弄明白VoIP是如何工作的——以及何种部署能工作的最好，了解协议还只是第一步。