CN1208932C - 应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其包括如下步骤：A.判断私网终端是否通过别名呼叫，如果是，则到公网上的GK(Gate Keeper：网守)进行注册，否则直接开始呼叫；B.在私网终端与公网终端间建立呼叫。本发明既可以解决多媒体通讯协议经过NAT设备后通讯失败的问题，又能通过复用的方式节约公网IP地址的资源。
Description
技术领域
本发明涉及多媒体数据传输，尤其是指一种应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法。
技术背景
在多媒体通讯中，都会涉及到多媒体通讯协议，而多媒体通讯协议中又都会涉及媒体流(视/音频流)的传输。
现有多媒体通讯协议中，考虑到现有技术中在利用IP网络进行媒体流传输时基本上都使用UDP(User Data Protocol：用户数据报协议)来承载媒体流，所以目前绝大多数多媒体通讯协议使用的都用UDP来承载媒体流。但是，由于UDP是一种面向无连接的传输层协议，因此NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备无法识别入向(从公网到专网，如：从因特网到企业网)UDP包应该转发到专网内哪个终端上，进而导致入向的UDP包被NAT设备拒绝，最终使多媒体通讯失败。
针对上述出现的问题，现有技术中常用的技术方案有如下两种：
一、静态NAT转换，其原理为：在NAT设备上把需要进行多媒体通讯的终端的专网IP地址静态映射成公网IP地址，即NAT设备预先把公网IP地址留给了专网内的多媒体终端。
二、动态NAT转换，其原理为：当有多媒体通讯时(通过知名端口识别，如：H.323协议的呼叫知名端口为1720)，NAT设备动态地把某个公网IP地址分配给专网内进行多媒体通讯的终端，直到多媒体通讯结束。
但是，上述二种技术方案都无法做到专网内多个多媒体通讯终端复用一个公网IP地址，即：一旦某个公网IP地址被固定分配给某个专网终端后，在此终端的多媒体通讯结束前，其他终端都不能使用此公网IP地址。这就使得在专网内终端(或其他H.323节点)很多的情况下，会造成公网IP地址资源的浪费。
另外，在NAPT(Net Address Port Translation：网络地址端口转换)方式下，目前仍没有能解决因UDP包被NAT设备拒绝而使多媒体通讯失败问题的技术方案。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明提供一种应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，包括如下的步骤：
A、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备判断专网终端是否通过别名呼叫公网终端，如果是，则NAT(Net AddressTranslation：网络地址转换)设备到公网上的GK(Gate Keeper：网守)为所述的专网终端进行注册，然后进行呼叫，否则所述的专网终端直接开始呼叫所述的公网终端；
B、通过步骤A中的呼叫专网终端与公网终端间建立呼叫。
步骤A中所述的注册包括如下步骤：
A1、专网终端向NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备发送注册请求信令；
A2、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备将注册请求信令中的RAS地址(RasAddress：Ras地址)和专网呼叫信令地址都修改成对公网可见的公网呼叫信令地址，并将修改后的注册请求信令发送给公网上的GK(Gate Keeper：网守)；
A3、GK(Gate Keeper：网守)向NAT设备发送注册允许信令；
A4、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备将注册允许信令中的呼叫信令地址又修改成终端的专网呼叫信令地址，并将修改后的注册允许信令发送给专网终端，至此，专网终端完成注册。
所述步骤B包括如下步骤：
B1、公网终端向GK(Gate Keeper：网守)发呼叫允许请求信令，请求呼叫专网终端，由于专网终端已经注册，于是GK(Gate Keeper：网守)通过呼叫允许证实信令告诉公网终端专网终端的专网呼叫信令地址；
B2、公网终端向专网终端的呼叫信令地址发起TCP(TransferControl Protocol：传输控制协议)连接，由NAT(Net AddressTranslation：网络地址转换)设备将专网终端的专网呼叫信令地址转给专网终端，在专网终端与公网终端间建立H.225的TCP(TransferControl Protocol：传输控制协议)连接；
B3、专网终端通过H.225的TCP(Transfer Control Protocol：传输控制协议)连接向公网终端发送连接信令，并通知其专网呼叫信令地址；NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备在转发连接信令的同时修改原H.245地址为转换后的H.245地址，并记录下此映射关系；
B4、公网终端在收到连接信令后，向专网呼叫信令地址发起TCP连接，由NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备将专网终端的原H.245地址转给专网终端，在专网终端与公网终端间建立H.245的TCP连接；
B5、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备在专网终端与公网终端间透明地传输能力交互、主从决定与地址无关的H.245信令；
B6、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备在转发建立逻辑通道信令给公网终端的同时，修改开放逻辑通道信令中RTP(Real Time Protocol：实时传输协议)包接收地址为原RTP(Real TimeProtocol：实时传输协议)包接收地址，并记录下此映射关系；
B7、公网终端收到开放逻辑通道信令后向专网终端转换后的RTP包接收地址发送RTP(Real Time Protocol：实时传输协议)流，NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备收到后根据步骤B6中的映射关系转发原RTP(Real Time Protocol：实时传输协议)包接收地址到专网终端，至此呼叫成功建立。
由于采用了以上的技术方案，所以本发明中的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法具有如下优点：
1、由于在整个过程中，信令的修改是在NAT设备中完成的，所以可在相对于用户透明地完成呼叫建立。
2、NAT设备通过把专网终端固定到同一个公网IP地址的不同UDP/TCP端口，而正确转发公网侧发来的RAS信令和H.225信令。
3、可以解决多媒体通讯协议经过NAT设备后通讯失败的问题，同时以复用的方式节约了公网IP地址资源。
附图说明
图1为本发明的系统组网图。
图2为本发的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法流程图
图3为本发明方法中的专网终端到公网GK注册的流程图。
图4为本发明方法中的专网终端与公网终端间建立呼叫流程图。
具体实施方式
下面以多媒体通讯协议中应用最广泛的H.323协议为例对本发明作详细说明。
请参考图1，为本发明的系统组网图，包括：公网终端T3、用于对公网终端T3进行管理的GK、符合H.323协议的专网终端T1、T2、专网中的计算机终端PC及用于连接专网和公网的NAT设备，本系统通过NAT设备将公网与专网连接起来，进而在公网终端T3和专网终端T1、T2间建立起通讯通道，在公网终端向专网终端呼叫时，NAT设备通过对信令的修改，保证呼叫的建立。
下面便结合图2、图3和图4对发明的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法作详细说明：
请参考图2，本发明的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法包括如下步骤：
A、判断专网终端T1或T2是否通过别名呼叫，如果是，则到公网上的GK(Gate Keeper：网守)进行注册，否则直接开始呼叫；
B、在专网终端与公网终端间建立呼叫。
其中，步骤1中的注册又包括如下步骤(以专网终端T1为例)，见图3：
A1、专网终端T1向NAT设备发送RRQ(Register Request：注册请求)信令；
A2、NAT设备将RRQ信令中的RAS(RasAddress：Ras地址)地址和专网呼叫信令(Call Signal Address)地址(ip_a，1720)都修改成对公网可见的公网呼叫信令地址(ip_A，port_1)，并将修改后的RRQ信令发送给公网上的GK；同时在修改后的地址上监听入向(从公网到专网)RAS和Q.931呼叫信令，让入向RAS和Q.931呼叫信令顺利通过NAT，最终到达专网终端T1，另外还将建立反映专网呼叫信令地址与公网呼叫信令地址关系的H.225/Q.931地址映射关系，具体如下：
| NAT修改后呼叫信令地址 | 原呼叫信令地址 | ||
| ip_A | port_1 | ip_a | 1720 |
| ip_A | port_2 | ip_b | 1720 |
可见此时专网终端T1和T2都复用一个公网IP地址IP_A，不过二者所用的UDP/TCP端口不一样，其中，专网终端T1为：port_1，专网终端T2为；port_2。
A3、GK向NAT设备发送RCF(Register Confirm：注册允许)信令；
A4、NAT设备将RCF中的呼叫信令地址(ip_A，port_1)又修改成终端的专网呼叫信令地址(ip_a，1720)，并将修改后RCF信令发送给专网终端T1，至此，专网终端T1完成注册。
当用别名呼叫的专网终端T1完成注册后，便进行步骤B，即在公网终端T3与专网终端T1间建立呼叫，其具体步骤如下，见图4：
B1、公网终端T3向GK发ARQ信令，请求呼叫专网终端T1，由于T1已经注册，于是GK通过ACF信令告诉公网终端T3专网终端T1的专网呼叫信令地址(ip_a，1720)；
B2、公网终端T3向专网终端T1的专网呼叫信令地址(ip_a，1720)发起TCP(Transfer Control Protocol：传输控制协议)连接，利用在注册过程中已建立的H.225/Q.931地址映射表，NAT设备将专网终端T1的专网呼叫信令地址(ip_a，1720)转给专网终端T1，进而在专网终端T1与公网终端T3间建立H.225的TCP连接；
B3、专网终端T1通过H.225的TCP连接向公网终端T3发送connect信令，并通知其专网终端T1的原H.245地址(ip_a，port_245)；NAT设备在转发connect信令的同时修改原H.245地址(ip_a，port_245)为转换后的H.245地址(ip_A，port_3)，并记录下此映射关系。该H.245地址映射关系如下：
| 转换后的H.245地址 | 原H.245地址 | ||
| ip_A | port_3 | ip_a | port_h245 |
B4、公网终端T3在收到connect信令后，向原H.245地址(ip_a，port_245)发起H.245的TCP连接，利用步骤B3中建立的H.245地址映射关系，NAT设备将专网终端T1的原H.245地址(ip_a，port_245)转给专网终端T1，在专网终端T1与公网终端T2间建立H.245的TCP连接；
B5、NAT设备在专网终端T1与公网终端T3间透明地传输能力交互、主从决定等与地址无关的H.245信令(H.245message)；
B6、NAT设备在转发OLC Ack信令给公网终端T3的同时，修改OLC Ack中原RTP包接收地址(ip_a，port_rtp_a)为转换后的RTP包接收地址(ip_A，port_3)，并记录下此映射关系；该RTP包接收地址映射关系如下：
| 转换后的RTP包接收地址 | 原RTP包接收地址 | ||
| ip_A | port_3 | ip_a | port_rtp_a |
B7、公网终端T3收到OLC Ack后，向专网终端T1转换后的RTP包接收地址(ip_A，port_3)发送RTP流(Rtp stream)，NAT设备收到后根据步骤B6中的RTP接收地址映射关系，将RTP流转发到专网终端原RTP包接收地址(ip_a，port_rtp_a)，至此呼叫成功建立。
由于采用了以上的技术方案，所以本发明方法具有如下优点：
1、由于在整个过程中，信令的修改是在NAT设备中完成的，所以可在相对于用户透明地完成呼叫建立。
2、NAT设备通过把专网终端固定到同一个公网IP地址的不同UDP/TCP端口，而正确转发公网侧发来的RAS信令和H.225信令。
3、可以解决多媒体通讯协议经过NAT设备后通讯失败的问题，同时以复用的方式节约了公网IP地址资源。
另外，对于其他多媒体协议，公网终端与专网终端间的呼叫过程也与上述的方法类似，只是具体的信令名称和字段名称有区别，在此就不再作详细说明。
Claims (10)
1、一种应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
A、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备判断专网终端是否通过别名呼叫公网终端，如果是，则NAT(Net AddressTranslation：网络地址转换)设备到公网上的GK(Gate Keeper：网守)为所述的专网终端进行注册，然后进行呼叫，否则所述的专网终端直接开始呼叫所述的公网终端；
B、通过步骤A中的呼叫专网终端与公网终端间建立呼叫。
2、如权利要求1所述的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，步骤A中所述的注册包括如下步骤：
A1、专网终端向NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备发送注册请求信令；
A2、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备将注册请求信令中的RAS地址(RasAddress：Ras地址)和专网呼叫信令地址都修改成对公网可见的公网呼叫信令地址，并将修改后的注册请求信令发送给公网上的GK(Gate Keeper：网守)；
A3、GK(Gate Keeper：网守)向NAT设备发送注册允许信令；
A4、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备将注册允许信令中的呼叫信令地址又修改成终端的专网呼叫信令地址，并将修改后的注册允许信令发送给专网终端，至此，专网终端完成注册。
3、如权利要求1或2所述的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，所述步骤B包括如下步骤：
B1、公网终端向GK(Gate Keeper：网守)发呼叫允许请求信令，请求呼叫专网终端，由于专网终端已经注册，于是GK(Gate Keeper：网守)通过呼叫允许证实信令告诉公网终端专网终端的专网呼叫信令地址；
B2、公网终端向专网终端的呼叫信令地址发起TCP(TransferControl Protocol：传输控制协议)连接，由NAT(Net AddressTranslation：网络地址转换)设备将专网终端的专网呼叫信令地址转给专网终端，在专网终端与公网终端间建立H.225的TCP(TransferControl Protocol：传输控制协议)连接；
B3、专网终端通过H.225的TCP(Transfer Control Protocol：传输控制协议)连接向公网终端发送连接信令，并通知其专网呼叫信令地址；NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备在转发连接信令的同时修改原H.245地址为转换后的H.245地址，并记录下此映射关系；
B4、公网终端在收到连接信令后，向专网呼叫信令地址发起TCP连接，由NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备将专网终端的原H.245地址转给专网终端，在专网终端与公网终端间建立H.245的TCP连接；
B5、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备在专网终端与公网终端间透明地传输能力交互、主从决定与地址无关的H.245信令；
B6、NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备在转发建立逻辑通道信令给公网终端的同时，修改开放逻辑通道信令中RTP(Real Time Protocol：实时传输协议)包接收地址为原RTP(Real TimeProtocol：实时传输协议)包接收地址，并记录下此映射关系；
B7、公网终端收到开放逻辑通道信令后向专网终端转换后的RTP包接收地址发送RTP(Real Time Protocol：实时传输协议)流，NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备收到后根据步骤B6中的映射关系转发原RTP(Real Time Protocol：实时传输协议)包接收地址到专网终端，至此呼叫成功建立。
4、如权利要求2所述的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，所述步骤A2在将注册请求信令中的RAS地址(RasAddress：Ras地址)和专网呼叫信令地址都修改成对公网可见的公网呼叫信令地址后，还监听入向RAS(RasAddress：Ras地址)和Q.93 1的呼叫信令。
5、如权利要求2所述的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，所述步骤A2在将将注册请求信令中的RAS地址(RasAddress：Ras地址)和专网呼叫信令地址都修改成对公网可见的公网呼叫信令地址后，还会建立一个专网呼叫信令地址与公网呼叫信令地址的映射关系，具体在H.323协议中，叫H.225/Q.931地址映射关系。
6、如权利要求5所述的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，步骤B2中所述的NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备将专网终端的专网呼叫信令地址转给专网终端，在专网终端与公网终端间利用专网呼叫信令地址的映射关系建立H.225的TCP(Transfer Control Protocol：传输控制协议)连接，具体在H.323协议中，即是利用了H.225/Q.931地址映射关系。
7、如权利要求3所述的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，步骤B4所述的NAT(Net Address Translation：网络地址转换)设备将专网终端的原H.245地址转给专网终端，在专网终端与公网终端间建立H.245的TCP(Transfer Control Protocol：传输控制协议)连接利用了步骤B3中所述的映射关系。
8、如权利要求7所述的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，所述的映射关系在H.323协议中，叫H.245地址映射关系。
9、如权利要求6所述的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，对于专网终端T1和T2，所述的H.225/Q.931地址映射关系具体为：
NAT修改后呼叫信令地址
原呼叫信令地址
ip_A
port_1
ip_a
1720
ip_A
port_2
ip_b
1720
10、如权利要求8所述的应用于多媒体通讯中的传输呼叫方法，其特征在于，对于专网终端T1，H.245地址映射关系具体为：
转换后的H.245地址
原H.245地址
ip_A
port_3
ip_a
port_h245
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