CN101079807A - 一种控制媒体传输路径的网状中继方法及ip通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制媒体传输路径的网状中继方法及IP通信系统，该方法包括在IP通信系统中设置一台至多台具有公网IP地址的媒体中继转发器；将媒体中继转发器根据互通性分成不同分组；在通信终端注册过程中，IP通信系统判断出其所归属的ISP类型；在建立IP通信的控制信道交互过程中，IP通信系统选择一个媒体中继转发器或属于同一分组的由两个媒体中继转发器组成的组合对；通信终端通过媒体中继转发器建立媒体通道；通信结束后，IP通信系统拆除媒体通道；该系统包括数据库、网络类型检测器、信令控制服务器、媒体中继转发器以及媒体中继分发器。本发明有效地提升IP通信服务质量，可实施性强，可扩展性好，具有很好的负载均衡机制。

Description

一种控制媒体传输路径的网状中继方法及IP通信系统

技术领域

本发明涉及一种网络通信领域的处理技术，具体地说是一种通过中继通信终端双方媒体流来控制媒体传输路径从而改善IP通信服务质量的网状中继方法及IP通信系统。

背景技术

基于互联网的VoIP(Voice over Internet Protocol，互联网电话或者宽带电话)新型技术正面临着前所未有的发展机遇。VoIP是典型的实时性业务，对QoS(Quality of Service，服务质量)有很高的要求，然而IP网没有提供完善的Qos机制，使多媒体业务的服务质量不能得到保障。语音质量不理想在很大程度上限制了VoIP技术的广泛应用。

在目前的Internet现状下，各ISP(Internet Service Provider，因特网服务提供商)之间互联互通有时非常差(比如，两个不同因特网服务提供商ISP-1和ISP-2，ISP-1和ISP-2之间带宽很窄，拥塞和丢包严重)，不适合传输实时的速率固定的媒体数据。互联互通差的ISP用户之间进行IP(InternetProtocol，网络之间互连协议)通信时，如果根据网络默认路由传递实时数据，则受不同ISP服务网络互联结点间带宽的影响，导致媒体包传输过程中的大延迟、抖动，甚至发生丢包现象，服务质量通常难以接受。

为使IP网能够满足多媒体业务的要求，DiffServ(区分服务)、MPLS(Multi-Propocol Label Switching，多协议标记交换)等技术被应用以改造IP网络，但需要IP核心网路由器的支持，实施性差；很多终端采用抖动吸收、丢包补偿等技术来弥补IP网对实时通信的不利影响，以及设计高效的语音压缩编、解码技术来降低对网络带宽的要求，以提高通信质量，但需要各种通信终端的支持，这在现有技术中很难实现。

发明内容

针对现有技术中不同网络服务提供商之间互联互通差所带来的问题，本发明的目的在于提供一种可根据通信终端所处网络ISP类型的不同动态控制媒体传输路径的网状中继方法及IP通信系统。

为了解决上述目的，本发明方法采用的技术方案是：

在IP通信系统中设置一台至多台具有公网IP地址的媒体中继转发器；

将媒体中继转发器根据互通性分成不同分组，属于同一分组的不同媒体中继转发器具有不同的ISP接入；

在通信终端注册过程中，IP通信系统判断出其所归属的ISP类型；

在建立IP通信的控制信道交互过程中，IP通信系统选择一个媒体中继转发器或属于同一分组的由两个媒体中继转发器组成的组合对；

通信终端通过媒体中继转发器建立媒体通道；

通信结束后，IP通信系统拆除媒体通道。

所述将媒体中继转发器进行分组是将局域网或带宽可以保证的VPN互连的媒体中继转发器列为同一分组；所述IP通信系统的通信终端注册过程为：通信终端启动后向IP通信系统发送注册请求，IP通信系统接受来自通信终端的注册请求，并根据注册IP地址信息获得通信终端的ISP类型。

所述建立IP通信的控制信道交互过程的步骤如下：

A1.通信发起者即主叫通信终端向IP通信系统发送通信请求，IP通信系统根据通信请求中的主叫和被叫号码查询事先得到的ISP类型信息；

A2.IP通信系统根据通信终端的ISP类型选择媒体中继转发器，若通信终端双方的ISP类型相同，则选择具有相同ISP类型的一个媒体中继转发器；若通信终端双方的ISP类型不同，则优先选择属于同一分组的与通信终端双方ISP类型相符合的两个媒体中继转发器组成的组合对，若没有满足通信终端双方ISP类型的媒体中继转发器组合对，可根据被叫通信终端或主叫通信终端的ISP类型选择一个媒体中继转发器；

A3.若在上述A2步骤中选定了媒体中继转发器组合对，IP通信系统向选定的媒体中继转发器组合对中的与被叫通信终端ISP类型相同的媒体中继转发器即被叫媒体中继转发器发送中继请求，请求被叫媒体中继转发器为本次通信分配地址和端口；若在A2步骤中只选定了一个媒体中继转发器，IP通信系统向该媒体中继转发器发送中继请求，该媒体中继转发器为本次通信分配地址和端口，并将上述地址和端口放入中继回应中回送给IP通信系统；

A4.IP通信系统根据中继回应中的地址和端口，修改通信请求中相关的媒体流地址和端口，并将修改后的通信请求发送给被叫通信终端；

A5.被叫通信终端确定接受本次通信后，应答本次通信并回送通信应答到IP通信系统；

A6.IP通信系统接收到被叫通信终端回送的通信应答后，若在A2步骤中选定了媒体中继转发器组合对，则向选定的媒体中继转发器组合对中的与主叫通信终端ISP类型相同的媒体中继转发器即主叫媒体中继转发器发送中继请求，请求主叫媒体中继转发器为本次通信分配地址和端口；若在A2步骤中只选定了一个媒体中继转发器，则向该媒体中继转发器发送中继请求，请求该媒体中继转发器为本次通信分配地址和端口，并将上述地址和端口放入中继回应中回送给IP通信系统，同时IP通信系统向被叫媒体中继转发器发送一个中继通知；

A7.IP通信系统根据中继回应中的地址和端口，修改通信应答中相关的媒体流地址和端口，并将修改后的通信应答发送给主叫通信终端；

A8.主叫通信终端发送通信确认到IP通信系统，IP通信系统转发通信确认到被叫通信终端。

媒体中继转发器被选定后，为通信终端双方设置发送实时通信数据包的期望地址和期望地址段，只接受来自于期望地址或期望地址段的实时通信数据包；所述实时通信数据包的期望地址为：IP通信系统所接收的通信协商过程中控制信令的来源地址和/或通信协商过程中控制信令所携带的媒体流公网地址；实时通信数据包的期望地址段为与期望地址前24位二进制数字相同的地址段。

所述媒体通道建立过程的步骤如下：

B1.主叫通信终端在确认控制信道已成功建立之后，从通信应答中提取出已被IP通信系统在步骤A7中修改的媒体中继转发器的IP地址和端口，并向此IP地址和端口发送本地的实时通信数据包；

B2.被叫通信终端在确认控制信道已成功建立之后，从通信请求中提取出已被IP通信系统在步骤A4中修改的媒体中继转发器的IP地址和端口，并向此IP地址和端口发送本地的实时通信数据包；

B3.若在A2步骤中为本次通信选择了一个媒体中继转发器，则主叫通信终端和被叫通信终端均将实时通信数据包发送到同一个媒体中继转发器，媒体中继转发器将接收到的实时通信数据包的源地址记录下来作为该通信终端接收实时通信数据包的地址，当媒体中继转发器接收到通信终端双方的实时通信数据包后，即可转发实时通信数据包到对方终端；若在A2步骤中为本次通信选择了媒体中继转发器组合对，则主叫通信终端将实时通信数据包发送给主叫媒体中继转发器，被叫通信终端将实时通信数据包发送给被叫媒体中继转发器；主叫媒体中继转发器将被叫媒体中继转发器通信地址作为被叫通信终端接收实时通信数据的地址，将接收到的主叫通信终端的实时通信数据包的源地址记录下来作为主叫通信终端接收实时通信数据的地址，并将接收到的主叫通信终端的实时通信数据包向被叫媒体中继转发器的通信地址转发，将接收到的来自于被叫媒体中继转发器通信地址的实时通信数据包向主叫通信终端接收实时通信数据的地址转发；被叫媒体中继转发器将主叫媒体中继转发器通信地址作为主叫通信终端接收实时通信数据的地址，将接收到的被叫通信终端的实时通信数据包的源地址记录下来作为被叫通信终端接收实时通信数据的地址，并将接收到的被叫通信终端的实时通信数据包向主叫媒体中继转发器的通信地址转发，将接收到的来自于主叫媒体中继转发器通信地址的实时通信数据包向被叫通信终端接收实时通信数据的地址转发。

所述拆除IP通信的控制信道交互过程的步骤如下：

C1.主叫通信终端或被叫通信终端主动结束通信时，向IP通信系统发送结束请求；

C2.若在A2步骤中选定了媒体中继转发器组合对，IP通信系统向选定的媒体中继转发器组合对的两个媒体中继转发器发送拆除请求，请求两个媒体中继转发器回收为本次通信分配的地址和端口资源；若在A2步骤中只选定了一个媒体中继转发器，IP通信系统向选定的媒体中继转发器发送拆除请求，请求该媒体中继转发器回收为本次通信分配的地址和端口资源；

C3.IP通信系统将结束请求转发给另一通信终端，另一通信终端对结束请求作出结束回应。

本发明IP通信系统包括：数据库，存有用户信息、IP地址及其所属ISP类型对应信息；网络类型检测器，从数据库中读取用户注册接入地址、IP地址及其所属ISP类型对应信息，得到用户注册接入地址的ISP类型，并写入数据库；信令控制服务器，管辖系统中所有用户的注册处理，将用户注册接入地址写入数据库，控制所有多媒体通信会话的建立、修改和拆除；媒体中继转发器，在通信终端双方之间转发实时通信数据包，与通过局域网或带宽可以保证的VPN互连的同一分组中的其它媒体中继转发器进行通信；媒体中继分发器，设于信令控制服务器与媒体中继转发器之间，负责媒体中继转发器的选择。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.有效地提升IP通信服务质量，弱化QoS问题。由于本发明将媒体传输路由中ISP之间的缺省路由重定向为媒体中继转发器之间的内部路由，内部路由通过媒体中继服务器的合理部署是完全可控的，由可控的因素代替了不可控的因素，因此有效地改善IP通信的服务质量。

2.可实施性强。由于本发明仅需要在IP通信系统中增设具有公网IP地址的媒体中继服务器，对IP通信系统之外的IP网络以及各种IP通信终端无需做任何修改，具有很好的兼容性，因此提升了可实施性。

3.可扩展性好。本发明在信令控制服务器的负载范围内，可以很大限度地增设媒体中继转发器，具有很好的可扩展性；

4.具有负载均衡机制。由于本发明系统的媒体中继分发器按照既定策略选择媒体中继转发器，将通信负载按媒体中继转发器性能均衡分布，因此具有很好的负载均衡机制。

附图说明

图1为本发明的原理示意图；

图2为本发明的IP通信系统结构组成图；

图3为本发明的媒体中继分发器选择媒体中继转发器的流程图；

图4为本发明的通信终端注册过程图；

图5为选择媒体中继转发器组合对的会话交互过程图；

图6为主叫媒体中继转发器处理实时通信数据包的流程图；

图7为被叫媒体中继转发器处理实时通信数据包的流程图；

图8选择一个媒体中继转发器的会话交互过程图；

图9为选定一个媒体中继转发器时媒体中继转发器处理实时通信数据包的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

(1)工作原理

如图1所示，本发明根据通信终端所处网络ISP类型的不同动态指定媒体数据传输路由，将媒体传输路由中ISP之间的缺省路由重定向为媒体中继转发器之间的内部路由，内部路由通过媒体中继服务器的合理部署是完全可控的，由可控的因素代替了不可控的因素，有效地改善IP通信的服务质量。本发明方法及系统适用VoIP的各种通信协议，本实施例采用SIP协议进行说明。

(2)IP通信系统的结构组成

如图2所示，整个IP通信系统可分为各种终端接入设备和IP通信服务器系统。IP通信服务器系统中，与本发明相关的逻辑实体包括数据库、网络类型检测器、信令控制服务器、媒体中继转发器以及媒体中继分发器等功能组件，其中：

数据库，存有用户信息、IP地址及其所属ISP类型对应信息。

网络类型检测器，从数据库中读取用户注册接入地址、IP地址及其所属ISP类型对应信息，得到用户注册接入地址的ISP类型，并写入数据库。

信令控制服务器，是整个IP通信系统的控制中心，管辖系统中所有用户的注册处理，将用户注册接入地址写入数据库；控制所有多媒体通信会话的建立、修改和拆除。信令控制服务器以通信会话为处理单位，在控制信道建立过程中，向媒体中继分发器发送中继请求，请求媒体中继分发器为本通信会话选择适当的媒体中继转发器，中继请求中携带通信会话标识、通信终端双方ISP类型、媒体流类型、通信终端发送媒体流的期望地址等信息，其中通信终端发送媒体流的期望地址包括：1)通信会话协商过程中控制信令所携带的媒体流地址(须为公网地址)和2)信令控制服务器所接收的通信会话协商过程中控制信令的来源地址，接收到媒体中继分发器的中继回应后，根据中继回应中的地址和端口，修改通信请求或通信应答中有关媒体流的地址和端口。在通信会话拆除过程中，向媒体中继分发器发送拆除请求，请求媒体中继分发器通知媒体中继转发器释放中继资源。

媒体中继转发器，在通信终端双方之间转发实时通信数据包；与通过局域网或带宽可以保证的VPN互连的同一分组中的其它媒体中继转发器进行通信。IP通信系统中设置一台至多台具有公网IP地址的媒体中继转发器，媒体中继转发器之间根据互通性分成不同分组，通过局域网或带宽可以保证的VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网)互连的媒体中继转发器属于同一分组，属于同一分组的不同媒体中继转发器具有不同的ISP接入。当接收到实时通信数据包后，媒体中继转发器简单地向另一通信终端或组合对中的另一媒体中继转发器转发接收到的数据，不对实时数据作其它附加操作，尽量减少实时数据的转发时延。为防止恶意攻击或通信干扰，媒体中继转发器只接受来自于期望地址或期望地址段的实时数据。所述的期望地址由信令控制服务器生成并通过媒体中继分发器传递过来；所述的期望地址段为与期望地址前24位二进制数字相同的地址段。

媒体中继分发器，设于信令控制服务器与媒体中继转发器之间，完成媒体中继转发器的选择功能。媒体中继分发器以通信会话为处理单位，根据通信终端双方的ISP类型、当前所有可用的媒体中继转发器的ISP类型以及媒体中继转发器的互通性，选择最优的媒体中继转发器为本通信会话提供服务。所述的媒体中继转发器可用性的判定条件为：连续m次请求均未得到响应后，媒体中继分发器判定此媒体中继转发器临时不可用；在N秒内媒体中继分发器不再选择此媒体中继转发器；N秒后重新设置此媒体中继转发器为可用状态，本实施例中，m取值为2，N取值为300。如图3所示，媒体中继分发器接收到信令控制服务器的中继请求，且判断出不存在中继请求中通信会话标识所对应的通信会话时，开始为新的通信会话选择最优媒体中继转发器，选择过程如下：当通信终端双方处于同一ISP类型网络时，媒体中继分发器为本通信会话选择具有相同ISP类型的一个媒体中继转发器；通信终端双方处于不同ISP类型网络时，媒体中继分发器优先选择属于同一分组的与通信终端双方ISP类型相符合的两个媒体中继转发器组成的组合对，若没有满足通信终端双方ISP类型的媒体中继转发器组合对，根据被叫或主叫通信终端ISP类型选择适当的一个媒体中继转发器。

(3)控制媒体传输路径的网状中继方法

本发明方法包括以下步骤：

(31)在IP通信系统中设置一台至多台具有公网IP地址的媒体中继转发器。

(32)将媒体中继转发器之间根据互通性分成不同分组，将局域网或带宽可以保证的VPN互连的媒体中继转发器列为同一分组；属于同一分组的不同媒体中继转发器具有不同的ISP接入。

(33)在通信终端注册过程中，IP通信系统判断出其所归属的ISP类型。所述IP通信系统的终端注册过程如图4所示，各种终端接入设备在启动后，向IP通信服务器系统的信令控制服务器发送注册请求(即SIP协议中的REGISTER消息)。信令控制服务器接受来自各种终端设备的注册请求，并将注册接入地址信息登记到数据库中。网络类型检测器从数据库中取得用户注册接入地址，根据IP地址及其所属ISP类型对应信息进行最长匹配，得到用户的ISP类型，并写入数据库。

(34)在建立IP通信的控制信道交互过程中，IP通信系统根据通信终端的ISP类型以及媒体中继转发器的可用性情况选择合适的一个媒体中继转发器或属于同一分组的由两个媒体中继转发器组成的组合对。为方便描述，下面以图5中的通信终端UA-1和UA-2的会话建立过程为例。

A11.通信终端UA-1要呼叫另一通信终端UA-2，通信终端UA-1首先向信令控制服务器发送通信请求(即SIP协议中的INVITE消息)，信令控制服务器根据通信请求中的主叫和被叫号码查询事先由网络类型检测器得到的通信终端UA-1和UA-2的ISP类型信息，不妨设为ISP-1和ISP-2，此时UA-1为主叫通信终端，UA-2为被叫通信终端；

A12.信令控制服务器向媒体中继分发器发送中继请求，请求中携带通信会话标识、主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2的ISP类型、媒体流类型、主叫通信终端UA-1发送媒体流的期望地址等信息，委托媒体中继分发器为本次通信会话选择适当的媒体中继转发器。媒体中继分发器根据通信终端双方的ISP类型信息选择适当的媒体中继转发器。因为通信终端双方的ISP类型分别为ISP-1和ISP-2，并且同一分组中的媒体中继转发器-1和媒体中继转发器-2分别有ISP-1和ISP-2类型的网络接入，媒体中继分发器优先选择了媒体中继转发器-1和媒体中继转发器-2组合对为本次通信服务；

A13.媒体中继分发器向A12步骤选定的组合对中的媒体中继转发器-2发送中继请求，请求媒体中继转发器-2为本次通信分配地址和端口，请求中携带通信会话标识、主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2的ISP类型、媒体流类型等信息。媒体中继转发器-2为本次通信分配地址和端口，并将上述地址和端口放入中继回应中通过媒体中继分发器传递给信令控制服务器；

A14.信令控制服务器根据中继回应中的地址和端口，修改通信请求中有关媒体流的地址和端口(即SIP协议中INVITE消息的SDP部分)，并将修改后的通信请求发送给被叫通信终端UA-2；

A15.被叫通信终端UA-2确定接受本次通信后，应答本次通信并回送通信应答(即SIP协议中INVITE消息对应的200OK消息)到IP通信服务器系统的信令控制服务器；

A16.信令控制服务器接收到被叫通信终端UA-2的通信应答后，向媒体中继分发器发送中继请求，请求中携带通信会话标识、被叫通信终端UA-2发送媒体流的期望地址等信息；媒体中继分发器向A12步骤选定的组合对中的媒体中继转发器-1发送中继请求，请求中携带通信会话标识、主叫通信终端UA-1发送媒体流的期望地址、媒体中继转发器-2为本次通信所分配端口信息以及媒体中继转发器-2的通信地址等信息，请求媒体中继转发器-1为本次通信分配地址和端口；媒体中继转发器-1为本次通信分配地址和端口，并将上述地址和端口放入中继回应中通过媒体中继分发器回送给信令控制服务器；媒体中继分发器同时向媒体中继转发器-2发送一个中继通知，中继通知中携带通信会话标识、被叫通信终端UA-2发送媒体流的期望地址、媒体中继转发器-1为本次通信所分配端口信息以及媒体中继转发器-1的通信地址等信息；

A17.信令控制服务器根据中继回应中的地址和端口，修改通信应答中有关媒体流的地址和端口(即SIP协议中200 OK消息的SDP部分)，并将修改后的通信应答发送给主叫通信终端UA-1；

A18.主叫通信终端UA-1发送通信确认(即SIP协议中的ACK消息)到信令控制服务器，信令控制服务器转发通信确认到被叫通信终端UA-2，这样就在主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2之间建立了一条间接的控制信道。

(35)通信终端通过媒体中继转发器建立媒体通道，具体步骤如下：

B11.主叫通信终端UA-1在确认通信已成功建立之后，从通信应答中提取出对方终端接收媒体流的IP地址和端口，并向此IP地址和端口发送本地的实时通信数据包，此IP地址和端口已被信令控制服务器在步骤A17中修改成媒体中继转发器-1的IP地址和端口，所以主叫通信终端UA-1将实时通信数据包发送到了媒体中继转发器-1；

B12.被叫通信终端UA-2在确认通信已成功建立之后，从通信请求中提取出对方终端接收媒体流的IP地址和端口，并向此IP地址和端口发送本地的实时通信数据包，此IP地址和端口已被信令控制服务器在步骤A14中修改成媒体中继转发器-2的IP地址和端口，所以被叫通信终端UA-2将实时通信数据包发送到了媒体中继转发器-2；

B13.如图6所示，媒体中继转发器-1接收到实时通信数据包后，首先判断接收到的实时通信数据包是否为来自于主叫通信终端发送实时通信数据包的期望地址或期望地址段，如是，则将接收到的实时通信数据包的源地址记录下来作为主叫通信终端UA-1接收实时通信数据包的地址，并将接收到的实时通信数据包向媒体中继转发器-2的通信地址转发；否则，进一步判断其是否为来自于媒体中继转发器-2的通信地址，如否，则将接收到的实时通信数据包作丢弃处理，如是，则判断是否已记录主叫通信终端UA-1接收实时通信数据包的地址，若是，则将接收到的实时通信数据包向主叫通信终端UA-1接收实时通信数据包的地址转发，否则将接收到的实时通信数据包作丢弃处理。如图7所示，媒体中继转发器-2接收到实时通信数据包后，首先判断接收到的实时通信数据包是否为来自于被叫通信终端发送实时通信数据包的期望地址或期望地址段，如是，则将接收到的实时通信数据包的源地址记录下来作为被叫通信终端UA-2接收实时通信数据包的地址，并将接收到的实时通信数据包向媒体中继转发器-1的通信地址转发；否则，进一步判断其是否为来自于媒体中继转发器-1的通信地址，如否，则将接收到的实时通信数据包作丢弃处理；如是，则判断是否已记录被叫通信终端UA-2接收实时通信数据包的地址，若是，则将接收到的实时通信数据包向主叫通信终端UA-2接收实时通信数据包的地址转发，否则将接收到的实时通信数据包作丢弃处理。这样就在主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2通信终端之间建立了一条经过媒体中继转发器-1和媒体中继转发器-2的间接的媒体信道。

(36)通信结束后，IP通信系统拆除媒体通道。

为方便描述，下面以图5中的主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2的通信会话拆除过程为例。

C11.主叫通信终端UA-1主动挂机结束通信时，向控制信令服务器发送结束请求(即SIP协议中的BYE消息)；

C12.控制信令服务器向媒体中继分发器发送拆除请求；媒体中继分发器向在A2步骤中选定的媒体中继转发器-1和媒体中继转发器-2转发拆除请求，请求媒体中继转发器-1和媒体中继转发器-2回收为本次通信分配的地址和端口资源；

C13.信令控制服务器将结束请求转发给被叫通信终端UA-2，被叫通信终端UA-2对结束请求做出结束回应。

实施例2

本实施例为IP通信系统选择一个媒体中继转发器进行通信。与实施例1的不同之处在于，对应实施例1的控制媒体传输路径的网状中继方法中步骤(34)、(35)及(36)的内容有所区别，用步骤(34a)、(35a)及(36a)标识，具体描述如下：

(34a)在建立IP通信的控制信道交互过程中，以图8中的通信终端UA-1和UA-2的会话建立过程为例，通信终端UA-1和UA-2的ISP类型相同，不妨设为ISP-1。

A21.通信终端UA-1要呼叫另一通信终端UA-2，通信终端UA-1首先向信令控制服务器发送通信请求(即SIP协议中的INVITE消息)，信令控制服务器根据通信请求中的主叫和被叫号码查询事先由网络类型检测器得到的通信终端UA-1和UA-2的ISP类型信息，均为ISP-1，此时UA-1为主叫通信终端，UA-2为被叫通信终端；

A22.信令控制服务器向媒体中继分发器发送中继请求，请求中携带通信会话标识、主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2的ISP类型、媒体流类型、主叫通信终端UA-1发送媒体流的期望地址等信息，委托媒体中继分发器为本次通信会话选择适当的媒体中继转发器。媒体中继分发器根据通信终端双方的ISP类型信息选择适当的媒体中继转发器。因为通信终端双方的ISP类型相同且为ISP-1，媒体中继分发器选择了一个具有ISP-1类型网络接入的媒体中继转发器-3为本次通信服务；

A23.媒体中继分发器向选定的媒体中继转发器-3发送中继请求，请求媒体中继转发器-3为本次通信分配地址和端口，请求中携带通信会话标识、主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2的ISP类型、媒体流类型、主叫通信终端UA-1发送媒体流的期望地址等信息。媒体中继转发器-3为本次通信分配地址和端口，并将上述地址和端口放入中继回应中通过媒体中继分发器传递给信令控制服务器；

A24.信令控制服务器根据中继回应中的地址和端口，修改通信请求中有关媒体流的地址和端口(即SIP协议中INVITE消息的SDP部分)，并将修改后的通信请求发送给被叫通信终端UA-2；

A25.被叫通信终端UA-2确定接受本次通信后，应答本次通信并回送通信应答(即SIP协议中INVITE消息对应的200OK消息)到IP通信服务器系统的信令控制服务器；

A26.信令控制服务器接收到被叫通信终端UA-2的通信应答后，向媒体中继分发器发送中继请求，请求中携带通信会话标识、被叫通信终端UA-2发送媒体流的期望地址等信息；媒体中继分发器向选定的媒体中继转发器-3发送中继请求，请求中携带通信会话标识、被叫通信终端UA-2发送媒体流的期望地址等信息，请求媒体中继转发器-3为本次通信分配地址和端口；媒体中继转发器-3将A23步骤中分配的地址和端口放入中继回应中通过媒体中继分发器回送给信令控制服务器；

A27.信令控制服务器根据中继回应中的地址和端口，修改通信应答中有关媒体流的地址和端口(即SIP协议中200 OK消息的SDP部分)，并将修改后的通信应答发送给主叫通信终端UA-1；

A28.主叫通信终端UA-1发送通信确认(即SIP协议中的ACK消息)到信令控制服务器，信令控制服务器转发通信确认到被叫通信终端UA-2，这样就在主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2之间建立了一条间接的控制信道。

(35a)主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2之间通过媒体中继转发器-3建立媒体通道，具体步骤如下：

B21.主叫通信终端UA-1在确认通信已成功建立之后，从通信应答中提取出对方终端接收媒体流的IP地址和端口，并向此IP地址和端口发送本地的实时通信数据包，此IP地址和端口已被信令控制服务器在步骤A27中修改成媒体中继转发器-3的IP地址和端口，所以主叫通信终端UA-1将实时通信数据包发送到了媒体中继转发器-3；

B22.被叫通信终端UA-2在确认通信已成功建立之后，从通信请求中提取出对方终端接收媒体流的IP地址和端口，并向此IP地址和端口发送本地的实时通信数据包，此IP地址和端口已被信令控制服务器在步骤A24中修改成媒体中继转发器-3的IP地址和端口，所以被叫通信终端UA-2将实时通信数据包发送到了媒体中继转发器-3；

B23.如图9所示，媒体中继转发器-3接收到实时通信数据包后，首先判断接收到的实时通信数据包是否为来自于主叫通信终端发送实时通信数据包的期望地址或期望地址段，如是，则将接收到的实时通信数据包的源地址记录下来作为主叫通信终端UA-1接收实时通信数据的地址；然后进一步判断是否已记录被叫通信终端接收实时通信数据包的地址，如是，则将接收到的实时通信数据包向被叫通信终端UA-2接收实时通信数据包的地址转发，否则将接收到的实时通信数据包作丢弃处理；当上述判断结果为接收到的实时通信数据包不是来自于主叫通信终端发送实时通信数据包的期望地址或期望地址段，则判断其是否为来自于被叫通信终端发送实时通信数据包的期望地址或期望地址段，如否，则将接收到的实时通信数据包作丢弃处理，如是，将接收到的实时通信数据包的源地址记录下来作为被叫通信终端接收实时通信数据包的地址；进一步判断是否已记录主叫通信终端接收实时通信数据包的地址，如是，则将接收到的实时通信数据包向主叫通信终端接收实时通信数据包的地址转发，否则对实时通信数据包作丢弃处理。这样就在主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2通信终端之间建立了一条经过媒体中继转发器-3的间接的媒体信道。

(36a)通信结束后，IP通信系统拆除媒体通道。

为方便描述，下面以图8中的主叫通信终端UA-1和被叫通信终端UA-2的通信会话拆除过程为例。

C21.主叫通信终端UA-1主动挂机结束通信时，向控制信令服务器发送结束请求(即SIP协议中的BYE消息)；

C22.控制信令服务器向媒体中继分发器发送拆除请求；媒体中继分发器向在A22步骤中选定的媒体中继转发器-3转发拆除请求，请求媒体中继转发器-3回收为本次通信分配的地址和端口资源；

C23.信令控制服务器将结束请求转发给被叫通信终端UA-2，被叫通信终端UA-2对结束请求做出结束回应。

对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理后，能够在不背离本发明的精神和范围的情况下，根据本发明的IP通信中控制媒体传输路径的“网状媒体中继”方法进行多种修正和变形，但是这些基于本发明的修正和变形仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种控制媒体传输路径的网状中继方法，其特征在于具有以下步骤：

在IP通信系统中设置一台至多台具有公网IP地址的媒体中继转发器；

将媒体中继转发器根据互通性分成不同分组，属于同一分组的不同媒体中继转发器具有不同的ISP接入；

在通信终端注册过程中，IP通信系统判断出其所归属的ISP类型；

在建立IP通信的控制信道交互过程中，IP通信系统选择一个媒体中继转发器或属于同一分组的由两个媒体中继转发器组成的组合对；

通信终端通过媒体中继转发器建立媒体通道；

通信结束后，IP通信系统拆除媒体通道。

2.如权利要求1所述的控制媒体传输路径的网状中继方法，其特征在于：所述将媒体中继转发器进行分组是将局域网或带宽可以保证的VPN互连的媒体中继转发器列为同一分组。

3.如权利要求1所述的控制媒体传输路径的网状中继方法，其特征在于所述IP通信系统的通信终端注册过程如下：

通信终端启动后向IP通信系统发送注册请求；

IP通信系统接受来自通信终端的注册请求，并根据注册IP地址信息获得通信终端的ISP类型。

4.如权利要求1所述的控制媒体传输路径的网状中继方法，其特征在于建立IP通信的控制信道交互过程的步骤如下：

A1.通信发起者即主叫通信终端向IP通信系统发送通信请求，IP通信系统根据通信请求中的主叫和被叫号码查询事先得到的ISP类型信息；

A2.IP通信系统根据通信终端的ISP类型选择媒体中继转发器，若通信终端双方的ISP类型相同，则选择具有相同ISP类型的一个媒体中继转发器；若通信终端双方的ISP类型不同，则优先选择属于同一分组的与通信终端双方ISP类型相符合的两个媒体中继转发器组成的组合对，若没有满足通信终端双方ISP类型的媒体中继转发器组合对，可根据被叫通信终端或主叫通信终端的ISP类型选择一个媒体中继转发器；

A3.若在上述A2步骤中选定了媒体中继转发器组合对，IP通信系统向选定的媒体中继转发器组合对中的与被叫通信终端ISP类型相同的媒体中继转发器即被叫媒体中继转发器发送中继请求，请求被叫媒体中继转发器为本次通信分配地址和端口；若在A2步骤中只选定了一个媒体中继转发器，IP通信系统向该媒体中继转发器发送中继请求，该媒体中继转发器为本次通信分配地址和端口，并将上述地址和端口放入中继回应中回送给IP通信系统；

A4.IP通信系统根据中继回应中的地址和端口，修改通信请求中相关的媒体流地址和端口，并将修改后的通信请求发送给被叫通信终端；

A5.被叫通信终端确定接受本次通信后，应答本次通信并回送通信应答到IP通信系统；

A6.IP通信系统接收到被叫通信终端回送的通信应答后，若在A2步骤中选定了媒体中继转发器组合对，则向选定的媒体中继转发器组合对中的与主叫通信终端ISP类型相同的媒体中继转发器即主叫媒体中继转发器发送中继请求，请求主叫媒体中继转发器为本次通信分配地址和端口；若在A2步骤中只选定了一个媒体中继转发器，则向该媒体中继转发器发送中继请求，请求该媒体中继转发器为本次通信分配地址和端口，并将上述地址和端口放入中继回应中回送给IP通信系统，同时IP通信系统向被叫媒体中继转发器发送一个中继通知；

A7.IP通信系统根据中继回应中的地址和端口，修改通信应答中相关的媒体流地址和端口，并将修改后的通信应答发送给主叫通信终端；

A8.主叫通信终端发送通信确认到IP通信系统，IP通信系统转发通信确认到被叫通信终端。

5.如权利要求4所述的控制媒体传输路径的网状中继方法，其特征在于：媒体中继转发器被选定后，为通信终端双方设置发送实时通信数据包的期望地址和期望地址段，只接受来自于期望地址或期望地址段的实时通信数据包。

6.如权利要求5所述的控制媒体传输路径的网状中继方法，其特征在于所述实时通信数据包的期望地址为：IP通信系统所接收的通信协商过程中控制信令的来源地址和/或通信协商过程中控制信令所携带的媒体流公网地址。

7.如权利要求5所述的控制媒体传输路径的网状中继方法，其特征在于：实时通信数据包的期望地址段为与期望地址前24位二进制数字相同的地址段。

8.如权利要求1所述的控制媒体传输路径的网状中继方法，其特征在于所述媒体通道建立过程的步骤如下：

B1.主叫通信终端在确认控制信道已成功建立之后，从通信应答中提取出已被IP通信系统在步骤A7中修改的媒体中继转发器的IP地址和端口，并向此IP地址和端口发送本地的实时通信数据包；

B2.被叫通信终端在确认控制信道已成功建立之后，从通信请求中提取出已被IP通信系统在步骤A4中修改的媒体中继转发器的IP地址和端口，并向此IP地址和端口发送本地的实时通信数据包；

B3.若在A2步骤中为本次通信选择了一个媒体中继转发器，则主叫通信终端和被叫通信终端均将实时通信数据包发送到同一个媒体中继转发器，媒体中继转发器将接收到的实时通信数据包的源地址记录下来作为该通信终端接收实时通信数据包的地址，当媒体中继转发器接收到通信终端双方的实时通信数据包后，即可转发实时通信数据包到对方终端；若在A2步骤中为本次通信选择了媒体中继转发器组合对，则主叫通信终端将实时通信数据包发送给主叫媒体中继转发器，被叫通信终端将实时通信数据包发送给被叫媒体中继转发器；主叫媒体中继转发器将被叫媒体中继转发器通信地址作为被叫通信终端接收实时通信数据的地址，将接收到的主叫通信终端的实时通信数据包的源地址记录下来作为主叫通信终端接收实时通信数据的地址，并将接收到的主叫通信终端的实时通信数据包向被叫媒体中继转发器的通信地址转发，将接收到的来自于被叫媒体中继转发器通信地址的实时通信数据包向主叫通信终端接收实时通信数据的地址转发；被叫媒体中继转发器将主叫媒体中继转发器通信地址作为主叫通信终端接收实时通信数据的地址，将接收到的被叫通信终端的实时通信数据包的源地址记录下来作为被叫通信终端接收实时通信数据的地址，并将接收到的被叫通信终端的实时通信数据包向主叫媒体中继转发器的通信地址转发，将接收到的来自于主叫媒体中继转发器通信地址的实时通信数据包向被叫通信终端接收实时通信数据的地址转发。

9.如权利要求1或权利要求4所述的控制媒体传输路径的网状中继方法，其特征在于，拆除IP通信的控制信道交互过程的步骤如下：

C1.主叫通信终端或被叫通信终端主动结束通信时，向IP通信系统发送结束请求；

C2.若在A2步骤中选定了媒体中继转发器组合对，IP通信系统向选定的媒体中继转发器组合对的两个媒体中继转发器发送拆除请求，请求两个媒体中继转发器回收为本次通信分配的地址和端口资源；若在A2步骤中只选定了一个媒体中继转发器，IP通信系统向选定的媒体中继转发器发送拆除请求，请求该媒体中继转发器回收为本次通信分配的地址和端口资源；

C3.IP通信系统将结束请求转发给另一通信终端，另一通信终端对结束请求作出结束回应。

10.一种IP通信系统，其特征在于包括：

数据库，存有用户信息、IP地址及其所属ISP类型对应信息；

网络类型检测器，从数据库中读取用户注册接入地址、IP地址及其所属ISP类型对应信息，得到用户注册接入地址的ISP类型，并写入数据库；

信令控制服务器，管辖系统中所有用户的注册处理，将用户注册接入地址写入数据库，控制所有多媒体通信会话的建立、修改和拆除；

媒体中继转发器，在通信终端双方之间转发实时通信数据包；与通过局域网或带宽可以保证的VPN互连的同一分组中的其它媒体中继转发器进行通信；

媒体中继分发器，设于信令控制服务器与媒体中继转发器之间，负责媒体中继转发器的选择。

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