CN106550159B - VoIP通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种VoIP通信系统，包括SDN控制器、南向接口、代理服务器以及多个网络转发设备；所述SDN控制器通过南向接口连接网络转发设备，代理服务器与网络转发设备相互连接，任意两个网络转发设备之间存在通信连接；所述SDN控制器获取当前网络资源，在接收A用户代理通过A代理服务器发送的网络资源请求信令后，根据所述当前网络资源和网络资源请求信令生成A用户代理至B用户代理之间的通信资源配置策略；并控制A用户代理根据所述通信资源配置策略传输VoIP业务数据。本发明提供的VoIP通信系统具有较高的通信稳定性。

Description

VoIP通信系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种VoIP通信系统。

背景技术

VoIP(Voice over Internet Protocol，网络电话)是一种以IP电话为主，并推出相应增值业务的技术，其本质是将模拟的声音信号经过压缩与封包之后，以数据封包的形式在IP网络的环境进行语音讯号的传输；最大的优势是能够广泛地采用全球IP互连的环境，提供比传统业务更多、更好的服务；能够在IP网络上便宜的传送语音、传真、视频、和数据等业务，如：统一消息、虚拟电话、电视会议、电子商务等；为此，VoIP通信系统建设被业界重点关注，引发了VoIP信令交互、数据压缩编码、实时传输、服务质量(QOS)保证及网络传输等关键技术的研究与发展。

基于SIP的VoIP通信系统包括用户代理、代理服务器、位置服务器、注册服务器、重定向服务器及网关等元素，可以提供会话建立的信令协议和提供业务数据传输的传输协议，涉及的关键技术包括信令技术、编码技术、实时传输技术、服务质量(QOS)保证技术、以及网络传输技术等。为解决VoIP网络应用的数据传输质量差的问题，业界研究并提出了优先级队列、资源预留协议(RSVP)、区分服务(DiffServ)、实时传输协议RTP、静音检测及回声消除等技术，相关技术成果已在现役网络中展开应用，在一定程度上提升了VoIP网络应用的质量。

在多种无线链路构成的网络环境下，网络具备带宽窄、时延长、抖动大及丢包率高等特征，虽在现有的传输服务质量保障机制下，VoIP业务质量虽有一定程度的改善，但现有网络的体系架构和网络协议复杂、网络转发设备无统一标准，仍采取“尽力而为”资源分配方式，因而上述VoIP的通信过程中，存在话音断断续续、视频画面模糊或卡顿等问题，通信稳定性差。

发明内容

基于此，有必要针对传统的VoIP通信系统通信稳定性差的技术问题，提供一种VoIP通信系统。

一种VoIP通信系统，包括SDN控制器、南向接口、代理服务器以及多个网络转发设备；

所述SDN控制器通过南向接口连接网络转发设备，代理服务器与网络转发设备相互连接，任意两个网络转发设备之间存在通信连接；

所述SDN控制器获取当前网络资源，在接收A用户代理通过A代理服务器发送的网络资源请求信令后，根据所述当前网络资源和网络资源请求信令生成A用户代理至B用户代理之间的通信资源配置策略；并控制A用户代理根据所述通信资源配置策略传输VoIP业务数据。

上述VoIP通信系统，将SDN控制器通过南向接口连接网络转发设备，使上述SDN控制器可以通过其连接的网络转发设备与VoIP通信系统的各个代理服务器建立资源协商机制，这样，A用户代理可以通过A代理服务器发送的网络资源请求信令至SDN控制器，上述SDN控制器接收网络资源请求信令后，可以根据当前网络资源和网络资源请求信令生成A用户代理至B用户代理之间的通信资源配置策略；使A用户代理根据上述通信资源配置策略传输VoIP业务数据，以提高上述VoIP业务数据在传输过程中的稳定性，进而提高上述VoIP通信系统的通信稳定性。

附图说明

图1为一个实施例的VoIP通信系统结构示意图；

图2为一个实施例的SDN控制器与用户代理通信示意图；

图3为一个实施例的SDN控制器与用户代理通信示意图；

图4为一个实施例的VoIP通信系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的VoIP通信系统进行详细描述。

参考图1所示，图1为一个实施例的VoIP通信系统结构示意图，包括SDN控制器11、南向接口(图1中未示出)、代理服务器(如图1所示A代理服务器31、B代理服务器32以及C代理服务器33等)以及多个网络转发设备(如图1所示第一网络转发设备21、第二网络转发设备22、第三网络转发设备23以及第四网络转发设备24)；

以图1所示VoIP通信系统为例，所述SDN控制器11可以通过南向接口连接第一网络转发设备21(SDN控制器11还可以连接其它网络转发设备，图中未示出)，代理服务器与网络转发设备相互连接，上述一个代理服务器可以连接一个或者多个网络转发设备，任意两个网络转发设备之间存在通信连接；这样，各个网络转发设备便形成了一个通信网，各个代理服务器可以通过上述通信网进行通信(如传输VoIP业务数据等)；通常情况下，上述SDN控制器可以包括一个或者多个，若上述SDN控制器为多个，则各个SDN控制器之间存在信息同步机制，一个SDN控制器可以通过一个南向接口与多个网络转发设备相互连接。上述代理服务器的个数也可以为多个；一个代理服务器可以同时连接多个用户代理，用户代理可以通过网关设备与VoIP通信系统的任意一个网络转发设备相连，以实现上述用户代理与相应代理服务器的连接，如图1所示，A用户代理41可以通过A网关设备42连接第四网络转发设备24，实现A用户代理41与A代理服务器31的通信连接；B用户代理43可以通过B网关设备44连接第二网络转发设备22，实现B用户代理43与B代理服务器32之间的通信连接；

所述SDN控制器11获取当前网络资源，在接收A用户代理41通过A代理服务器31发送的网络资源请求信令后，根据所述当前网络资源和网络资源请求信令生成A用户代理41至B用户代理43之间的通信资源配置策略；并控制A用户代理41根据所述通信资源配置策略传输VoIP业务数据；其中，B用户代理43为A用户代理41的通信对象。

可选地，上述网络转发设备可以为路由器或者交换机等可以传输VoIP业务数据的通信设备。上述VoIP业务数据可以包括话音、视频等媒体数据。上述网络资源请求信令包括发送这一网络资源请求信令的用户代理(如A用户代理)所需要的网络资源(需求网络资源)以及该用户代理的通信对象(B用户代理)等信息。

本实施例提供的VoIP通信系统，将SDN控制器11通过南向接口连接网络转发设备，使上述SDN控制器11可以通过其连接的网络转发设备与VoIP通信系统的各个代理服务器建立资源协商机制，以进行相应通信，这样，A用户代理41可以通过A代理服务器31发送的网络资源请求信令至SDN控制器11，上述SDN控制器11接收网络资源请求信令后，可以根据VoIP通信系统的当前网络资源和网络资源请求信令生成A用户代理41至B用户代理43之间的通信资源配置策略；使A用户代理41根据上述通信资源配置策略传输VoIP业务数据，以提高上述VoIP业务数据在传输过程中的稳定性，进而提高上述VoIP通信系统的通信稳定性。

在一个实施例中，上述SDN控制器接收A用户代理发送的网络资源请求信令后，可以根据上述网络资源请求信令计算所述A用户代理的需求网络资源，此时，SDN控制器判断当前网络资源是否满足A用户代理的需求网络资源，若当前网络资源不少于(满足)需求网络资源，则可以根据所述需求网络资源生成A用户代理至B用户代理之间的数据转发流表，为上述A用户代理分配相应的网络资源；

SDN控制器在生成上述数据转发流表后，可以通过南向接口向网络转发设备下发所述数据转发流表，并向A代理服务器发送网络资源分配成功的信令；

A代理服务器在收到网络资源分配成功的信令后，控制A用户代理根据所述数据转发流表传输VoIP业务数据。

上述A用户代理可以为VoIP通信系统的任意一个用户代理，B用户代理是VoIP通信系统中上述A用户代理的通信对象，其可以是VoIP通信系统中除A用户代理以外的任意一个用户代理。

本实施例A用户代理向SDN控制器进行网络资源申请(发送网络资源请求信令)，SDN控制器在当前网络资源满足A用户代理的需求网络资源，为上述A用户代理分配网络资源成功这一过程中的通信过程可以参考图2所示。

在一个实施例中，上述SDN控制器接收网络资源请求信令后，可以根据网络资源请求信令计算所述A用户代理的需求网络资源，此时，SDN控制器判断当前网络资源是否满足A用户代理的需求网络资源，若当前网络资源少于(不满足)A用户代理的需求网络资源，则判断A用户代理是否支持网络资源协商；

若A用户代理支持网络资源协商，SDN控制器反馈A用户代理至B用户代理之间对应的最优资源信息，通过A代理服务器向A用户代理发送网络资源不足的反馈信令；其中，所述反馈信令包括SDN控制器针对A用户代理发送的网络资源请求信令所生成最优资源信息；

所述A用户代理接收反馈信令后，从最优资源信息中选择所需资源信息，通过A代理服务器向SDN控制器发送网络资源再申请信令；其中所述网络资源再申请信令中包括所选择的资源信息(所需资源信息)；

所述SDN控制器接收网络资源再申请信令后，根据所需资源信息生成A用户代理至B用户代理之间的数据转发流表；通过南向接口向网络转发设备下发所述数据转发流表，并向A代理服务器发送网络资源分配成功的信令；

A代理服务器在收到网络资源分配成功的信令后，控制A用户代理根据所述数据转发流表与B用户代理传输VoIP业务数据。

本实施例实现了VoIP通信系统中，当前网络资源不满足A用户代理的需求网络资源时，上述A用户代理的正常通信，使A用户代理可以顺利传输其VoIP业务数据，提高了上述VoIP业务数据的通信稳定性。

作为一个实施例，上述SDN控制器可以通过读取其预存的A用户代理对应的属性信息判断A用户代理是否支持网络资源协商；A用户代理对应的属性信息可以包括支持网络资源协商的属性参数，也可以包括不支持网络资源协商的属性参数；将上述属性参数预存至SDN控制器，使SDN控制器可以根据其预存的属性参数信息判断A用户代理是否支持网络资源协商，具体地，SDN控制器可以从其预存的属性参数信息中读取上述A用户代理对象的属性参数，若其读取到的属性参数为支持网络资源协商的属性参数，则可以判定A用户代理持网络资源协商；若SDN控制器读取到的属性参数为不支持网络资源协商的属性参数，则可以判定A用户代理不支持网络资源协商。

作为一个实施例，若A用户代理在接收SDN控制器的反馈信令后，若对SDN控制器提供的最优网络资源(最优资源信息)不满意，可以直接放弃本次呼叫。

作为一个实施例，若A用户代理不支持网络资源协商，则SDN控制器识别A用户代理的优先级，若所述优先级不低于设定优先级，SDN控制器释放其它低优先级用户代理当前对应的VoIP业务所占用的网络资源，具体地，SDN控制器可以通过代理服务器控制用户代理发起SIP呼叫拆除流程，生成A用户代理至B用户代理之间的数据转发流表以保证A用户代理的通信质量；上述其它低优先级用户代理可以指优先级小于某一特定优先级(比如A用户代理的优先级等等)的用户代理；

若A用户代理的优先级低于设定优先级，则SDN控制器根据当前网络资源分配A用户代理对应的链路资源，根据所述链路资源生成A用户代理至B用户代理之间的数据转发流表；此时SDN控制器为A用户代理所分配的链路资源可能不满足A用户代理的VoIP业务的需求。

上述设定优先级可以为SDN控制器预存的某个优先级，其可以大于上述VoIP通信系统中某一比例的用户代理的优先级；比如，上述设定优先级可以为大于VoIP通信系统中80％用户代理的优先级的一优先级。

在一个实施例中，A代理服务器在收到网络资源分配成功的信令后，即A代理服务器控制A用户代理根据所述数据转发流表与B用户代理传输VoIP业务数据的过程可以为：

控制所述A用户代理与B用户代理继续执行SIP后续的信令交互，直至SIP呼叫成功建立；

控制所述A用户代理与B用户代理在VOIP通信网络的网络转发设备中按照数据转发流表进行媒体数据的传输。

本实施例中，A用户代理按照SDN控制器根据当前网络资源以及A用户代理的相关特征信息(如网络资源请求信令、优先级等)所生成的数据转发流表进行媒体数据的传输，可以提高通信的有效性和稳定性，有效提高的VoIP通信系统的通信质量。

在一个实施例中，A用户代理传输完VoIP业务数据后，向A代理服务器发送传输完毕指令；

A代理服务器接收所述传输完毕指令后，向SDN控制器发送资源回收请求；

SDN控制器向网络转发设备下发流表删除信息，回收A用户代理的VoIP业务所占用的网络资源。

本实施例在A用户代理传输完VoIP业务数据后，及时释放了A用户代理所占用的网络资源，有助于提高其它用户代理通信工作的资源充足性，进而保证了其它用户代理的通信质量。

作为一个实施例，所述SDN控制器在回收A用户代理的VoIP业务所占用的网络资源后，检索当前是否存在网络资源不足的VoIP业务；若存在，则与当前VoIP业务对应的当前代理服务器进行网络资源协商；若网络资源协商成功，SDN控制器重新为VoIP业务计算新的最优网络资源，并生成新的最优转发策略及所述最优转发策略对应的新流表，删除网络转发设备所对应的旧的信息，向转发策略涉及的网络转发设备下发新生成的流表以及相关流表信息；

当前用户代理利用新生成的流表传输当前VoIP业务数据。

本实施例中，SDN控制器在回收A用户代理的VoIP业务所占用的网络资源后，若检索当前存在网络资源不足的VoIP业务，则重新与当前VoIP业务对应的当前代理服务器进行网络资源协商，以重新进行网络资源的分配以及当前最优流表的生成，以便成功实现网络资源的最优分配；上述再次实现网络资源最优分配的过程可以参考图3所示，SDN控制器在回收A用户代理的VoIP业务所占用的网络资源后，向代理服务器(当前VoIP业务对应的当前代理服务器)发送网络资源充足的信令，上述代理服务器向SDN控制器进行网络资源再申请，SDN控制器依据代理服务器的申请与代理服务器进行网络资源协商，以成功实现网络资源的再分配，以优化当前代理服务器的通信工作。

作为一个实施例，若SDN控制器检索到当前存在网络资源不足的VoIP业务，则向当前代理服务器发送网络资源充足信息；

当前代理服务器接收网络资源充足信息后，向SDN控制器发送网络资源再申请请求；

SDN控制器接收网络资源再申请请求，确认网络资源协商成功。

本实施例提供的SDN控制器与当前代理服务器的网络资源协商具有较高的安全性和有效性。

在一个实施例中，所述网络转发设备在通信链路出现故障时，通过南向接口向SDN控制器上报链路故障信息；

所述SDN控制器检测所述链路故障信息所影响的VoIP业务，从检测得到的VoIP业务中识别高级业务和普通业务，利用备份路径(SDN控制器已预留的通信路径)生成高级业务的专用数据转发流表，使所述高级业务根据所述专用数据转发流表进行传输。

上述高级业务可以包括优先级高于某一目标优先级的VoIP业务，相关紧急通信业务以及特权业务(携带特定权限参数的业务)等等；普通业务为优先级低于目标优先级的业务。具体地，上述目标优先级可以设置为大于VoIP通信系统中某一比例(如60％、70％等)的用户代理的优先级的一优先级。SDN控制器可以识别各个VoIP业务携带的优先级参数和/或属性参数等实现对高级业务和普通业务的识别。

可选地，网络转发设备可以通过读取其网络接口的状态识别其对应的通信链路是否出现故障。

本实施例在VoIP通信系统的某个通信链路出现故障时，可以及时检测所述链路故障信息涉及的各个VoIP业务，利用备份路径生成高级业务的专用数据转发流表，使所述高级业务根据所述专用数据转发流表进行传输，保证上述高级业务的传输质量。

在一个实施例中，所述SDN控制器获取当前可用的网络资源，根据当前可用的网络资源生成普通业务对应的新流表，通过南向接口向网络转发设备下发所述新流表，形成新的业务数据传输路径；使普通业务根据上述新流表进行相应的传输。

本实施例在VoIP通信系统的某个通信链路出现故障时，可以获取VoIP通信系统当前可用的网络资源生成相应的新流表，使上述普通业务顺利进行其传输，进一步保障了VoIP通信系统的通信质量。上述SDN控制器还可以删除生成新流表后不需要的(旧的)流表信息；从而实现了网络链路故障情况下，VoIP业务透明且快速的恢复。

作为一个实施例，可以参考图4所示，若第四网络转发设备24与第二网络转发设备22之间的通信链路A出现故障，则SDN控制器11可以检测所述通信链路A涉及的各个VoIP业务(通过通信链路A进行业务传输的VoIP业务)，并识别高级业务和普通业务，利用备份路径生成高级业务的专用数据转发流表；

SDN控制器11可以获取当前可用的网络资源，根据当前可用的网络资源建立经过第四网络转发设备24、第一网络转发设备21与第二网络转发设备22的通信链路B，生成通信链路B对应的新流表，使上述普通业务根据通信链路B进行相应的业务传输。

本发明提供的VoIP通信系统适用于SIP、H.323等协议，可以利用上述协议进行其中VoIP业务数据的传输。本发明在支持VoIP系统元素中增加SDN控制器，在VoIP业务链接建立的信令交互中，上述SDN控制器与各个代理服务器进行传输VoIP业务所需的网络资源请求、协商及确认等信令交互，利用SDN控制器对网络资源逻辑集中统一管控的优势，为VoIP业务提供端到端最优网络资源协商服务，进而实现对VoIP业务数据传输所需网络资源的实时动态保障；此外，利用SDN控制器对全网资源的管控能力，为高优先级或特权VoIP业务提供网络资源优先保障；也为VoIP业务提供网络故障时透明且快速发现以及相应恢复，很大程度上提升了网络用户对基于VoIP的网络应用的感知和体验。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种VoIP通信系统，其特征在于，包括SDN控制器、南向接口、代理服务器以及多个网络转发设备；

所述SDN控制器通过南向接口连接网络转发设备，所述代理服务器与网络转发设备相互连接，任意两个网络转发设备之间存在通信连接；

所述SDN控制器获取当前网络资源，在接收A用户代理通过A代理服务器发送的网络资源请求信令后，根据所述当前网络资源和网络资源请求信令生成A用户代理至B用户代理之间的通信资源配置策略；并控制A用户代理根据所述通信资源配置策略传输VoIP业务数据；

所述SDN控制器接收网络资源请求信令后，根据网络资源请求信令计算所述A用户代理的需求网络资源，若当前网络资源少于需求网络资源，则判断A用户代理是否支持网络资源协商；若A用户代理支持网络资源协商，SDN控制器反馈A用户代理至B用户代理之间对应的最优资源信息，通过A代理服务器向A用户代理发送网络资源不足的反馈信令；所述A用户代理从最优资源信息中选择所需资源信息，通过A代理服务器向SDN控制器发送网络资源再申请信令；所述SDN控制器接收网络资源再申请信令后，根据所需资源信息生成A用户代理至B用户代理之间的数据转发流表；通过南向接口向网络转发设备下发所述数据转发流表，并向A代理服务器发送网络资源分配成功的信令；A代理服务器在收到网络资源分配成功的信令后，控制A用户代理根据所述数据转发流表与B用户代理传输VoIP业务数据；其中，所述反馈信令包括最优资源信息；所述网络资源再申请信令中包括所需资源信息。

2.根据权利要求1所述的VoIP通信系统，其特征在于，

所述SDN控制器接收网络资源请求信令后，根据网络资源请求信令计算所述A用户代理的需求网络资源，若当前网络资源不少于需求网络资源，则根据所述需求网络资源生成A用户代理至B用户代理之间的数据转发流表；

通过南向接口向网络转发设备下发所述数据转发流表，并向A代理服务器发送网络资源分配成功的信令；

A代理服务器在收到网络资源分配成功的信令后，控制A用户代理根据所述数据转发流表传输VoIP业务数据。

3.根据权利要求1所述的VoIP通信系统，其特征在于，所述网络转发设备为传输VoIP业务数据的通信设备。

4.根据权利要求1所述的VoIP通信系统，其特征在于，

若A用户代理不支持网络资源协商，则SDN控制器识别A用户代理的优先级，若所述优先级不低于设定优先级，SDN控制器释放其它低优先级用户代理当前对应的VoIP业务所占用的网络资源，生成A用户代理至B用户代理之间的数据转发流表；

若A用户代理的优先级低于设定优先级，则SDN控制器根据当前网络资源分配A用户代理对应的链路资源，根据所述链路资源生成A用户代理至B用户代理之间的数据转发流表。

5.根据权利要求2至4任一项所述的VoIP通信系统，其特征在于，

A代理服务器在收到网络资源分配成功的信令后，控制所述A用户代理与B用户代理继续执行SIP后续的信令交互，直至SIP呼叫成功建立；控制所述A用户代理与B用户代理在网络转发设备对应的通信网络中按照数据转发流表进行媒体数据的传输。

6.根据权利要求1至4任一项所述的VoIP通信系统，其特征在于，

A用户代理传输完VoIP业务数据后，向A代理服务器发送传输完毕指令；

A代理服务器接收所述传输完毕指令后，向SDN控制器发送资源回收请求；

SDN控制器向网络转发设备下发流表删除信息，回收A用户代理的VoIP业务所占用的网络资源。

7.根据权利要求6所述的VoIP通信系统，其特征在于，

所述SDN控制器在回收A用户代理的VoIP业务所占用的网络资源后，检索当前是否存在网络资源不足的VoIP业务；若存在，则与当前VoIP业务对应的当前代理服务器进行网络资源协商；若网络资源协商成功，SDN控制器重新为VoIP业务计算新的最优网络资源，并生成新的最优转发策略以及所述最优转发策略对应的流表，删除网络转发设备所对应的旧的数据转发流表，向网络转发设备下发新生成的流表；

当前代理服务器利用新生成的流表传输当前VoIP业务数据。

8.根据权利要求7所述的VoIP通信系统，其特征在于，

若SDN控制器检索到当前存在网络资源不足的VoIP业务，则向当前代理服务器发送网络资源充足信息；

当前代理服务器接收网络资源充足信息后，向SDN控制器发送网络资源再申请请求；

SDN控制器接收网络资源再申请请求，确认网络资源协商成功。

9.根据权利要求1至4任一项所述的VoIP通信系统，其特征在于，

所述网络转发设备在通信链路出现故障时，通过南向接口向SDN控制器上报链路故障信息；

所述SDN控制器检测所述链路故障信息影响的VoIP业务，从检测得到的VoIP业务中识别高级业务和普通业务，利用备份路径生成高级业务的专用数据转发流表，使所述高级业务根据所述专用数据转发流表进行传输。

10.根据权利要求9所述的VoIP通信系统，其特征在于，所述SDN控制器获取当前可用的网络资源，根据当前可用的网络资源生成普通业务对应的新流表，通过南向接口向网络转发设备下发所述新流表，形成新的业务数据传输路径。