基于SIP的分布式軟交換系統設計與實現

林燁秋

摘 要：伴隨著SIP軟交換技術的快速發展，集中應用SIP的軟交換系統在大量用戶、復雜業務系統中的應用越發困難。根據軟交換系統的趨勢以及SIP協議的特征，提出了關于SIP協議的分布式軟交換系統，借助這一系統解決系統擴展、穩定等方面的問題。對此，本文詳細分析基于sip的分布式軟交換系統設計與實現。

關鍵詞：SIP 分布式軟交換系統 設計與實現

中圖分類號：O429 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（b）-0026-02

1 基于sip的分布式軟交換系統設計

1.1 結構體系設計

以全分布式結構化的軟交換系統，設計方式，應用三層結構設計的網絡元素進行分布，詳情見圖1。

管理層中應用B/S結構的前端與后臺組成，前端是表現層，而后端是通信層與業務層；接入服務層。其主要是通過SIP服務器構成，代理服務器或重定向服務器、網管支撐模塊以及注冊服務器等構成；用戶接入層。主要是通過SIP客戶端、網管支撐模塊構成，客戶端可以借助SIP協議接入到服務層當中，網管支撐模塊能夠支撐服務器實現對用戶的配置以及監控[1]。

1.2 三層結構設計

軟件主要是通過前段與后臺構成，功能包含配置管理、安全管理、監控管理、工具管理、計費管理、在線幫助以及日志管理等。表現層當中的模塊作用主要是為管理人員對整個系統進行管理的交互性界面，管理人員能夠借助多個小模塊實現對用戶的管理，業務層的模塊主要是實現對數據庫進行訪問以及查詢等操作，最終借助通信層的TCP端口、UDP端口等將信息發送到相關的設備當中，這一個設備主要是用戶接入設備與SIP服務器。網管服務器中可以通過配置流程實現對數據庫流程的寫入，在用戶輸入相應數據之后，軟件在實現過濾之后對各個設備的數組元素實行分解，并在分解分析完成之后抽取區域的信息，按照抽取的信息判斷設備類型并記錄到數據庫當中。

1.3 1SIP服務器設計

SIP服務包含代理服務、注冊服務、重定向服務等多項功能[3]。對于重定向服務而言，SIP服務器可以在接收到非笨魚的呼叫信息之后，及時檢測本次是否有該用戶的注冊信息，并按照重定向服務模塊的功能查詢重定向的SIP服務器網址，之后將攜帶有重定向地質的信息發送到呼吸發起方。代理服務器主要是按照RFC3261的標準進行設計，確保其具備狀態與無狀態信令的轉發功能，用戶能夠借助這一功能實現服務器工作模式的管理需求，SIP信令的處理可以根據事務與會話兩種粒度實現。注冊服務。SIP客戶端可以及時發送注冊保溫到SIP服務器當中，注冊的模塊檢查這一注冊報文的類型并實行AoR的更新，其中包含地質記錄和聯系的地質的AoR表，注冊模塊按照AoR可以查詢到相應的地質。SIP服務器的組成包含顯示界面層、業務管理層、數據管理層以及通信子層。這一服務器主要是應用分層與功能模塊的加載方式得以實現，其中的界面顯示模塊可以為用戶提供系統的接入與服務器配置的接口，業務管理層能夠實現信令路由所需要的功能組成模塊，數據管理層能夠實現用戶認證以及注冊信息儲存等數據化的管理功能，通信子層能夠完成關于SIP報文會話、事務、數據等方面的傳輸配置，同時提供傳輸的套接字接口。

1.4 接入設備的設計

接入設備的系統軟件組成主要有業務層、SIP適配層、會話邏輯控制、業務層消息適配、會話管理器、會話請求與響應、會話外事務、SIP消息管理、SIP消息發送與接收。軟件可以通過業務層與協議棧構成，業務層可以完成電話業務的邏輯性控制，而協議棧可以實現SIP客戶端協議的適配以及處理。為了有效的提升業務的靈活性部署，SIP協議棧可以適當增加SIP適配層，這一層的應用可以實現調用接口與操作類型的不同定義。以業務層沒發一起SIP呼叫或相應為例，接入的軟件設備就會開展相應的工作：（1）以適配層收到的有效業務層消息為例，適配層可以按照報文的內容判斷會話請求的具體消息類型，同時將消息傳遞到會話邏輯控制模板當中，同時執行下一步；（2）會話邏輯控制模板可以跳動會話的接口同時判斷這一會話的具體類型，如果是新的會話則執行下一步，如果不是則跳過下一步；（3）會話邏輯控制模塊能夠調用會話管理器的接口從空閑隊列當中分配會話同時存入到服務隊列當中，新分配的會話會主動記錄其ID；（4）會話邏輯控制模板按照會話的具體ID查找到相應的會話記錄，同時按照會話的獲取結構評價報文所需要的參數，如果這一業務層的消息存在參數更新時，如果消息的是振鈴則記錄To字段的tag字段，并執行下一步；（5）SIP消息管理模塊能夠實現對會話請求消息的分析，并應用構造INVITE報文。會話邏輯控制模塊會按照SIP消息管理接口，對其發送或接收相應的INVITE報文；（6）會話邏輯控制模塊啟動，并進行定時，處于等待相應的狀態。

2 基于sip的分布式軟交換系統實現

設定假設每一臺SIP服務器的宕機概率作為獨立的等概率事件同時顧慮的概率發生為0.5，對6臺設備構成的整個網絡的一對終端不能正常通信的概率近似于0.00104，如果9臺區域的宕機概率其近似于0.000054.由此可見，整個系統會隨著數量的不同，SIP服務器所組成的系統宕機概率會隨之變化，這也間接提高了整個分布式系統的可靠性，系統宕機概率與服務器數量成正比。

系統容量的擴展，在接入設備可以應用網管服務器配置的注冊地質在SIP服務器側當中進行注冊，所以SIP服務器注冊的容量在相應情況之下，接入的設備可以隨著擴展的SIP服務器數量增多而更加靈活的接入，系統的整體容量也會隨著服務器數量的提升而提升，系統的容量擴展靈活程度更高。

系統對于業務的承載能力可以借助靈活的路由器配置方式實現，采取關于靜態路由與動態路由配置不同信令的方式轉發，在不同的服務器用戶中實行信令路由時可以借助修改動態路由組播的內容方式實現號碼規則的滿足。對此，對于擴展的SIP轉發業務而言，SSR、DSR能夠靈活的組合并且達到業務擴展的部署需求。

3 結語

綜上所述，本文提出了關于SIP的分布式軟交換系統，同時對系統進行了設計和實現，系統整體采取分層結構的設計方式，管理層以服務器設計為系統的配置、檢測、管理提供支撐，同時采取SIP業務承載核心的內容，主要是應用可動態加載的模塊方式。通過實現之后，這一系統的穩定性較為理想，可以應用在電話等業務當中。

參考文獻

[1] 孫顯卓.短波地空通信相關技術研究及軟件實現[D].西安電子科技大學，2016.

[2] 羅倩倩，宋立新，李正鵬.基于積木理念的VoIP通信實驗系統的設計與實現[J].高校實驗室工作研究，2016，31（4）：50-53.

[3] 田夏利，熊瑩，周興武.基于軟交換技術的分布式IP外包呼叫中心研究[J].無線互聯科技，2015，23（21）：147-148.