CN1705266A - 远程获取特定报文的方法及其应用及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种远程获取特定报文的方法及其应用及其系统，本发明的核心是通过远程向网关设备端发送待获取的报文的特征参数，及本端的地址信息；并由远端根据所述特征参数抓取特定报文，并将所述特定报文以本端的地址信息为目的地址向外发送，这样，本端便可以抓取到特定报文。本发明可以在因进行语音质量分析等需要获取特定语音报文时，仅需要相关人员启动所述抓包工具远程即可抓取报文，如可以直接在公司总部与相关设备连接实现抓包操作，从而省去了派人出差带来的解决问题周期长，所需成本较高的问题。另外，本发明提供的技术方案不需要改变任何现有的网络设备连接线路状况，从而保证对正常通信业务不造成任何干扰。

Description

远程获取特定报文的方法及其应用及其系统

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种通过远程抓包实现语音质量分析的技术。

背景技术

随着NGN(下一代网络)技术的不断成熟，在IP(互联网协议)网上承载语音得到了越来越广泛的应用。图1给出了NGN网络应用于语音服务的一个简单的单域组网图，图1中的SoftSwitch(软交换设备)是NGN网络中的核心设备，在实际组网中可以为一个，也可以为多个。图中的IAD(综合接入设备)、AMG(接入媒体网关)和TMG(中继媒体网关)等都是起媒体流转换的作用，也就是将用户的语音信号编码成G.711，G.729或G.723.1等格式的能在IP网上传输的语音帧，同时也把IP网络上的G.711，G.729或者G.723.1的语音帧解码成用户可以识别的语音信号。

在NGN的商用过程中，时常会出现用户反馈语音质量差的问题，通常采用的处理方法就是派技术人员到用户现场，进行抓包，然后利用语音质量分析工具(如cap2wav工具)将捕获的报文转换成wav(声音资源)文件再进行语音质量的分析，从而获得出现问题的原因所在。

目前所采用的抓包进行语音分析的典型组网图示意图如图2所示，其中MG1(网关1)和MG2(网关2)为反馈有语音质量问题的用户(用户1和用户2)所在的媒体网关设备，所述的媒体网关设备还可以是IAD、AMG或者TMG等设备。图中的抓包工具是运行在计算机上的软件，可以是sniffer，ethereal，netxray或者netmonitor等抓包工具软件。抓包工具所在的位置可以根据实际情况确定，要求位于需要被抓报文的传输线路上(如果不在被抓报文的传输线上是无法完成抓包操作的)，通常设置于媒体网关设备所在的位置现场；图中的组织者则可以是媒体网关设备商派到现场进行问题定位的技术人员，也可以电信局的维护人员。

基于上述组网结构，具体的抓包进行语音分析处理的过程包括以下步骤：

步骤1：用户1和用户2打通电话进行通话；

步骤2：组织者启动抓包工具进行抓包，抓包工具的具体抓包工作过程为：抓包工具通常根据用户输入的源IP地址、目的IP地址、方向和协议在被抓包的传输线路上进行抓包，所述的方向有从源到目的，从目的到源和双向三种，协议就是TCP/IP(传输控制协议/网际协议)里的各种协议，通常的设置是：源IP和目的IP选择主被叫媒体网关的设备IP地址，方向为双向，协议为UDP(用户数据报协议)即可，然后启动抓包就行了，最后停止抓包时输入要保存的文件名，也可以在启动之前设置需要保存的文件名。

步骤3：通话一段时间后，用户1和用户2挂机，中断通话过程，此时组织者停止抓包操作；

步骤4：组织者利用相应的语音质量分析工具将捕获的报文转换成wav格式的波形文件；

步骤5：组织者进行语音质量的分析，从而定位问题的所在。

可以看出，目前所采用的现场抓包并分析语音质量问题的技术方案主要存在以下缺点：

(1)针对用户出现的问题，必须派人到用户现场解决，导致所需要的成本较高，且分析语音质量问题所需要的周期较长；

(2)由于安装抓包工具的计算机必须通过HUB(集线器)接于传输线路上才能实现抓包，而电信局的设备一般是交换机或者路由器等，所以必须在原有设备上加HUB才能实现抓包功能，这样就必须改变机房的连接线路，之后，还要恢复原有的连接线路状况。在这个过程中因需要插拔网线，所以可能导致电信业务的中断，这对于可靠性要求较高电信业务来说是无法忍受的。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种远程获取特定报文的方法及其应用及其系统，从而使得无需再到用户现场进行获取特定报文，并可以保证整个获取特定报文过程无需改变原有的电信设备线路，保证通信业务不受影响。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种远程获取特定报文的方法，包括：

A、向远端发送待获取的报文的特征参数，及本端的地址信息；

B、远端根据收到的待获取的报文的特征参数确定待获取的报文，并将待获取的报文以本端的地址信息为目的地址向外发送；

C、本端接收并获取特定报文。

本发明所述的远程获取特定报文的方法中，若待获取特定报文为经过网关设备的用户语音报文，则所述步骤A包括：

向远端的网关设备发送待获取的语音报文的媒体流方向及相关的物理端口号，以及本端的IP(互联网协议)地址及UDP(用户数据报协议)端口号。

所述的步骤B包括：

远端的网关设备根据待获取的报文的特征参数确定待获取的特定报文，并将所述报文根据收到的本端的IP地址及UDP端口号封装上UDP头和IP头；

封装后的报文再加上以太网报头后发送至以太网中。

本发明所述的方法还包括：

本端向远端发送开始获取特定报文或停止获取特定报文的命令。

本发明还提供了一种基于上述方法的语音质量分析的方法，包括：

包含语音质量分析功能的本端接收通过所述方法获得的所述的特定报文，并进行相应的解封装处理，获得待获取的语音报文；

将所述的语音报文打上时间戳，并加上以太网报头后，以设定的文件名保存起来；

利用本端的语音质量分析功能对保存的语音报文进行语音质量分析。

本发明还提供一种远程获取特定报文的系统，包括远端处理装置和本端处理装置，所述的远端处理装置用于在远端获取特定报文并发送给本端处理装置，由本端处理装置接收并获取特定报文，其中，所述的远端处理装置进一步包括：

命令行模块：用于远程接收本端处理装置发送来的命令，并将接收的命令下发给封装模块，所述的命令包括待获取特定报文的特征参数信息及本端处理装置的地址信息；

媒体流处理模块：用于接收用户端产生的媒体流，并根据命令行模块发来的特征参数信息将其中特定的媒体流发送给封装模块；

封装模块：根据所述待获取特定报文的特征参数信息获取特定报文，并根据所述的本端处理装置的地址信息进行特定报文的封装处理，之后发送给发送模块；

发送模块：发送模块将封装模块发来的报文通过网络发送给本端处理装置。

所述的本端处理装置包括：

用户接口模块：用于在本地接收输入的命令，并向媒体流保存模块及远端处理装置下发所述命令；

接收处理模块：接收远端处理装置中的发送模块发来的报文，并对所述报文进行解封装处理，然后，将其发送给媒体流保存模块；

媒体流保存模块：接收所述接收处理模块发来的报文，并将其根据用户接口模块接收的命令进行保存。

所述的接收处理模块进一步包括：

接口模块：接收远端处理装置中的发送模块发来的报文，并将所述报文的以太网报头、IP报文头和UDP报文头去掉，之后发送给时间戳模块；

时间戳模块：将所述报文打上时间戳，并加上以太网报头后发送给媒体流保存模块。

所述的远端处理装置可以设置于远端的网关设备中，所述的网关设备包括IAD(综合接入设备)、AMG(接入媒体网关)和TMG(中继媒体网关)。

所述的本端处理装置可以设置于可以与远端处理装置通过网络相连的任何位置。

所述的本端处理装置还可以与用于进行语音质量分析的语音质量分析工具通信，将获取的特定报文发送给语音质量分析工具，由其进行相应的语音质量分析处理。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明由于所述的抓包工具是基于windows系统开发的，所以应该在任何PC机上都可以安装，使得语音通信过程中需要的抓包工作可以借助现有设备实现，且使用方便。同时，本发明可以在需要获取相应的语音报文(即需要抓包)时，只要电信局设备维护人员或其他技术人员启动所述抓包工具抓取报文即可，或者相关技术人员直接在公司总部与IAD等网关设备进行连接实现抓包操作，从而省去了派人出差带来的解决问题周期长，所需成本较高的问题。另外，本发明提供的技术方案不需要改变任何现有的网络设备连接线路状况，从而保证对正常通信业务不造成任何干扰。本发明对于当需要抓取报文的网关设备数量庞大并且所处地域较广时，尤其可以表现出其特有的方便性和经济性。

附图说明

图1为NGN的组网结构示意图；

图2为现有技术涉及的抓包方案的组网结构示意图；

图3为本发明所述的方法的流程图；

图4为本发明所述的装置的结构示意图；

图5为基于所述的装置的报文处理流程图；

图6为本发明中涉及的抓包方案的组网结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是通过远程发送控制命令获取相应的网关设备上流经的特定的媒体流(即特定报文)，从而方便对获取的媒体流进行质量分析，找出出现问题的原因。

为对本发明所述的方法有更清楚的了解，下面将结合附图以一个具体的应用实例对本发明提供的方法作进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于该实例。

网络中，当IAD、AMG或TMG等网关设备下连接的用户上报出现问题时，便出现一个需要获取特定报文的需求，以便于由网络维护人员或相关技术人员对特定用户的报文进行语音质量分析并最终定位出问题所在。参见图3，本发明所述的方法具体可以包括以下处理过程：

步骤31：网络维护人员或相关技术人员需要确定待获取的报文(即媒体流)的特征参数，如需要获取的媒体流的方向及媒体流经过的物理端口号等信息，所述的媒体流方向包括上行、下行两个方向的流，所述的物理端口号是指需要获取的特定媒体流涉及的用户连接于网关设备上的端口号；

步骤32：确定完成所述的特征参数信息后，则将所述的特征参数、本端(即获取特定媒体流的一端)的地址信息及控制命令信息发送给远端媒体网关，所述的远端媒体网关为内嵌有远程抓包功能的媒体网关设备；

发送给远端的本端的地址信息可以为本端的IP地址信息和UDP端口号信息，所述的本端地址信息的作用就是保证远端获取的特定媒体流可以根据该地址信息发送给本端；

所述的控制命令信息包括通知远端开始获取特定的媒体流或停止获取特定的媒体流等的命令，远端收到所述的开始获取特定的媒体流的命令后，则执行步骤33至步骤35；

步骤33：远端收到所述的特征参数信息后，则根据待获取的报文的特征参数信息获取特定的媒体流，所述的媒体流就是用户通话产生的媒体流，也就是流经本媒体网关的媒体流；

步骤34：根据收到的所述的本端的地址信息，将特定的媒体流根据所述的地址信息进行封装处理，封装后的报文的目的地址为本端的地址信息，如前所述，所述的地址信息可以为相应的IP地址信息和UDP端口号信息，因此该步骤需要为所述的报文加上承载着所述的IP地址信息的IP报头和UDP端口号信息的UDP报头；

步骤35：将经过封装处理后的报文加上以太网报文头后通过网络远程发送给本端，这样本端便可以获取其需要的特定的媒体流；

当本端完成获取特定的媒体流的过程后，则还需要向远端发送停止获取特定的媒体流的命令，远端接收到该命令后，则停止获取特定的媒体流的操作处理过程。

基于上述本发明提供的获取特定报文的方法，本发明还提供了一种该方法的应用方式，即一种语音质量分析的方法，该方法具体包括：

包含有语音质量分析功能的本端接收远端的特定报文，并去掉报文中由IAD等网关设备加上的以太网报文头，及封装模块加上的IP报文头和UDP报文头，获得远端的IP层的报文；

将所述的远端的IP层的报文根据接收时间打上时间戳，时间戳记录的是接收到该报文的相对于启动该工具时间的相对时间，单位为微秒，作用是标记前后报文到达的时间，据此可以计算出前后报文的时间间隔，可以分析网络的时延和抖动等；

将打上时间戳的报文再加上以太网报文头，并以设定的文件名保存，由于通常语音质量分析工具在处理抓取的报文时，是按照标准的以太网报文的格式进行处理，因此，此处需要将所述报文加上以太网报头；

本端的语音质量分析功能部分根据保存的以太网语音报文进行相应的语音质量分析，从而方便快捷地定位出用户上报的问题出现的原因。

本发明还提供了一种远程获取特定报文的系统，为对所述系统有着进一步的了解，下面再结合附图对所述的系统进行详细的说明，且下面所提供的系统是一个基于上述获取特定报文的方法及读音质量分析的方法实现的系统。

本发明所述的系统包括两部分，如图4所示，一部分为远端处理装置，用于在远端根据本端的命令进行特定报文的获取，并发送给本端处理装置，该部分设置于用户端，通常可以设置于IAD等网关设备中，并由相应的软件实现；另一部分为本端处理装置，该部分为获取特定报文的发起端，也是最终获取特定报文的一端，该部分的位置可以根据需要灵活设置于可以通过网络与远端处理装置通信的任何位置，具体可以根据网络维护人员或特定的技术人员的需要设置于相应的位置。

仍参见图4，当为语音质量分析目的获取特定报文时，所述的设置于IAD等网关设备中的远端处理装置进一步包括以下各模块：

命令行模块：远程接收通过本端处理装置配置的命令，包括特定报文获取方(本端处理装置)远程设置的要抓取的用户媒体流的方向及要抓取的用户媒体流相关的物理端口号，所述的要抓取的媒体流方向可以为上行、下行或全部，所述的要抓取的物理的电话端口可以是网关设备的单个端口，也可以是全部端口，所述配置的命令还包括抓包工具所在的本端处理装置的IP地址和UDP端口号；然后，将所述的命令下发给封装模块和媒体流处理模块；

媒体流处理模块：用于根据命令行模块发来的特征参数信息确定接收用户媒体流中指定的媒体流(即特定报文)，然后转发给封装模块；

封装模块：接收媒体流处理模块传输来的用户媒体流，对其中符合要抓取的用户媒体流方向和符合要抓取的用户媒体流相关的物理端口的报文进行处理，处理的内容是在现有用户媒体流报文的前面加上UDP头和IP头，其中UDP头的端口号和IP地址为所配置的本端处理装置的IP地址和端口号；

发送模块：对封装后的媒体流报文自动加上以太网报文头后发送到网络中进行转发，由于报文的目的地址为本端处理装置的地址信息，所以最终本端处理装置将获取到该特定的媒体流。

再参见图4，该系统所述的本端处理装置进一步包括以下模块：

用户接口模块：用于与用户(即网络维护人员或特定的技术人员)进行交互，获取相关的信息，具体包括：接收用户输入的远端处理装置的IP地址信息和需要抓取的特定媒体流的特征参数信息，及要保存的抓取的报文文件的文件名，及接收用户的启动抓包过程和停止抓包过程的命令；对于其中部分信息需要通过网络远程发送给远端处理装置的命令行模块，发送时为根据远端处理装置的IP地址信息进行发送，所述的部分信息包括：本端需要抓取的用户媒体流的方向和需要抓取的用户媒体流相关的物理端口号，以及本端处理装置的IP地址和UDP端口号；

Socket(接口)模块：接收远端处理装置发送来的报文，并转发给时间戳模块，接口模块会自动去掉报文中由IAD等网关设备加上的以太网报文头，及封装模块加上的IP报文头和UDP报文头，发送给时间戳模块的只是IAD的媒体流处理模块接收的IP层的报文；

时间戳模块：把接口模块发来的报文根据接收时间打上时间戳，时间戳记录的是接收到该报文的相对于启动该工具时间的相对时间，单位为微秒，作用是标记前后报文到达的时间，据此可以计算出前后报文的时间间隔，可以分析网络的时延和抖动等，加上以太网报文头，同时发送给媒体流保存模块，由于通常语音质量分析工具在处理抓取的报文时，是按照标准的以太网报文的格式进行处理，因此，此处需要将所述报文加上以太网报头；

媒体流保存模块：根据用户接口模块获得的要保存的抓取的报文文件的文件名，将从时间戳模块接收到的报文进行保存。

媒体流保存模块保存的文件便可以提供给语音质量分析部分进行相应的语音质量分析，从而方便快捷地定位出用户上报的问题出现的原因，例如通过语音质量分析可以确定主叫网关或者被叫网关编解码器对IP网络的时延，抖动，丢包处理不当的问题。当然，所保存的文件也可以用于其他用途的应用，本发明的核心是提供一种远程获取特定报文的技术方案，并不限定获取的特定报文的用途及内容，所述的特定报文也可以是信令，比如NGN网络中的MGCP(媒体网关控制协议)和H.248协议等信令，并利用抓包工具(如sniffer，ethereal等)提供的报文解析功能，解析各种协议。

以网关设备IAD为例，下面再对基于上述系统的特定报文抓取过程中报文的传输处理过程及报文的格式进行说明，如图5所示：

IAD的媒体流处理模块接收用户的媒体流，该IP层媒体流的格式为：|IP头|UDP头|RTP头|语音净荷|，将所述的IP层媒体流发送给封装模块；

所述封装模块将IP层媒体流增加UDP头和IP头，获得的报文格式为：|IP头|UDP头|IP头|UDP头|RTP头|语音净荷|，将该报文再发送给发送模块；

发送模块为该报文增加以太网报文头，增加后的报文格式为：|以太网头|IP头|UDP头|IP头|UDP头|RTP头|语音净荷|，将该报文通过网络发送给本端处理装置中的接口模块；

首先由接口模块去掉以太网头，及封装模块增加的IP头和UDP头，之后获得的报文的格式为：|IP头|UDP头|RTP头|语音净荷|，将该报文发送给时间戳模块；

时间戳模块为该报文增加以太网报文头，获得报文的格式为：|以太网头||IP头|UDP头|RTP头|语音净荷|，之后将该报文发送给媒体流保存模块，由其保存。

下面将再以一个本发明在具体网络中的应用实例对本发明进行说明。

如图6所示，当前，需要应用本端的抓包工具PackRecv(即本端处理装置)抓取主叫IAD发送的媒体流，所述的抓包工具运行在安装有win98或者win2000的计算机上，与IAD之间通过IP网络相连，抓取报文过程中必须保证抓包工具与待抓包的IAD之间网络畅通，对于抓取到的报文的保存格式可以根据需要灵活设置，本发明不限定。以图6中的话机1为主叫，话机2为被叫，则相应的抓包处理过程如下：

按图6所示连接线路，从安装抓包工具的计算机上Ping IAD1的IP地址，结果查找成功；

启动本端抓包工具，并设置IAD1的IP地址和UDP端口号，目的是令本端的工具知道要从对端的那个IP地址和UDP端口接收媒体流报文，及接收的媒体流报文需要保存的文件的文件名，然后，向IAD1的命令行模块发送启动抓包命令；

远程向IAD1设置远端抓包工具的IP地址和UDP端口(保证远端的IAD1知识自己的媒体流发送至哪个IP地址和UDP端口号上)号，需要抓取的媒体流的方向，即需要抓取的是IAD1到IAD2的媒体流，还是IAD2到IAD1的媒体流，或者是全部的媒体流；

上述设置过程完成后，假设用户1拨叫用户2的号码并进行通话，此时，IAD1中的远端处理模块便开始根据设置的条件获取特定的媒体流，并将其发送给本端处理装置，当媒体流抓取过程结束后，则本端处理装置向IAD1发送停止抓包过程，即令IAD1中的远端处理装置停止向本端处理装置发送媒体流。

当然，如果要对被叫IAD2进行抓包，则只需要更改抓包工具设置的远端处理装置的IP地址和UDP端口号，在IAD2上启动远端处理装置的抓包处理过程即可。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (11)

1、一种远程获取特定报文的方法，其特征在于包括：

A、向远端发送待获取的报文的特征参数，及本端的地址信息；

B、远端根据收到的待获取的报文的特征参数确定待获取的报文，并将待获取的报文以本端的地址信息为目的地址向外发送；

C、本端接收并获取特定报文。

2、根据权利要求1所述的远程获取特定报文的方法，其特征在于，若待获取特定报文为经过网关设备的用户语音报文，则所述步骤A包括：

向远端的网关设备发送待获取的语音报文的媒体流方向及相关的物理端口号，以及本端的IP(互联网协议)地址及UDP(用户数据报协议)端口号。

3、根据权利要求1或2所述的远程获取特定报文的方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

远端的网关设备根据待获取的报文的特征参数确定待获取的特定报文，并将所述报文根据收到的本端的IP地址及UDP端口号封装上UDP头和IP头；

封装后的报文再加上以太网报头后发送至以太网中。

4、根据权利要求1所述的远程获取特定报文的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

本端向远端发送开始获取特定报文或停止获取特定报文的命令。

5、一种基于权利要求1所述方法的语音质量分析的方法，其特征在于，包括：

包含语音质量分析功能的本端接收通过所述方法获得的所述的特定报文，并进行相应的解封装处理，获得待获取的语音报文；

将所述的语音报文打上时间戳，并加上以太网报头后，以设定的文件名保存起来；

利用本端的语音质量分析功能对保存的语音报文进行语音质量分析。

6、基于所述远程获取特定报文的方法实现的一种远程获取特定报文的系统，其特征在于，包括远端处理装置和本端处理装置，所述的远端处理装置用于在远端获取特定报文并发送给本端处理装置，由本端处理装置接收并获取特定报文，其中，所述的远端处理装置进一步包括：

命令行模块：用于远程接收本端处理装置发送来的命令，并将接收的命令下发给封装模块，所述的命令包括待获取特定报文的特征参数信息及本端处理装置的地址信息；

媒体流处理模块：用于接收用户端产生的媒体流，并根据命令行模块发来的特征参数信息将其中特定的媒体流发送给封装模块；

封装模块：根据所述待获取特定报文的特征参数信息获取特定报文，并根据所述的本端处理装置的地址信息进行特定报文的封装处理，之后发送给发送模块；

发送模块：发送模块将封装模块发来的报文通过网络发送给本端处理装置。

7、根据权利要求6所述的远程获取特定报文的系统，其特征在于，所述的本端处理装置包括：

用户接口模块：用于在本地接收输入的命令，并向媒体流保存模块及远端处理装置下发所述命令；

接收处理模块：接收远端处理装置中的发送模块发来的报文，并对所述报文进行解封装处理，然后，将其发送给媒体流保存模块；

媒体流保存模块：接收所述接收处理模块发来的报文，并将其根据用户接口模块接收的命令进行保存。

8、根据权利要求7所述的远程获取特定报文的系统，其特征在于，所述的接收处理模块进一步包括：

接口模块：接收远端处理装置中的发送模块发来的报文，并将所述报文的以太网报头、IP报文头和UDP报文头去掉，之后发送给时间戳模块；

时间戳模块：将所述报文打上时间戳，并加上以太网报头后发送给媒体流保存模块。

9、根据权利要求6、7或8所述的远程获取特定报文的系统，其特征在于，所述的远端处理装置可以设置于远端的网关设备中，所述的网关设备包括IAD(综合接入设备)、AMG(接入媒体网关)和TMG(中继媒体网关)。

10、根据权利要求6、7或8所述的远程获取特定报文的系统，其特征在于，所述的本端处理装置可以设置于可以与远端处理装置通过网络相连的任何位置。

11、根据权利要求6、7或8所述的远程获取特定报文的系统，其特征在于，所述的本端处理装置还可以与用于进行语音质量分析的语音质量分析工具通信，将获取的特定报文发送给语音质量分析工具，由其进行相应的语音质量分析处理。

Images