基于P2P―SIP的VoIP会议系统的研究与设计

【摘要】 本文首先对基于P2P-SIP的VoIP系统进行了系统需求分析，阐述了基于CHORD的P2P与SIP相结合的设计方案，通过对SIP会议模型的分析和比较，确定了本系统的VoIP会议模型，并给出会议系统的逻辑架构设计及模块划分，最后为支持本会议方案对SIP协议进行了扩展设计。

【关键词】 P2P-SIP VoIP会议系统

一、系统需求分析

传统C/S模式下基于SIP的VoIP会议系统，除了客户端外，还需要配置SIP注册服务器、位置服务器、重定向服务器以及会议服务器，因而会议系统的构建和管理维护都需要较大的费用代价。

二、P2P与SIP结合的设计方案

不同于传统的SIP系统结构，P2P-SIP系统不再区分服务器和用户，系统中每个结点既承担服务器的功能，同时也承担用户的功能。结点之间直接进行联系，一方面结点可扮演SIP网络电话中几乎所有实体的角色，不仅具有客户机方面的SIP用户功能，可以发起、接收呼叫，而且还具有传统SIP所需要的服务器功能，可以向用户提供注册、和重定向服务；另一方面结点还必须能够组织和管理P2P网络，具备处理结点的加入与退出、信息的路由、P2P网络稳定性保持等功能。P2P-SIP覆盖网络通过CHORD算法来组织和维护。系统中每个结点根据其结点IP地址和端口号使用Hash函数计算出一个Node-ID，并根据Node-ID的大小，首尾相连成一个的逻辑环结构。系统中电话用户的Resource-ID是根据用户名使用Hash函数计算得到的。一个Resource-ID为k的用户注册信息将存储在第一个Node-ID大于或等于（模运算）k的结点处。用户注册信息的存储位置会随着相关结点的加入和离开而发生变化。

三、会议模型的分析与选择

3.1 SIP会议模型分析

SIP会议模型按信令与媒体流的关系主要分为紧耦合和松耦合两种模型。紧耦合会议模型是指由一个中心结点实现信令集中控制，又分为端系统混合、集中混合和信令集中媒体流分布三种模式。松耦合会议模型则是指无需中央SIP信令的控制，终端直接进行交互，又分为组播会议和网状分布式单播会议两种模式。

3.2 会议模型的选择

本文网络会议模型采用信令集中、媒体流分布模型。由若干个核心管理结点组成SIP会议的信令控制中心，负责维护与所有参与会议结点间的SIP信令连接，而与会结点之间没有SIP信令的交互。音频流则由各个与会结点分别进行处理，每个参与会议的结点同时接收其它与会结点的音频流。作为会议管理结点不参与音频流的处理，每个会议的发起由CHORD逻辑环上的结点发出，CHORD逻辑环上的各结点可以发起多个会议，不同会议的管理将分布在不同的结点上，同一会议的管理结点将采用P2P备份策略。

3.3 系统逻辑架构

系统逻辑结构分为会议层、SIP层和DHT层。会议层用于处理与会议相关的操作；SIP层负责构造SIP信令消息，通过对SIP协议的扩展，CHORD逻辑环上结点间的信息交互可以SIP信令格式实现；DHT层负责结点的定位操作，可实现SIP协议中的结点发现、呼叫建立等功能。该结构只须对SIP协议进行扩展而无须修改，与现有采用C/S结构的SIP网络电话系统相兼容。

3.4 系统模块划分

系统可由以下几个模块组成。在整个系统设计方案中，用户界面主要提供用户登录界面，用户基本信息的输入等功能；注册模块负责新结点的注册加入以及用户信息的注册；定位模块负责用户定位，包括注册用户的定位和呼叫用户的定位；退出模块负责结点和用户的退出；DHT操作模块负责调用SIP协议栈实现基本的CHORD算法；会议模块负责会议的创建、用户的加入退出、用户会话等功能；媒体数据传输模块负责音频数据的编解码及媒体数据的收发。

3.5 SIP协议扩展设计

SIP协议具有良好的可扩展性，其扩展性体现在它与底层传输协议的无关特性上。SIP对消息的传输、理解和处理独立于支持它的下层协议。SIP扩展以模块化的风格实现，并且SIP使用的方法可以在会话建立期间协商，从而保证实现核心协议的简单用户能和更高级的用户实现互操作。

按照前文所讨论的P2P与SIP结合的设计方案，P2P-SIP网络的维护是通过结点之间的SIP消息交互完成的，因而必须对SIP协议进行扩展以支持DHT网络。除此之外，为了支持会议功能，还须对SIP协议进行会议消息方面的扩展。

参 考 文 献

[1] 向文武，周德新. VoIP会议系统中TFO模型的MCU实现[J]. 计算机应用，2005，S1：506-507+511

[2] 万晓林. 基于P2P-SIP的VoIP会议系统分层服务模型的研究[J]. 科技风，2011，05：74-75