专利名称：一种VoIP系统中的SIP客户端与手机通信方法
技术领域：
本发明属于计算机网络应用领域，具体涉及一种VoIP系统中的SIP客户端与手机通信方法。
背景技术：
会话初始化协议(Session Initiation Protocol，简称SIP)被广泛应用于网络电话(Voice over Internet Protocol，简称VoIP)系统中。然而，现有绝大多数VoIP系统仅支持SIP客户端之间的通信，为数不多的支持SIP客户端与手机通信的VoIP系统也大多存在可扩展性差、节点负载过重等情况，不能满足大规模用户并发呼叫的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种VoIP系统中的SIP客户端与手机通信方法，该方法能实现标准SIP客户端和普通手机之间的通信，同时能支持大规模用户并发呼叫，具有稳定性好、可扩展性强以及负载均衡等特点。本发明提供的一种VoIP系统中的SIP客户端与手机通信方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)语音网关服务器定期向网关管理服务器汇报自身的负载状况；(2)所述网关管理服务器根据负载状况，以优先级队列的方式存储各所述语音网关服务器的相关地址信息；(3)SIP客户端向SIP服务器发送注册消息，所述SIP服务器返回2000K消息，表明注册成功；(4)所述SIP服务器通过IP地址邻近原则查找距离自己最近的所述网关管理服务器；(5)所述SIP服务器请求所述网关管理服务器为所述SIP客户端分配一个负载较轻的语音网关服务器；(6)所述网关管理服务器从自身优先级队列中取出一个负载较轻的所述语音网关服务器返回给所述SIP服务器；(7)所述SIP服务器为所述SIP客户端维护所述语音网关服务器的相关地址信息；(8)所述SIP客户端通过向所述SIP服务器发送邀请消息的方式来呼叫手机，所述手机接受邀请，所述SIP客户端和所述手机之间建立会话成功；(9)所述SIP客户端和所述手机进行通信；(10)判断是否结束通信，如果结束，则进入步骤(11)，否则进入步骤(9)继续进行通信；(11)所述SIP客户端通过向所述SIP服务器发送再见消息的方式来结束与手机之间的通信，所述SIP客户端和所述手机之间会话结束。
与现有技术相比，本发明具有以下优点(1)稳定性本发明基于分布式技术实现，能有效解决传统集中式系统中存在的单点故障问题，从而保证了整个VoIP系统的稳定性。(2)可扩展性本发明可以在不改变原有语音网关服务器的情况下，简单地通过新增语音网关服务器的方式来实现整个系统服务性能的提升，具有很好的可扩展性。(3)负载均衡在本发明中，所有的语音网关服务器都是通过网关管理服务器来管理的，网关管理服务器根据各语音网关服务器的负载状况(CPU、内存以及网络带宽等) 来为它们分配用户，对那些负载较轻的语音网关服务器，分配的用户较多，而对那些负载较重的语音网关服务器，分配的用户也相应较少，这样就不至于出现部分语音网关服务器负载超荷，而另一部分语音网关服务器“无人问津”的状况，从而保证了负载均衡。
图1为SIP客户端与手机通信整体流程图；图2为SIP信令到PSTN信令的转换流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明SIP客户端与手机通信方法主要包括以下步骤(1)语音网关服务器定期向网关管理服务器汇报自身的负载状况；所述语音网关服务器指具体提供公共电话交换网(Public SwitchedTelephone Network，简称PSTN)接入服务的服务器，主要用于进行信令协议和媒体流数据之间的格式转换。所述网关管理服务器指语音网关服务器的管理服务器，主要负责维护自身所管理的各语音网关服务器的负载信息。所述负载状况包含所述语音网关服务器的CPU、内存以及网络带宽等负载信息。(2)所述网关管理服务器根据负载状况，以优先级队列的方式存储各所述语音网关服务器的相关地址信息；所述网关管理服务器接收所述语音网关服务器发送给自身的数据包后，对这些数据包进行解析，得到所述语音网关服务器的负载信息，并最终根据这些负载信息以优先级队列的方式来存储所述语音网关服务器相关地址信息。(3) SIP客户端向SIP服务器发送注册(REGISTER)消息，所述SIP服务器返回 2000K消息，表明注册成功；(4)所述SIP服务器通过IP地址邻近原则查找距离自己最近的所述网关管理服务器；所述SIP服务器会首先从自身的配置文件中读取所述网关管理服务器的地址信息，并最终根据IP地址临近的原则来选择一个距离自身最近的所述网关管理服务器。(5)所述SIP服务器请求所述网关管理服务器为所述SIP客户端分配一个负载较轻的语音网关服务器；(6)所述网关管理服务器从自身优先级队列中取出一个负载较轻的所述语音网关服务器返回给所述SIP服务器；(7)所述SIP服务器为所述SIP客户端维护所述语音网关服务器的相关地址信息；(8)所述SIP客户端通过向所述SIP服务器发送邀请(INVITE)消息的方式来呼叫手机，所述手机接受邀请，所述SIP客户端和所述手机之间建立会话成功；(9)所述SIP客户端和所述手机进行通信；(10)判断是否结束通信，如果结束，则进入步骤(11)，否则进入步骤(9)继续进行通信；(11)所述SIP客户端通过向所述SIP服务器发送再见(BYE)消息的方式来结束与手机之间的通信，所述SIP客户端和所述手机之间会话结束；如图2上半部分所示，本发明VoIP系统中的SIP客户端与手机通信方法中步骤 ⑶包括(8-1)所述SIP客户端发送INVITE消息给所述SIP服务器；(8-2)所述SIP服务器将此INVITE消息转发给所述语音网关服务器；(8-3)所述语音网关服务器对收到的INVITE消息进行解析，并将其封装成起始地址(IAM)消息发送给所述手机；(8-4)所述手机在收到此IAM消息后，会首先向所述语音网关服务器响应一个地址收全(ACM)消息；(8-5)所述语音网关服务器对收到的ACM消息进行解析，并将其封装成180响铃消息转发给所述SIP服务器；(8-6)所述SIP服务器将此180响铃消息返回给所述SIP客户端，表明所述手机正在振铃；(8-7)所述手机在接受会话请求后，会再次向所述语音网关服务器响应一个应答 (ANN)消息；(8-8)所述语音网关服务器对收到的ANN消息进行解析，并将其封装成2000K消息转发给所述SIP服务器；(8-9)所述SIP服务器将此2000K消息返回给所述SIP客户端，表明所述手机接受了此次会话请求；(8-10)所述SIP客户端接收到此2000K消息后，会给所述SIP服务器发送一个确认(ACK)消息；(8-11)所述SIP服务器将此ACK消息转发给所述语音网关服务器，如此所述SIP 客户端和所述手机之间便建立了一个会话；如图2下半部分所示，本发明VoIP系统中的SIP客户端与手机通信方法中步骤 (11)包括(11-1)所述SIP客户端发送再见(BYE)消息到所述SIP服务器；(11-2)所述SIP服务器将此BYE消息转发给所述语音网关服务器；(11-3)所述语音网关服务器对收到BYE消息进行解析，并将其封装成线路释放 (REL)消息发送给所述手机；(11-4)所述手机在收到此REL消息后，会响应所述语音网关服务器一个线路释放完成(RLC)消息；(11-5)所述语音网关服务器对收到的RLC消息进行解析，并将其封装成2000K消息转发给所述SIP服务器；(11-6)所述SIP服务器将此2000K消息返回给所述SIP客户端，表明本次会话结束。实例利用本发明所阐述的VoIP系统中SIP客户端和手机通信方法，实验室提供了 10 台服务器节点，1台普通个人计算机(PC，Personal Computer)及1部智能手机，相关硬件配置如下
权利要求
1. 一种VoIP系统中的SIP客户端与手机通信方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)语音网关服务器定期向网关管理服务器汇报自身的负载状况；(2)所述网关管理服务器根据负载状况，以优先级队列的方式存储各所述语音网关服务器的相关地址信息；(3)SIP客户端向SIP服务器发送注册消息，所述SIP服务器返回2000K消息，表明注册成功；(4)所述SIP服务器通过IP地址邻近原则查找距离自己最近的所述网关管理服务器；(5)所述SIP服务器请求所述网关管理服务器为所述SIP客户端分配一个负载较轻的语音网关服务器；(6)所述网关管理服务器从自身优先级队列中取出一个负载较轻的所述语音网关服务器返回给所述SIP服务器；(7)所述SIP服务器为所述SIP客户端维护所述语音网关服务器的相关地址信息；(8)所述SIP客户端通过向所述SIP服务器发送邀请消息的方式来呼叫手机，所述手机接受邀请，所述SIP客户端和所述手机之间建立会话成功；(9)所述SIP客户端和所述手机进行通信；(10)判断是否结束通信，如果结束，则进入步骤(11)，否则进入步骤(9)继续进行通(11)所述SIP客户端通过向所述SIP服务器发送再见消息的方式来结束与手机之间的通信，所述SIP客户端和所述手机之间会话结束。
2.根据权利要求1所述的VoIP系统中的SIP客户端与手机通信方法，其特征在于，步骤⑶包括(8-1)所述SIP客户端发送邀请消息给所述SIP服务器； (8-2)所述SIP服务器将此邀请消息转发给所述语音网关服务器； (8-3)所述语音网关服务器对收到的邀请消息进行解析，并将其封装成起始地址消息发送给所述手机；(8-4)所述手机在收到此地址消息后，会首先向所述语音网关服务器响应一个地址收全消息；(8-5)所述语音网关服务器对收到的地址收全消息进行解析，并将其封装成180响铃消息转发给所述SIP服务器；(8-6)所述SIP服务器将此180响铃消息返回给所述SIP客户端，表明所述手机正在振钤； (8-7)所述手机在接受会话请求后，会再次向所述语音网关服务器响应一个应答消息；(8-8)所述语音网关服务器对收到的应答消息进行解析，并将其封装成2000K消息转发给所述SIP服务器；(8-9)所述SIP服务器将此2000K消息返回给所述SIP客户端，表明所述手机接受了此次会话请求；(8-10)所述SIP客户端接收到此2000K消息后，会给所述SIP服务器发送一个确认消息；(8-11)所述SIP服务器将此确认消息转发给所述语音网关服务器，如此所述SIP客户端和所述手机之间便建立了一个会话。
3.根据权利要求1或2所述的VoIP系统中的SIP客户端与手机通信方法，其特征在于，步骤(11)包括(11-1)所述SIP客户端发送再见消息到所述SIP服务器； (11-2)所述SIP服务器将此再见消息转发给所述语音网关服务器； (11-3)所述语音网关服务器对收到BYE消息进行解析，并将其封装成线路释放消息发送给所述手机；(11-4)所述手机在收到此释放消息后，会响应所述语音网关服务器一个线路释放完成消息；(11-5)所述语音网关服务器对收到的线路释放完成消息进行解析，并将其封装成 2000K消息转发给所述SIP服务器；(11-6)所述SIP服务器将此2000K消息返回给所述SIP客户端，表明本次会话结束。
全文摘要
本发明公开了一种VoIP系统中SIP客户端和手机通信的方法，步骤为①语音网关服务器定期向网关管理服务器汇报自身的负载状况；②网关管理服务器根据负载状况，以优先级队列的方式存储各语音网关服务器相关信息；③SIP客户端向SIP服务器发送注册消息；④SIP服务器查找距离自己最近的网关管理服务器；⑤为客户端分配一个负载较轻的网关服务器；⑥网关管理服务器取出一个负载较轻的语音网关服务器返回给SIP服务器；⑦维护语音网关服务器的相关地址信息；⑧呼叫手机，SIP客户端和手机之间建立会话成功；⑨SIP客户端和手机进行通信；继续进行通信或结束会话。本发明方法能实现标准SIP客户端和普通手机之间的通信，具有稳定性好、可扩展性强以及负载均衡等优点。
文档编号H04M7/00GK102572146SQ20111045209
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者廖小飞, 金海 , 钱力, 陆枫 申请人:华中科技大学