CN1731744A - 分组语音网络的监听方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信领域，公开了一种分组语音网络的监听方法，使得不易被受到监听的对象察觉，比较安全可靠，并能够对所有分组终端用户实现监听。这种分组语音网络的监听方法包含以下步骤：A通过信令代理设备和媒体代理设备跟踪指定用户的通信过程；B通过代理设备复制指定用户通信过程中的媒体报文；C代理设备将网间互联协议目的地址/端口设置为监听台设置的指定用户地址/端口，并向监听台转发复制的媒体报文。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及分组网络中的合法监听技术。
背景技术
通信技术的持续进步在很大程度上影响着人们用新的方式交换信息的能力，在以前，语音业务主要采用电路时分复用技术承载，而电路时分复用技术虽然可以解决语音业务的传送，却对新兴的数据、多媒体业务支持较差，为了更好的支持数据、多媒体业务，以网间互联协议(Internet Protocol，简称“IP”)技术为核心的网络逐渐兴起。但是，对于运营商来说，语音业务保持较高的利润，而新兴数据、多媒体业务的利润虽然逐年上升，但目前还比不上语音业务。新技术推动电信网络从电路交换向分组、包交换网络演进。未来的网络必然是一个以分组、包交换网络为核心的可以提供括语音、数据和多媒体传送的高速网络，这样的网络称为下一代网络(Next Generation Network，简称“NGN”)。为了在NGN网络中支持语音业务，分组语音技术得到大发展，以提供基于IP的语音传送的分组语音(Voice over IP，简称“VoIP”)技术已经广泛开展引用，这样NGN网络也逐步的可以从试验走向商用，运营商看到NGN网络可以很好的支持原先的具有较高利润的语音业务，也可以适应未来数据和多媒体等新兴业务的快速增长，而且新建网络可以实现盈利，所以电信网络大规模升级换代的时刻即将到来。于是新一代网络，无论是国家还是运营商都提出必须解决分组网络的合法监听的问题。在传统的电路交换机上合法监听的技术、接口标准和产品都已经比较成熟，但分组网络中，网络核心技术已经和传统的电路交换网络完全的不同，所以在分组网络中合法监听还是一个新课题，必须提出新的解决方案。
在实际应用中，上述方案存在以下问题：网关无法对分散的媒体终端监听，并且被监听对象容易察觉，导致监听不够安全可靠。
造成这种情况的主要原因在于，在NGN网络中，媒体网关设备上进行监听只能针对一部分客户，即该媒体网关直接管理的用户。对诸如使用IP电话软件的PC终端或简单的IAD设备之类分散的媒体终端，则无法实现监听功能。
当通过软交换设备实现监听时，由于通常软交换设备本身只处理信令流，并不处理媒体流，所以需要增加一个专门的媒体资源服务器或监听台。在监听的时候，软交换设备根据监听指示，将主叫和被叫的呼叫流程进行重定向，使得主叫、被叫分别和媒体资源服务器呼叫，然后媒体资源服务器将中继的媒体流转发到真实的被叫方和主叫方。
由此可见，正常的呼叫流程中主叫和被叫是直接交互媒体流的，但被监听的时候，分别和媒体资源服务器直接交互媒体流，导致正常情况下的媒体报文源地址和监听状态下的媒体报文源地址不一致。由此，被监听的用户能够通过报文的IP地址发现自己被监听。此外，如果被监听用户根据被监听时接收的报文，还能够获得媒体资源服务器或监听台的IP地址，从而对该地址进行攻击，为监听带来安全问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种分组语音网络的监听方法，使得不易被受到监听的对象察觉，比较安全可靠，并能够对所有分组终端用户实现监听。
为实现上述目的，本发明提供了一种分组语音网络的监听方法，包含以下步骤：
A通过信令代理设备和媒体代理设备跟踪指定用户的通信过程；
B通过所述代理设备复制所述指定用户通信过程中的媒体报文；
C所述代理设备将网间互联协议目的地址/端口设置为监听台设置的指定用户地址/端口，并向监听台转发所述复制的媒体报文。
其中，所述步骤A中，所述信令代理设备和所述媒体代理设备是一个整体设备。
所述步骤A中，所述信令代理设备和所述媒体代理设备是两个通过消息交互的独立设备。
所述监听台设置在所述信令代理设备上，并在其上设置所述监听条件。
所述步骤A中还包含以下步骤：
A1设置监听条件，其中所述监听条件是主叫或被叫用户号码、或预定时间段的指定网间互联协议地址，或它们的任意组合；
A2根据所述监听条件判断是否是所述指定用户的呼叫，如果是，则通过所述信令代理设备和媒体代理设备对所述用户的通信过程进行跟踪。
所述步骤B中，所述媒体报文包含音频报文、或视频报文、或数据报文、或它们的任意组合。
所述步骤C中，还包含以下步骤：所述监听台对接收到的所述复制的媒体报文进行保存。
在所述步骤C终，预先设置了多个监听台，并且所述代理设备将所述复制的媒体报文转发给所述多个监听台。
所述监听台是一个独立的设备，或者设置在所述媒体代理设备内。
本发明还提供了一种分组语音网络的监听系统，包含
通过分组语音网络连接的至少两个分组终端，用于通过信令和媒体流交互实现相互之间的通信；
监听台，用于进行监听所收到的媒体流；
软交换设备，用于为所述分组终端的通信提供业务呼叫控制和连接控制功能；
代理设备，用于对所述分组终端的通信中所有信令和媒体流进行转发，根据设置的跟踪条件跟踪呼叫接续过程，并在满足跟踪条件时对所述媒体流进行复制，将复制的媒体流转发到所述监听台。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，通过信令代理设备和媒体代理设备跟踪指定用户的通信过程，并复制指定用户通信过程中的媒体报文，再由代理设备将IP目的地址/端口设置为监听台设置的指定用户地址/端口，向监听台转发复制报文。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即不需要软交换设备做特殊的信令处理和媒体处理，通过一个代理设备来接入所有的分组终端用户，并实现信令代理和媒体代理的功能，从而能够方便地跟踪特定的用户通信，并通过媒体报文的复制实现合法监听。另一方面，对终端用户而言，正常呼叫和被监听的呼叫的信令报文/媒体报文的IP地址相同，被监听的终端用户不能察觉二者的差异，使合法监听的过程更可靠更安全。可见，本发明的方案使得监听更加有效、安全可靠、便于运营。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施例的分组语音网络的监听方法涉及的网络连接示意图；
图2是在没有监听的情况下的呼叫流程示意图；
图3是是根据本发明的一个实施例的分组语音网络的监听方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，根据本发明搭建的网络图由被监听域分组终端用户10、11，代理设备(Proxy Server)12，监听台(Watch)13，分组语音网络14，以及网络另一端的分组终端用户15、16构成。
其中，分组终端用户10、11代表所有直接接入代理设备12的被监听域分组终端用户。根据本发明，在此域中的分组终端用户无论是主叫方还是被叫方，都可以被监听。
代理设备12接入所有的被监听域分组终端用户10、11，用于实现信令和媒体代理，根据设置的跟踪条件跟踪呼叫接续过程，并在满足跟踪条件时对媒体流进行复制，将复制的媒体流转发到监听台13。需要说明的是，信令代理设备和媒体代理设备在物理上可以合一，也可以分成两个相对独立的设备。图1用一个框图代表了信令代理设备和媒体代理设备合一的情况。
监听台13用于实现合法监听，监听内容不限于语音，还包括视频、数据等多媒体业务。需要说明的是，它既可以是媒体代理的一个部件或模块，也可以是和媒体代理完全独立的一个设备或多个设备。图1示出只有一个监听台13且和媒体代理完全独立的情况。
分组语音网络14是用于传送分组终端用户信息的网络，分组核心业务设备比如软交换设备和媒体网关设备包含在其中，分组语音网络传送的信息可以是语音、视频、数据等各种业务。软交换设备用于提供业务呼叫控制和连接控制功能。
分组终端用户15、16代表分组语音网络14另一端的分组终端用户，如图1所示，它们和被监听域分组用户建立的信息通道可以被监听。
为了使本发明更加容易理解，下面以会话初始协议(Session InitiationProtocol，简称″SIP″)的呼叫流程为例，结合本发明及附图，简单说明无监听和有监听下的呼叫流程。
首先简单介绍SIP协议的总体概况。
SIP系统包括用户代理(User Agents，简称″UA″)以及一个或多个服务器。SIP系统既可以是专用网段、通过公用因特网连接的网段，也可以是支持其它IP信令协议的企业网中设备的逻辑分组。
SIP的信令方法有6种，分别是Invite(邀请)、Ack(回应)、OPTIONS(选项)、BYE(结束)、CANCEL(取消)和REGISTER(注册)。其中，在下文描述的根据本发明的实施例中出现的Invite，表示这是呼叫处理周期中呼叫方发送的第一条消息，它在SIP报头中包含的信息，标识了呼叫方(From)、呼叫ID(Call-ID)、被叫方(To)、呼叫顺序编号(Cseq)和其它一些内容，基本上它说明了一个呼叫正在被发起。Ack，表示呼叫方已经收到了对Invite请求的确认。BYE，表示客户端发送这条消息给呼叫代理以释放呼叫，发送端点终止媒体流，认为呼叫已经终止，而且不管来自远程端点的应答。
SIP还定义六种对消息的应答，每种类型的应答使用应答编码列表中的一种编码。例如在下文描述的根据本发明的实施例中出现的ringring(编码180)，表示虚拟或者真实的电话正在振铃。ok(编码200)，表示请求成功执行。
以上介绍了SIP协议的总体概况，接下来参照图2，描述在无监听情况下的呼叫流程。如图2所示。
主叫用户代理20的媒体网关控制器(Media Gateway Controller，简称″MGC″)被设置成代理设备21的名字。首先，在步骤210，主叫用户代理20将信令Invite请求发送到代理设备21，其中的To域指定了被叫用户代理23的名字。
此后进入步骤211，一旦代理设备21找到被叫用户代理23的位置，它就将信令Invite发送给分组语音网络的核心设备软交换设备(Soft switch)22，代理设备21除了在Via域中添加它自己的服务器名称外，不改变该请求的报头域，也就是说，步骤211中的信令Invite请求和步骤210中的信令Invite相比只是在Via域中增加了代理设备21的名称。
接着进入步骤212，软交换设备22向被叫用户代理23传送信令Invite，具体的说，该信令Invite被发送到公认的STP UDP端口(5060)。
然后进入步骤213，当呼叫到达远端的被叫用户代理23后，虚拟的或者是真实的电话开始振铃，此时一条新的信息应答ringing开始向软交换设备22回传。
当软交换设备22收到上述应答ringing后，进入步骤214，软交换设备22向代理设备21转发应答ringing。同样，代理设备21也在应答ringing到达后，进入步骤215，即向主叫用户代理20转发应答ringing。熟悉本领于的技术人员应该知道，在这个过程中，步骤213、214和215中的应答ringing的内容都一样，即告知主叫方，被叫用户已经振铃了。
另一方面，当被叫用户代理23响应后，即拿起电话或者同意建立连接，则进入步骤216，被叫用户代理23将一条应答ok发送给软交换设备22。然后进入步骤217，由软交换设备22将应答ok发送给代理设备21。此后进入步骤218，代理设备21将应答ok发送到主叫用户代理20。
此后，进入步骤219，由主叫用户代理20向代理设备21发送一条信令Ack，确认对先前在步骤210中由主叫用户代理20发出的信令Invite的成功应答。此后，进入步骤220，代理设备21向软交换设备22转发信令Ack。接着进入步骤221，软交换设备22转发信令Ack到达被叫用户代理23。需要说明的是，信令Ack并非多余，它是一条请求信令，当同时是对信令Invite的确认的情况下，媒体流开始在两个端点的传输地址上流动，并且信令Ack不需要应答。
执行到步骤221时，已经到达SIP的通话点，媒体流流过实时传输协议RTP(RealTime Transfer Protocol，简称″RTP″)，而实时传输控制协议RTCP(RealTimeTransfer Control Protocol，简称″RTCP″)提供对连接质量的统计数据和监控。熟悉本领于的技术人员可以理解，传统的代理服务器不会有媒体处理和转发的功能，在建立连接后呼叫流变成直接模型。而本发明中的代理设备21中的媒体代理功能使主叫、被叫双方的媒体流都通过代理设备21来转发。在双方开始进行RTP/RTCP交互的过程中，主叫和被叫无论是否处于被监听状态都将RTP/RTCP报文发送到代理设备21，只是代理设备21对媒体流的处理和转发流程稍有差异。在无监听的情况下，代理设备21收到主叫方的RTP/RTCP报文，根据信令交互中的RTP/RTCP地址转换关系将RTP/RTCP报文的IP源地址/端口变换为代理设备21的地址/端口，IP目的地址/端口变换为被叫方的地址/端口，然后向被叫方直接转发；收到被叫方的RTP/RTCP报文，采用类似的变换，向主叫方直接转发。在无监控的情况下，不复制双方的包括音频、视频及数据报文在内的媒体报文。
本次呼叫流程结束的时候，进入步骤222，主叫用户代理20再发出信令bye给代理设备21，以释放呼叫，同时主叫用户代理20终止媒体流，认为呼叫已经终止，而不管来自远端被叫用户23的应答。此后，在步骤223，代理设备21还是将信令bye转发给软交换设备22。接着进入步骤224，软交换设备22将信令bye抓发给被叫用户代理23。同时，当被叫用户代理23挂机后，进入步骤225，由被叫用户代理23向软交换设备22发送一条应答ok。此后进入步骤226，软交换设备将应答ok发送给代理设备21。最后进入步骤227，由代理设备21将应答ok转发给主叫用户代理20。
上面已经参照图2，对无监听情况下的呼叫流程进行了说明。接下来再进一步描述根据本发明的一个实施例中有监听情况下的呼叫流程。
如图3所示，主叫用户代理30的MGC已设置成代理设备31的名字。首先在步骤310，主叫用户代理30将一条信令Invite被发送给代理设备31，其中的To域指定了被叫用户代理34的名字。
此后，一旦代理设备31找到被叫用户代理34的位置，就进入步骤311，代理设备31将信令Invite发送给分组语音网络的核心设备软交换设备33，其中，代理设备31除了在Via域中添加它自己的服务器名称外，不改变该请求的报头域。
同时在监听的情况下，代理设备31在接收到主叫用户代理30的信令Invite后，根据主叫或被叫号码判断出是否被监听的呼叫，如果是需要被监听的，则进入步骤314，即通知监听台32创建监听通道(Create Channel)。此后进入步骤315，监听台32反馈该通道的信息，即信令Ack。
在此后的流程中，当获得双方最后确认的SDP信息，比如SIP消息的200Ack消息之后，在步骤325，代理设备31根据是否需要监听的标识通知监听台32该呼叫双方的SDP信息(Notify SDP)，即会话描述协议通报，主要是编解码方式等，于是监听台32能够选择正确的RTP编解码方式来解析监听到的报文。另一方面，在步骤313，软交换设备33向被叫用户代理34传送信令Invite请求，信令Invite被发送到公认的STP UDP端口(5060)。信令Iinvite到达远端的被叫用户代理34后，虚拟和真实的电话开始振铃。此后在步骤316，一条新的信息应答ringing开始从被叫用户代理34向软交换设备33回传。此后，进入步骤317，软交换设备33向代理设备31转发应答ringing。此后，进入步骤318，代理设备31向主叫用户代理30转发应答ringing318。
熟悉本领域的技术人员应该理解，在步骤316、317和318中的应答ringing内容都一样，即告知主叫方，被叫用户已经振铃了。
当被叫用户代理34响应后，即拿起电话或者同意建立连接。此时进入步骤319，被叫用户代理34向软交换设备33发送一条应答ok。接着进入步骤320，通过软交换设备33向代理设备31转发应答ok。此后再进入步骤321，通过代理设备31转发应答ok到主叫用户代理30。
然后进入步骤322，主叫用户代理30再发一条信令Ack给代理设备31，确认对先前发出的信令Invite的成功应答。接着进入步骤323，由代理设备31将信令Ack转发给软交换设备33。然后进入步骤324，软交换设备33向被叫用户代理34转发应答Ack。这时媒体流开始在两个端点的传输地址上流动。Ack不需要应答。
经过上面的流程，已经到达SIP的通话点，媒体流流过RTP，而RTCP提供对连接质量的统计数据和监控。在有监听的情况下，代理设备31除了进行和无监听情况下相同的处理外，还需要复制一份接收到的主叫或被叫的RTP/RTCP报文，将IP目的地址/端口变换为监听台设置的主叫或被叫地址/端口，向监听台转发。监听台就可以同时监听到主叫和被叫的通话，甚至视频通信了，并可以将接收到的报文以一种方便的格式保存下来。
当本次呼叫流程结束时，在步骤326，主叫用户代理30向代理设备31发送信令bye，以释放呼叫，同时主叫用户代理30终止媒体流，认为呼叫已经终止，而不管来自远端被叫用户34的应答。需要说明的是，代理设备31还是在步骤327中将信令bye转发给软交换设备33。此后在步骤328中，软交换设备33将信令bye转发给被叫用户代理34。
此后，当被叫用户代理34挂机后，在步骤329中，被叫用户代理34向软交换设备33发送一条应答ok，并在步骤330中由软交换设备33将应答ok转发给代理设备31。最后在步骤331，由代理设备31将应答ok转发给主叫用户代理30。
熟悉本领域的技术人员不难理解，在上述呼叫流程中，具体消息的交互次序和格式不限于此。同时，在根据本发明的其他实施例中，代理设备在运用中可以设置多个监听台，用于供多人同时监听；并且可以灵活地设置监听的条件，比如主叫或被叫号码，或某个时段的某个IP地址等等。
另外值得说明的是，在对本发明的具体实现中，代理设备的信令代理和媒体代理可以是统一的一个设备或部件，也可以分成两个相对独立的设备，信令代理和媒体代理之间采用消息交互。同样，监听台既可以是代理设备的一个部件或模块，也可以是一个或多个独立的设备。当代理设备的信令代理和媒体代理分开的时候，通常在信令代理上设置监听台和监听条件，但监听台可以是媒体代理的一部分或独立的设备。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种分组语音网络的监听方法，其特征在于，包含以下步骤：
A通过信令代理设备和媒体代理设备跟踪指定用户的通信过程；
B通过所述代理设备复制指定用户通信过程中的媒体报文；
C所述代理设备将网间互联协议目的地址/端口设置为监听台设置的指定用户地址/端口，并向监听台转发所述复制报文。
2.根据权利要求1所述的分组语音网络的监听方法，其特征在于，所述步骤A中，所述信令代理设备和所述媒体代理设备是一个整体设备。
3.根据权利要求1所述的分组语音网络的监听方法，其特征在于，所述步骤A中，所述信令代理设备和所述媒体代理设备是两个通过消息交互的独立设备。
4.根据权利要求3所述的分组语音网络的监听方法，其特征在于，所述监听台设置在所述信令代理设备上，并在其上设置所述监听条件。
5.根据权利要求1所述的分组语音网络的监听方法，其特征在于，所述步骤A中还包含以下步骤：
A1设置监听条件，其中所述监听条件是主叫或被叫用户号码、或预定时间段的指定网间互联协议地址、或它们的任意组合；
A2根据所述监听条件判断是否是所述指定用户的呼叫，如果是，则通过所述信令代理设备和媒体代理设备对所述用户的通信过程进行跟踪。
6.根据权利要求1所述的分组语音网络的监听方法，其特征在于，所述步骤B中，所述媒体报文包含音频报文、或视频报文、或数据报文、或它们的任意组合。
7.根据权利要求1所述的分组语音网络的监听方法，其特征在于，所述步骤C中，还包含以下步骤：
所述监听台对接收到的所述复制的媒体报文进行保存。
8.根据权利要求1所述的分组语音网络的监听方法，其特征在于，在所述步骤C终，预先设置了多个监听台，并且所述代理设备将所述复制的媒体报文转发给所述多个监听台。
9.根据权利要求1所述的分组语音网络的监听方法，其特征在于，所述监听台是一个独立的设备，或者设置在所述媒体代理设备内。
10.一种分组语音网络的监听系统，其特征在于，包含
通过分组语音网络连接的至少两个分组终端，用于通过信令和媒体流交互实现相互之间的通信；
监听台，用于进行监听所收到的媒体流；
软交换设备，用于为所述分组终端的通信提供业务呼叫控制和连接控制功能；
代理设备，用于对所述分组终端的通信中所有信令和媒体流进行转发，根据设置的跟踪条件跟踪呼叫接续过程，并在满足跟踪条件时对所述媒体流进行复制，将复制的媒体流转发到所述监听台。
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