高級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1、http://www.bupttc.com,1,高級計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),北京郵電大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院　授課教師: 孫斌　sunbin@bupt.edu.cn2003年,http://www.bupttc.com,2,第七講 應(yīng)用層,,http://www.bupttc.com,3,應(yīng)用層在TCP/IP協(xié)議體系中的位置,http://www.bupttc.com,4,應(yīng)用層的特點(diǎn),應(yīng)用層為最終用戶提供服務(wù)，處于TCP/IP協(xié)議體系的最高層，因

2、此應(yīng)用層的任務(wù)不是向上層提供服務(wù)；應(yīng)用層協(xié)議是為了解決某一具體的應(yīng)用問題而設(shè)計(jì)，問題的解決是通過不同主機(jī)中的多個(gè)進(jìn)程之間的通信和協(xié)同工作來完成；進(jìn)程之間的通信采用客戶/服務(wù)器模式；,http://www.bupttc.com,5,客戶/服務(wù)器模式,http://www.bupttc.com,6,客戶/服務(wù)器模式的特點(diǎn)（1）,客戶和服務(wù)器是在通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程；服務(wù)端進(jìn)程被動等待客戶端進(jìn)程的連接請求；客戶端進(jìn)程主動向服務(wù)端

3、進(jìn)程發(fā)起連接請求；服務(wù)器收到客戶端發(fā)來的連接建立請求后，發(fā)出響應(yīng)，建立連接；,http://www.bupttc.com,7,客戶/服務(wù)器模式的特點(diǎn)（2）,客戶軟件：運(yùn)行于客戶機(jī)上，響應(yīng)用戶觸發(fā)的事件；對用戶輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查；向服務(wù)器發(fā)送請求并接收服務(wù)器的響應(yīng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；服務(wù)器軟件：監(jiān)聽遠(yuǎn)程客戶的請求；處理來自遠(yuǎn)程客戶的請求；向客戶機(jī)發(fā)回結(jié)果；一般都有操作數(shù)據(jù)庫的功能；,http://www.bupttc.com

4、,8,因特網(wǎng)域名系統(tǒng)DNS,（ Domain Name System ）,http://www.bupttc.com,9,域名系統(tǒng)概述（1）,為什么要使用域名系統(tǒng)？用戶與因特網(wǎng)上的主機(jī)通信時(shí)，不愿意使用沒有明確含義、難以記憶的IP地址；使用主機(jī)名通信，易于記憶；早期的域名翻譯是怎么進(jìn)行的？每臺主機(jī)上都包含了一個(gè)HOSTS的文件， HOSTS文件中包含了因特網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)的IP地址-主機(jī)名稱的映射，通過主機(jī)名稱，就可以映射到其IP

5、地址。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展，維護(hù)和分布HOSTS文件副本的工作變得難于管理。另外，定期下載更新的HOSTS文件所產(chǎn)生的通信量也成問題。此時(shí)，出現(xiàn)了利用一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫來執(zhí)行主機(jī)名稱注冊和主機(jī)名稱-IP地址轉(zhuǎn)換的功能。 ----無層次的命名方法提出了一種分層結(jié)構(gòu)的命名方案，即域名系統(tǒng)(RFC 974、 RFC 1034 和 RFC 1035),http://www.bupttc.com,10,域名系統(tǒng)概述（2）,因特網(wǎng)的DNS的主要功能？

6、將用戶輸入的目的主機(jī)名映射為IP地址；DNS是一個(gè)什么樣的系統(tǒng)？DNS是一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，采用客戶服務(wù)器方式工作；主機(jī)名到IP地址的轉(zhuǎn)換是由域名服務(wù)器完成的；域名系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：提供了用戶友好的主機(jī)名稱，可以把名稱空間分成多個(gè)不同的域，并允許使用多臺服務(wù)器，以方便管理、提高性能和容錯能力。,http://www.bupttc.com,11,域名系統(tǒng)的主要部分,域名空間：具有樹形結(jié)構(gòu)的分層名稱空間，包括根域、頂級域、二級域、三級

7、域等等。每一個(gè)較下一層的域都會從屬于某一個(gè)上層的域。域名服務(wù)器：保存域名空間各部分信息并把主機(jī)名映射到相應(yīng)IP地址的計(jì)算機(jī)。名稱解析器：依據(jù)主機(jī)名向域名服務(wù)器查詢某臺主機(jī)的IP地址的客戶機(jī)稱為名稱解析器。,http://www.bupttc.com,12,因特網(wǎng)的域名結(jié)構(gòu),域名的分級根域：分層結(jié)構(gòu)的最高級，其他所有的域都屬于根域的下級。根域服務(wù)器維護(hù)核心數(shù)據(jù)庫，目前有七臺根域服務(wù)器。頂級域名：根域的下一級為頂級域，頂級域被分為三

8、個(gè)主要區(qū)域：組織域、地理域和逆向域。組織域有如下類型：.com：商業(yè).edu：教育.gov：政府.mil：軍隊(duì).org：非盈利組織.net：網(wǎng)絡(luò)組織等1997年后開始啟用了.store(貨物交易)、.web(Web事物組)、.arts(文藝團(tuán)體)、.rec(娛樂休閑資源)、.info(信息服務(wù))、.nom(個(gè)人)。地理域：按國家分配的頂級域逆向域：為地址-名稱逆向查詢用。 名為：in-addr.arpa二級域名……

9、……. ： 例如 lib.bupt.edu.cn 是由4級域名結(jié)構(gòu)組成；,http://www.bupttc.com,13,域名空間的劃分管理,本地域名服務(wù)器：DNS的管理單元是區(qū)域，一個(gè)區(qū)域是DNS的一部分，它可以作為一個(gè)單獨(dú)的實(shí)體進(jìn)行管理。每個(gè)區(qū)域都定位在一個(gè)具體的域節(jié)點(diǎn)上，這個(gè)域節(jié)點(diǎn)是該區(qū)域的根域。如可以把edu.cn作為一個(gè)管理區(qū)域。當(dāng)一個(gè)主機(jī)發(fā)出DNS查詢報(bào)文時(shí)，這個(gè)查詢報(bào)文首先送到該主機(jī)的本地域名服務(wù)器；可以把一個(gè)區(qū)域再

10、細(xì)分成多個(gè)子區(qū)域，分別管理。如把edu.cn在分成bupt.edu.cn以及其他一些區(qū)域。授權(quán)域名服務(wù)器：整個(gè)域或每個(gè)區(qū)域都是由域名服務(wù)器來管理，進(jìn)行域或某個(gè)特定區(qū)域名稱管理的服務(wù)器都必須是授權(quán)的。授權(quán)域名服務(wù)器能夠?qū)⑺茌牭闹鳈C(jī)名轉(zhuǎn)換成該主機(jī)的IP地址；域名空間的區(qū)域劃分管理使得域名管理能夠分布式、局部化，這對于提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性、降低通信量都有極大的好處。,http://www.bupttc.com,14,,域名服務(wù)器的管轄區(qū)

11、,cn,,,,edu,,,,,,,,,,,,,com,,其它,cn根域名服務(wù)器,edu.cn域名服務(wù)器,com.cn域名服務(wù)器,bupt.edu.cn域名服務(wù)器,http://www.bupttc.com,15,域名服務(wù)器（1）,從地位來看，可以分為主名稱服務(wù)器和次名稱服務(wù)器。主（Primary）名稱服務(wù)器：該服務(wù)器存儲和管理區(qū)域的配置數(shù)據(jù)。區(qū)域的所有變化，如子域或主機(jī)的添加，都必須在主名稱服務(wù)器中注冊執(zhí)行。一個(gè)給定的區(qū)域只能與一臺主

12、名稱服務(wù)器相關(guān)聯(lián)。次名稱服務(wù)器：次名稱服務(wù)器通過區(qū)域傳輸過程，從網(wǎng)絡(luò)上其他名稱服務(wù)器（可以是主名稱服務(wù)器，也可以是另一個(gè)次名稱服務(wù)器）上獲得自己區(qū)域的的數(shù)據(jù)。次名稱服務(wù)器提供了幾個(gè)方面的好處：通過冗余提高可靠性，在主名稱服務(wù)器不能正常工作時(shí)，完成主名稱服務(wù)器的工作。通過在具有大量客戶機(jī)的位置分布次名稱服務(wù)器可以降低網(wǎng)絡(luò)上的通信量。通過分擔(dān)對主名稱服務(wù)器的客戶請求可以均衡服務(wù)器任務(wù)負(fù)載，加快響應(yīng)時(shí)間。,http://www.bup

13、ttc.com,16,域名服務(wù)器（2）,從功能來看，可以分為主控名稱服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)名稱服務(wù)器、從屬名稱服務(wù)器和純高速緩存服務(wù)器。主控（master）名稱服務(wù)器：主控名稱服務(wù)器可以是主名稱服務(wù)器也可以是次名稱服務(wù)器，它是次名稱服務(wù)器信息的來源。當(dāng)一個(gè)次名稱服務(wù)器啟動時(shí)，將與主控名稱服務(wù)器聯(lián)系。主控名稱服務(wù)器將為次名稱服務(wù)器初始化一個(gè)區(qū)域傳輸，并定期把更新的信息進(jìn)行區(qū)域傳輸。轉(zhuǎn)發(fā)名稱服務(wù)器：DNS服務(wù)器在收到查詢后，首先在本地文件中查找信

14、息。如果所請求的名稱不屬于該服務(wù)器授權(quán)的區(qū)域，則該服務(wù)器需要與其他域名服務(wù)器聯(lián)系。通常情況下，需要查詢本地網(wǎng)絡(luò)以外的資源，一般不是所有本地服務(wù)器都可以直接和外部服務(wù)器聯(lián)系的，而是指定一臺專門的服務(wù)器。這個(gè)專門指定的用于與外部網(wǎng)絡(luò)通信請求外部域名信息的服務(wù)器成為轉(zhuǎn)發(fā)名稱服務(wù)器。一般域名服務(wù)器在與轉(zhuǎn)發(fā)名稱服務(wù)器的聯(lián)系中，有兩種方式：非互斥方式：名稱服務(wù)器在轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器不能完成地址解析時(shí)，自己再進(jìn)行查詢解析?；コ夥绞剑涸谵D(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器不能完成地

15、址解析時(shí)，名稱服務(wù)器不再與其他服務(wù)器聯(lián)系，直接返回一個(gè)出錯消息。這種方式配置的服務(wù)器也成為從屬服務(wù)器。,http://www.bupttc.com,17,純高速緩存（caching-only）名稱服務(wù)器：所有的DNS服務(wù)器都會把已經(jīng)解析的查詢高速緩存一段時(shí)間。因?yàn)橐粋€(gè)名稱的使用連續(xù)使用的概率很大，這樣可以加快響應(yīng)時(shí)間。純高速緩存名稱服務(wù)器只是專門用來高速緩存其他名稱服務(wù)器已解析的查詢。不提供任何其他信息。純高速緩存名稱服務(wù)器在啟動時(shí)，會

16、一直向不同的DNS服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)查詢，直到該高速緩存建立，能處理查詢?yōu)橹?。因此?dāng)純高速緩存名稱服務(wù)器首次啟動時(shí)，會有一個(gè)較大的通信量，但由于它不需要定期的區(qū)域傳輸，因而通信量會漸漸減少。,http://www.bupttc.com,18,本地域名服務(wù)器的設(shè)置,http://www.bupttc.com,19,名稱解析方法,DNS客戶機(jī)（一臺服務(wù)器也可能是另一臺服務(wù)器的客戶機(jī)）對DNS服務(wù)器進(jìn)行查詢時(shí)，可以有三種方式：遞歸查詢方式：一般發(fā)生

17、在一個(gè)最終的客戶和一個(gè)DNS服務(wù)器之間。DNS服務(wù)器在執(zhí)行遞歸查詢時(shí)，或者向客戶機(jī)返回回復(fù)數(shù)據(jù)，或者返回一出錯消息，指出不存在該域或該主機(jī)。重復(fù)查詢方式：一般發(fā)生在名稱服務(wù)器之間。一臺DNS服務(wù)器向另一臺DNS服務(wù)器提供它所知道的答案。逆向查詢方式：客戶機(jī)已知要解析的主機(jī)的IP地址，向服務(wù)器請求解析該主機(jī)的名稱。逆向域就是為完成逆向查詢方式而設(shè)置的。逆向域中的條目是按IP地址排列的。,http://www.bupttc.com,20

18、,域名服務(wù)的過程（1）,主機(jī)向本地域名服務(wù)器發(fā)起查詢；如果本地的域名服務(wù)器沒有被查詢主機(jī)的信息，則本域名服務(wù)器就以DNS客戶的身份向某個(gè)根域名服務(wù)器查詢；收到DNS查詢后，根域名服務(wù)器就通過DNS回答報(bào)文，將被查詢主機(jī)的授權(quán)域名服務(wù)器的IP地址發(fā)送給本地域名服務(wù)器；本地域名服務(wù)器向被查詢主機(jī)的授權(quán)域名服務(wù)器發(fā)送DNS請求，并從其DNS回答報(bào)文中獲得被查詢主機(jī)的IP地址；以上的算法稱為遞歸與迭代相結(jié)合的查詢；,http://www

19、.bupttc.com,21,域名服務(wù)的過程（2）,http://www.bupttc.com,22,域名服務(wù)的優(yōu)化－采用高速緩存,每個(gè)域名服務(wù)器都維護(hù)一個(gè)高速緩存，存放最近到過的名字映射信息以及從何處獲得此記錄；當(dāng)客戶請求域名服務(wù)器轉(zhuǎn)換名字的時(shí)候，域名服務(wù)器首先檢查它是否被授權(quán)管理該名字，若未被授權(quán)，則查看自己的高速緩存，檢查該名字是否最近被轉(zhuǎn)換過；如有，則將名字對應(yīng)的IP告知客戶；,http://www.bupttc.com,2

20、3,域名服務(wù)的優(yōu)化－采用高速緩存,在主機(jī)中保留本地域名服務(wù)器數(shù)據(jù)庫的副本；主機(jī)在啟動時(shí)從本地域名服務(wù)器下載名字和地址的數(shù)據(jù)庫，維護(hù)存放自己最近使用的域名的高速緩存，并且只在從緩存中找不到名字時(shí)才使用域名服務(wù)器；主機(jī)定期檢查域名服務(wù)器更新映射信息；這樣作的好處是減輕了域名服務(wù)器的負(fù)擔(dān)；,http://www.bupttc.com,24,地址翻譯小結(jié),IP與MAC地址之間的翻譯：ARP與RARPIP與域名之間的翻譯：DNS,http

21、://www.bupttc.com,25,文件傳輸協(xié)議FTP,（File Transfer Protocol）,http://www.bupttc.com,26,FTP的主要工作原理,從一臺計(jì)算機(jī)中復(fù)制文件到另外一臺遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)中可能遇到的問題：計(jì)算機(jī)存儲數(shù)據(jù)的格式不同；文件命名規(guī)定不同；對于相同的功能，操作系統(tǒng)使用的命令不同；訪問控制方法不同；FTP使用TCP可靠的傳輸服務(wù)，在兩臺遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間提供文件傳輸服務(wù)，減少或消除在不

22、同操作系統(tǒng)下處理文件的不兼容性；FTP使用客戶服務(wù)器方式工作；,http://www.bupttc.com,27,FTP的服務(wù)器端,FTP的服務(wù)器進(jìn)程由兩大部分組成：主進(jìn)程－－只有一個(gè)，負(fù)責(zé)接收新的請求；從屬進(jìn)程－－有若干個(gè)，負(fù)責(zé)處理單個(gè)請求；主進(jìn)程的工作步驟：打開熟知端口（21），使用戶進(jìn)程能夠連接上；等待客戶進(jìn)程發(fā)出連接請求；啟動從屬進(jìn)程來處理客戶進(jìn)程發(fā)來的請求；從屬進(jìn)程對客戶進(jìn)程的請求處理完畢后終止；回到等待狀態(tài)

23、，繼續(xù)接受其他客戶進(jìn)程發(fā)來的請求；,http://www.bupttc.com,28,FTP的客戶端,與FTP服務(wù)器端建立連接后，可以進(jìn)行上傳或下載文件；常使用的FTP客戶軟件：AceFTP；LeapFTP；其它；現(xiàn)在使用的一些FTP客戶軟件通?？梢酝瑫r(shí)開幾個(gè)線程下載文件；,http://www.bupttc.com,29,常用的FTP客戶端軟件AceFTP,http://www.bupttc.com,30,FTP的兩個(gè)連接,

24、在進(jìn)行文件傳輸時(shí)，F(xiàn)TP的客戶和服務(wù)器之間要建立兩個(gè)連接：控制連接－－使用端口21，在整個(gè)會話期間一直保持打開，F(xiàn)TP客戶所發(fā)出的傳送請求通過控制連接發(fā)送給控制進(jìn)程；數(shù)據(jù)連接－－使用端口20，控制進(jìn)程在收到FTP客戶發(fā)來的文件傳輸請求后就創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)連接，數(shù)據(jù)連接完成文件的傳送，在傳送完畢后關(guān)閉數(shù)據(jù)連接；,http://www.bupttc.com,31,電子郵件Email,http://www.bupttc.com,32,電子郵件

25、的最主要組成部件,http://www.bupttc.com,33,電子郵件用到的協(xié)議,簡單郵件傳輸協(xié)議SMTP：在傳送電子郵件時(shí)，當(dāng)我們通過電子郵件程序，寄E-mil給另外一個(gè)人時(shí)，必須通過SMTP通訊協(xié)議，將郵件送到對方的郵件服務(wù)器上，等到對方上網(wǎng)的時(shí)候，就可以收到你所寄的信；郵局協(xié)議POP3：在傳送電子郵件時(shí)，當(dāng)我們寄信給另外一個(gè)人時(shí)，對方當(dāng)時(shí)多半不會在線上，所以郵件服務(wù)器必須為收信者保存這封信，直到收信者來檢查這封信件，通

26、過POP3協(xié)議接收。,http://www.bupttc.com,34,電子郵件用到的其它協(xié)議,因特網(wǎng)報(bào)文存取協(xié)議IMAP：使用IMAP，可以從任何一臺能連接Internet的計(jì)算機(jī)上訪問自己的電子郵件；在建立了IMAP賬號后，可以指定哪些文件夾顯示，哪些文件夾隱藏；IMAP和POP3的區(qū)別：IMAP是聯(lián)機(jī)協(xié)議，使用IMAP時(shí)，所收到的郵件同樣是先送到ISP的郵件服務(wù)器的IMAP服務(wù)器，用戶PC機(jī)上的IMAP客戶程序與郵件服務(wù)器

27、上的IMAP服務(wù)器程序建立TCP連接，操縱ISP的郵件服務(wù)器的郵箱；,http://www.bupttc.com,35,使用outlook,http://www.bupttc.com,36,萬維網(wǎng)WWW,（World Wide Web）,http://www.bupttc.com,37,萬維網(wǎng)的三大技術(shù),統(tǒng)一資源定位符URL（Uniform Resource Locator）：標(biāo)識萬維網(wǎng)上的各種文檔，并使每一個(gè)文檔在整個(gè)因特網(wǎng)的范圍內(nèi)

28、具有唯一的標(biāo)識符；超文本傳輸協(xié)議HTTP（HyperText Transfer Protocol）：應(yīng)用層協(xié)議，使用TCP連接進(jìn)行可靠的傳送；超文本標(biāo)記語言HTML（HyperText Markup Language）：統(tǒng)一的語言；,http://www.bupttc.com,38,統(tǒng)一資源定位符URL,URL的定義：統(tǒng)一資源定位符URL是對能從因特網(wǎng)上得到的資源的位置和訪問方法的一種簡潔的表示。URL給資源的位置提供一種抽象

29、的識別方法，并用這種方法給資源定位。只要能夠?qū)Y源定位，系統(tǒng)就可以對資源進(jìn)行各種操作，如存取、更新、替換和查找；URL相當(dāng)于一個(gè)文件名在網(wǎng)絡(luò)范圍的擴(kuò)展；URL不區(qū)分大小寫；,http://www.bupttc.com,39,統(tǒng)一資源定位符URL,格式：://:/使用ftp的URLftp://ftp.cugb.edu/pub/abc.txtftp://202.204.105.8/pub使用http的URL http://

30、www.cugb.edu.cn http://www.cugb.edu.cn:80,http://www.bupttc.com,40,超文本傳輸協(xié)議HTTP,HTTP是面向事務(wù)的應(yīng)用層協(xié)議，是萬維網(wǎng)上能夠可靠地交換文件（包括文本、聲音、圖象等各種多媒體文件）的重要基礎(chǔ)；HTTP是基于客戶服務(wù)器方式工作的協(xié)議；,http://www.bupttc.com,41,HTTP的操作過程,萬維網(wǎng)的網(wǎng)點(diǎn)中的服務(wù)器進(jìn)程不斷監(jiān)聽TCP的80端口，

31、以便發(fā)現(xiàn)是否有瀏覽器（即客戶進(jìn)程）向它發(fā)出連接建立請求；監(jiān)聽到有連接建立請求，建立TCP連接；瀏覽器（客戶進(jìn)程）向服務(wù)器發(fā)出瀏覽某個(gè)頁面的請求；服務(wù)器返回所請求的頁面作為響應(yīng)；釋放TCP連接；,http://www.bupttc.com,42,HTTP的報(bào)文結(jié)構(gòu),HTTP有兩種報(bào)文：請求報(bào)文－－從客戶到服務(wù)器；響應(yīng)報(bào)文－－從服務(wù)器到客戶；,http://www.bupttc.com,43,HTTP請求報(bào)文結(jié)構(gòu),http://

32、www.bupttc.com,44,IP電話業(yè)務(wù),,http://www.bupttc.com,45,IP電話概述,IP電話，也稱為網(wǎng)絡(luò)電話、因特網(wǎng)電話、IPhone、VoIP、Internet Telphone等等，其中IP是指 Internet Protocol; IP電話指通過Ip互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),Internet協(xié)議打電話。從廣義上講還包括利用Internet完成傳真、多媒體等其它應(yīng)用。,http://www.bupttc.com,46

33、,為什么IP電話受到廣泛的關(guān)注,公用電話網(wǎng)（PSTN）的話音通信技術(shù)不足之處日漸突出面向連接的基于64kb/s信道的電路交換占用了過多的資源通話費(fèi)用極高話音的分組化趨勢話音壓縮技術(shù)和IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展三網(wǎng)合一發(fā)展方向長途電話費(fèi)用降至五分之一甚至更少,http://www.bupttc.com,47,IP電話的發(fā)展史,第一代軟件時(shí)代 1995年 ，Vocaltec公司，推出了第一個(gè)的客戶機(jī)Internet Phone軟件 在

34、PC到PC之間建立呼叫第二代硬件網(wǎng)關(guān)時(shí)代 1996年，第一個(gè)VoIP標(biāo)準(zhǔn)ITU-T H.323建議體系初步形成 ，1997年以來，Internet電話網(wǎng)關(guān) 提供PC到電話、電話到PC和電話到電話之間的呼叫。第三代網(wǎng)絡(luò)時(shí)代未來 10~15年 IP與語音網(wǎng)絡(luò)綜合形成綜合的話音/數(shù)據(jù)/視頻的IP網(wǎng)絡(luò)（目前 仍處在第二代，國內(nèi)業(yè)務(wù)提供商有中國電信、中國聯(lián)通、中國吉通和中國網(wǎng)通；預(yù)計(jì)到2004年,全球IP話音在電話通信

35、業(yè)務(wù)量中所占比重將超過80%。）,http://www.bupttc.com,48,IP電話技術(shù)基本原理,將模擬語音信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過語音壓縮算法對語音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把這些語音數(shù)據(jù)按TCP／IP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包送至接收地，再把這些語音數(shù)據(jù)包串起來，經(jīng)過解碼解壓處理后，數(shù)模轉(zhuǎn)換復(fù)原成原來的語音信號，從而達(dá)到由互聯(lián)網(wǎng)傳送語音的目的。,http://www.bupttc.com,49,IP電話與傳統(tǒng)電話的比較

36、,http://www.bupttc.com,50,IP電話系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),IP電話系統(tǒng)是由一系列組件構(gòu)成的，其中包括：終端、網(wǎng)關(guān)、關(guān)守、多點(diǎn)接入控制單元、網(wǎng)管服務(wù)器、記帳服務(wù)器等。,http://www.bupttc.com,51,IP電話系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),終端（Terminal）:傳統(tǒng)的語音電話、PC(IP電話軟件)、不再依賴PC的IP電話機(jī)(內(nèi)置的Modem或Ethernet接口)，也可以是集語音、數(shù)據(jù)和圖象于一體的多媒體業(yè)務(wù)終端。網(wǎng)關(guān)(

37、Gateway): 提供IP網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的PSTN接口,語音編碼壓縮、呼叫控制、信令轉(zhuǎn)換、動態(tài)路由計(jì)算等功能。關(guān)守(Gatekeeper):負(fù)責(zé)用戶注冊和管理，地址映射，呼叫認(rèn)證和記錄，帶寬管理，區(qū)域管理。,http://www.bupttc.com,52,IP電話網(wǎng)關(guān)接口與協(xié)議,PSTN,IP網(wǎng),,,與 PSTN的接口,中間處理,與 網(wǎng)絡(luò)的接口,,,,,,,數(shù)字中繼 (No.1，No.7)模擬電話接口,,10Bas

38、eT/100baseTIPUDP/IPRTP/RTCPH.225/H.245(H.323),語音編碼（E-CELP G.723.1 G.729等）回聲消除DTMF處理,IP電話網(wǎng)關(guān)系統(tǒng),http://www.bupttc.com,53,IP電話系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),多點(diǎn)接入控制單元（MCU）：利用IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)通信，使得IP電話能夠支持諸如網(wǎng)絡(luò)會議等多點(diǎn)應(yīng)用。管理服務(wù)器：為網(wǎng)絡(luò)管理人員提供的管理工具，設(shè)備的控制及配置，數(shù)

39、據(jù)配給，撥號方案管理及負(fù)載均衡、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。記帳服務(wù)器：對用戶的呼叫進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算，并提供相應(yīng)的單據(jù)和統(tǒng)計(jì)報(bào)表。,,http://www.bupttc.com,54,IP Phone的組網(wǎng)方式,網(wǎng)關(guān)集中放置，網(wǎng)關(guān)只與匯接局連接。網(wǎng)關(guān)集中放置，網(wǎng)關(guān)與所有端局和匯接局連接。網(wǎng)關(guān)分散放置。,http://www.bupttc.com,55,IP電話的關(guān)鍵技術(shù),語音質(zhì)量問題語音編碼技術(shù)延時(shí)與延時(shí)抖動回聲包丟失互操作性IP電話的互

40、通性與標(biāo)準(zhǔn)化,http://www.bupttc.com,56,IP電話的關(guān)鍵技術(shù),(1)語音編碼技術(shù)：目前采用的標(biāo)準(zhǔn)有G.711，G.729a與G.723.1等編碼方案。 MOS---（Mean Opinion Score平均評價(jià)分）值來評價(jià)語音編碼的質(zhì)量。,http://www.bupttc.com,57,IP電話的關(guān)鍵技術(shù),(2)延時(shí)與延時(shí)抖動：端到端的延時(shí)包括編、解碼造成的延時(shí)，打包與解包的延時(shí)及網(wǎng)絡(luò)傳送延時(shí)。為保證通話質(zhì)量，

41、應(yīng)使端到端的總延時(shí)控制在250ms以下，全程往返時(shí)延不應(yīng)大于450 ms 。網(wǎng)絡(luò)抖動是指IP包傳輸時(shí)間的長短變化。為了防止抖動,目前采用了抖動緩沖技術(shù),即在接收方設(shè)定一個(gè)緩沖池，話音包到達(dá)時(shí)首先進(jìn)入緩沖池暫存，系統(tǒng)以穩(wěn)定平滑的速率將話音包從緩沖池中取出、解 壓、播放給受話者。,http://www.bupttc.com,58,IP電話的關(guān)鍵技術(shù),(3)回聲：回聲是由于通話兩端的阻抗不匹配所引起，有少量電能未被充分轉(zhuǎn)換而且沿原路返回,形

42、成回聲。當(dāng)回聲返回時(shí)間超過10 ms時(shí),人耳就可聽到明顯的回聲了。 為了防止回聲,一般需要回聲消除技術(shù)。在處理器中有特殊的軟件代碼監(jiān)聽回聲信號,并將它從聽話人的語音信號中消除。ITU-T的G.168建議對消除回聲的問題作了規(guī)定。,http://www.bupttc.com,59,IP電話的關(guān)鍵技術(shù),(4)包丟失：在廣域網(wǎng)帶寬不足（擁擠）的IP網(wǎng)絡(luò)上，一般需要話音優(yōu)先技術(shù)和資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）、IP包分割技術(shù)、前向

43、糾錯技術(shù)(FEC)為保證通話質(zhì)量，一般要求包丟失率應(yīng)在5％以下。FEC可以吸收10％～20％的丟包率，保持高音質(zhì)。但是FEC要多消耗多達(dá)30％的網(wǎng)絡(luò)帶寬。靜噪抑制技術(shù):檢測到通話過程或傳真過程中的安靜時(shí)段,并在這些安靜時(shí)候停止發(fā)送語音包。有效剔除靜默信號，從而使話音信號占用的帶寬要求進(jìn)一步降低到3.5kb/s左右；,http://www.bupttc.com,60,IP電話的關(guān)鍵技術(shù),IP電話的互通性與標(biāo)準(zhǔn)化：最具影響力的IP電話的

44、國際標(biāo)準(zhǔn)化組織：國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門（ITU-T）、歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ETSI）、Internet工程任務(wù)組（IETF）和多媒體遠(yuǎn)程會議集團(tuán)（IMTC）、ITU-T側(cè)重電信標(biāo)準(zhǔn)、ETSI側(cè)重商業(yè)實(shí)現(xiàn)、IETF側(cè)重IP標(biāo)準(zhǔn)、IMTC側(cè)重互操作性。目前，各組織對在IP網(wǎng)絡(luò)上承載實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)（話音、視頻等）的方式均無不同，均是利用了源自IETF的RTP協(xié)議，但是在呼叫建立和控制方面則有著不同的方案，其代表即為H.323和SIP。,http:/

45、/www.bupttc.com,61,http://www.bupttc.com,62,IP Phone相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,H.323系列建議：音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)-G.711、G.722、G.723、G.728；呼叫信令協(xié)議H.225(Q.931)RAS協(xié)議通信控制協(xié)議, H.245RTP/RTCP協(xié)議RSVP協(xié)議SIP建議SDP 會話描述協(xié)議SIP 會話啟動協(xié)議,http://www.bupttc.com,63,H.323和S

46、IP系統(tǒng)的不同之處,信令協(xié)議H.323采用H.225協(xié)議進(jìn)行呼叫控制，H.225由ASN.1規(guī)定。SIP采用會話啟動協(xié)議SIP進(jìn)行呼叫控制，SIP是基于文本的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)H.323系統(tǒng)中各網(wǎng)元為均等實(shí)體SIP采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu),http://www.bupttc.com,64,H.323系統(tǒng)組成,H.323系統(tǒng)是由一系列組件構(gòu)成的，其中包括：終端、網(wǎng)關(guān)、關(guān)守、多點(diǎn)接入控制單元、網(wǎng)管服務(wù)器、記帳服務(wù)器等。,http://w

47、ww.bupttc.com,65,,,H.261、H.263,G.723.1G.729,H.225層,LAN接口,系統(tǒng)控制,H.245,H.225 呼叫控制,H.225.0（RAS）,話音I/O設(shè)備,數(shù)據(jù)通信,系統(tǒng)控制用戶接口,,,,,視頻I/O設(shè)備,,,,,,,H.263、H.261——視頻編碼標(biāo)準(zhǔn) H.225.0——分組和同步標(biāo)準(zhǔn)H.245——系統(tǒng)控制標(biāo)準(zhǔn) G.723.1、G.729——音頻編碼標(biāo)準(zhǔn),,

48、,,,H.323協(xié)議棧,UDP,UDP,TCP,TCP,http://www.bupttc.com,66,IP網(wǎng)與電話網(wǎng)網(wǎng)路組織結(jié)構(gòu)圖（方案一）,http://www.bupttc.com,67,,IP網(wǎng)與電話網(wǎng)網(wǎng)路組織結(jié)構(gòu)圖（方案二）,http://www.bupttc.com,68,SIP系統(tǒng)的組成,重定向服務(wù)器,定位服務(wù)器,UAC,代理服務(wù)器,代理服務(wù)器,UAS,定位服務(wù)器,,,,,,,,,,,用戶代理客戶,用戶代理

49、服務(wù)器,http://www.bupttc.com,69,SIP系統(tǒng)組成,用戶代理：最終用戶代理服務(wù)器：SIP呼叫經(jīng)過代理服務(wù)器逐級轉(zhuǎn)發(fā)至最終用戶代理。重定向服務(wù)器：通過響應(yīng)告訴客戶下一跳服務(wù)器地址，客戶用該地址重新發(fā)請求。定位服務(wù)器：定位用戶地址,http://www.bupttc.com,70,SIP協(xié)議結(jié)構(gòu),SIP會話啟動協(xié)議,SDP會話描述協(xié)議,http://www.bupttc.com,71,SIP呼叫過程,SIP地址：

50、用戶名（電話號碼）@主機(jī)名SIP命令：INVITE, ACK, BYE, REGISTER,http://www.bupttc.com,72,IP電話的編號,179特服號為中國公眾多媒體網(wǎng)語音服務(wù)接入碼，考慮到多媒體通信業(yè)務(wù)的多樣性，在179后增加兩位編碼，即179XX。我國IP電話記賬卡卡號長度為16位，具體格式如下：8 9 8 6 X1 X2 Y Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 89―