IP网络电话网建设设计方案

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2024年2月9日发(作者：)

IP网络电话网建设设计方案

iP电话方案设计

一、IP电话网络体系结构

IP电话网络技术是一个正在迅速发展的新兴网络技术，因此有关IP电话网络的技术以及有关的标准还处在不停变化的阶段。目前，关于IP电话的标准主要有IETF的SGCP/MGCP和来自多媒体电视会议系统标准的H323协议。SGCP/MGCP的标准是将来发展的一个方向，但它还在制定过程中，没有成熟，也没有实际的产品支持它。实际上，目前大多数IP电话采用的基本上是的H.323体系结构。因此，在目前的情况下，我们建议采用H.323协议来组建IP电话网络。

H.323本来是为在已有的局域网上运行多媒体系统而设计的。它描述了将实时的语音、图像数据传输到PC机和视频电话中所需要提供的设备和服务。但实际上，H.323可以用于任意分组交换网，与底层物理层无关。H.323是一个伞式标准，它参考了其他ITU-T标准如H.245，H.225，Q.931等来描述会议系统。H.323提供了系统和组件描述，呼叫模型描述以及呼叫信号处理。其中H.225描述了媒体（音频和视频）流打包，媒体流同步、控制流打包、以及控制消息格式。H.245则描述了用于打开和关闭传输音频、视频和数据的逻辑信道以及容量交换、模式请求、控制和指示。这两个标准用于控制H.323设备的操作和H.323终端之间的通信。

和其他的ITU-T终端标准不同，H.323不仅定义了终端，而且还定义了LAN上许多其他组件，包括网关、网闸、多点控制器、多点处理器以及MCU。

在IP电话网中，网关（Gateway）允许H.323终端和路由器与运行其他协议的终端通信。它提供了运行不同类型协议的终端和路由器之间的协议转换。在

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网关上线路交换的呼叫被编码和重新打包成IP包。在局域网上，H.323网关作为一个端点可以提供局域网上H.323终端之间实时的双向通信或者和其他WAN上的ITU-T终端、其他H.323网关的通信。

网闸（Gatekeeper）在H.323协议中是一个可选项，它用于管理H.323网络上的其他节点。其他节点和网闸之间通过RAS协议通信。在启动时，这些节点试图注册到网闸上。当它们想和其他的终端节点通信时，使用终端名的符号别名如E.164地址或E-mail ID请求呼叫许可。如果网闸决定该呼叫允许，它就返回一个目的地IP地址给发起呼叫的终端点。该地址不能是实际的目的IP地址，而可以是中间的地址。最后，网闸和其注册节点之间交换状态信息。

多个H.323节点组成区域（Zone）。每个区域都有一个网闸来管理所有的终端点。H.323终端则是和其他H.323终端或网关之间提供实时、双向通信的终端点。

一个采用H.323协议组网的IP电话网的典型结构如图所示：

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二、具体方案设计实例

下面我们通过一个实际的成功案例----甘肃IP电话网来具体探讨IP电话网络。根据当地用户的实际需求，深圳XX网络通信技术有限公司为甘肃数据局设计了一个IP电话网。它的设计方案如下图：

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甘肃数据局 IP 电 话 业 务 实 验 网 网 络 拓 扑 兰 州Radius关 守关 守 Billing System

ASwitchVVVV

FVSwitchSwitchB甘肃IP

骨干网CG

VVVSwitchSwitchSwitchVV HSwitc

D

IVSwitchSwitchV

E JVSwitch© 1999, Cisco Systems, Inc.

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该方案完全按照甘肃数据局IP电话试验网的要求进行设计配置。根据目前的需要，在兰州（一类节点）,配置4个E1的网关,一共可以提供60路入中继，60路出中继。在其余4个地、州（二类节点）各配置2个E1的网关，分别提供30路入中继，30路出中继。在另外9个地方（三类节点）各配置1个E1的网关，分别提供15路入中继，15路出中继。网关与PSTN间可以直接用中国1号信令或ISDN PRI相连。

在兰州设置支持中心,包括VoIP关守,负责认证,授权,记帐的RADIUS服务器,及计费系统和用户数据库。

在该方案中，我们选用了CISCO的关守产品2501路由器。支持中心配置先一台VoIP关守2501路由器，必要时可以配置两台2501路由器，由HSRP协议实现两台关守之间的冗余热备份。

该方案使用CISCO的VoIP网关产品5300访问服务器,它目前的支持的最大端口数为4个E1，同时支持120路VIP电话，另有2个以太网端口,一个为

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10M,一个为10/100M自适应。

各地的5300访问服务器通过以太网或者快速以太网和本地的160网络平台连接。关守产品2501路由器通过以太网端口连接到地的160网络平台上。这样，各地的5300访问服务器之间可以通过160网络平台的IP网络系统传输语音信息。

三、IP电话运营网络功能结构

1、网关系统CiscoAS5300

IP电话网关的功能在Cisco 5300访问服务器上实现，Cisco 5300作为IP电话网关可以终结来自PSTN的呼叫，提供呼叫的计费信息。IP电话网关还可以直接将呼叫转移到目的号码或者终结来自其他网关的呼叫并将它转到PSTN上。IVR（Interactive Voice Resonse）交互语音提示功能也能够在网关AS5300上实现。IVR的功能包括：

 语音通告——作为欢迎用户和通告服务内容的语音提示

 ANI自动号码识别，提供验证（密码数字识别）和拨入电话号码标志识别

 号码和密码位记数

 FAX跳数开关——支持传真重拨，它存储本地拨入的电话号码，呼叫本地网关，在得到传真语音提示时，再输入相应的目的地号码。

在实际的操作中，语音提示文件可在多媒体工作站上编辑生成，再以.AU文件格式存储在网关中，并可以根据需要进行修改。

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2、网关守护系统（Gatekeeper）Cisco2501

IP电话网关守护系统（Gatekeeper）是一套遵循H323协议标准的系统，负责提供地址转换和对访问本地网络网关的控制。

Cisco2501——IP电话网关守护系统提供的功能有：

 地址转换——H.323地址和E.164的相互转换

 准入控制；

 带宽控制/控制

 区域管理；

 呼叫控制信令；

 呼叫管理；

 目录服务；

 带宽预留；

 TechnologyPrefixes——区分和支持不同类型的网关（H.323和Voice-Mail等）

 CDR

IP电话网关守护系统可用来对IP电话网关提供呼叫控制服务。在不同的IP电话网区域里，可以存在一个或多个IP电话网关守护系统，并且他们之间可以互相通信。冗余备分的关守Cisco2501将负责和上级关守及别的IP电话区域的关守的相互通信，保证IP电话业务的有效开展。

3、RADIUS认证系统CiscoSecure

RADIUS用户认证系统实现IP电话用户的认证和漫游功能。IP电话用户和PC用户（PCTOPHONE服务）输入自己的PIN号码和密码，由用户认证系统进行认证。用户认证系统支持漫游功能。

RADIUS用户认证服务器可以产生详细的用户资料记录CDR，使用标准RADIUS属性变量和扩展属性变量Acct-Session-Idfield。

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4、目录服务系统

目录服务系统是对电话呼叫，提供被叫用户的相关属性，如根据被呼叫用户的电话号码（E.164别名地址），提供被叫用户的相应网关和网关守护地址、支持的编码、信令协议、收费特征等属性。目录服务系统负责维护这些信息和属性。

每个H.323域维护自己的电话目录信息，不同的H.323域可以交换电话目录信息。不同ITSP之间（如ITSP和国际ITSP）根据它们之间的双边或多边协议交换电话目录信息或相互提供服务。

在该方案中，用户的相关属性，如根据被呼叫用户的电话号码（E.164别名地址），提供被叫用户的相应网关和网关守护地址功能均由关守Cisco2501提供。

支持的编码、信令协议、收费特征等属性等功能由网关AS5300提供。

5、计费系统

IP电话网计费系统的主要功能包括：

 业务受理

 帐务管理

 资费管理

 计费管理

 漫游结算

 服务管理

 计费数据的采集/传输

IP电话网计费系统能够同主要的Voice/FAXOverIP网络设备相集成，可以从不同厂商、不同类型的IP电话网络设备上采集计费信息（CDR）。如，计费系统可以从RADIUS服务器和CVM管理软件获取丰富的CDR计费信息。

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IP电话网计费系统需要提供一个完整的计费与客户管理解决方案。IP电话网计费系统同其他传统电信计费系统相比，独特的要求主要是：实时的呼叫处理、实时计费和预付卡处理。

实时呼叫处理和实时计费是IP电话网计费系统的独特要求。实时计费引擎可以实现对IP电话的实时计费和实时呼叫处理，保证了系统防止电话盗打、欠费等问题的出现。

6、增值服务系统

FAX-MAIL/VOICE-MAIL服务器

Fax-to-E-Mail服务，通过Fax-to-E-Mail网关，可以把传真发送到用户的电子信箱中。E-mail-to-Fax服务，通过E-mail-to-Fax网关，可以把电子邮件转成传真，发给接收方。

Web呼叫服务器

Web呼叫使得一般的INTERNET用户在使用INTERNET的同时，能够通过他们的多媒体PC机同企业的呼叫中心或商业中心进行通话。Web呼叫服务面向企业提供，能增强企业电子商务。

企业可以申请这种服务，在自己的INTERNET网页建立一个链接，INTERNET用户点击这个链接时，系统会通过INTERNET自动接通企业的呼叫中心，这样，用户就可以同呼叫中心/商业中心直接通话了

7、业务方式

CiscoIP电话网可以开展的业务包括以下内容：

 按月结算卡业务(Post-PaidCard)——此业务类似目前固定电话的业务，

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按主叫号码计费，无需用户身份验证。

 可充值卡业务(RechargableCard)——此业务类似目前200可充值卡，用户卡号不变，计费按卡号计，需要用户身份验证。

 预付卡业务(Pre-Paidcard)——此业务类似目前200电话卡，用户卡号在面额用尽后即失效，需重新购买。

 实时传真业务——遵从G3传真协议的传真机用户，可以通过ITSP实现传真到传真的用户访问。AS5300网关能自动识别传真和语音，同时，利用T.30Spoofing技术，将拨入的64KPCM传真呼叫进行本地解调，然后封装、压缩成9.6K或14.4K的实时数据流的FAX传输业务流通过IP数据网络。

以上业务同时适用于固定电话用户和GSM移动电话用户。

8、业务流程

各类业务均采用二次拨号方式，如拨打17900电话特服号进入IP电话网关后，再按照录音提示操作进行身份验证，卡号帐面余额检查，根据用户输入的被叫号码进行H.323的IP电话转接。其业务流程与现有200电话卡非常接近。其业务流程具有以下特征：

 用户可以选择两种语言的语音提示服务

 系统可以做最后一分钟通话的提示

 系统可以在帐面余额用尽时即时切断通话

 用户可以在一通电话结束后不挂机即拨打第二通电话

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四、采用7号信令的IP电话方案

1、采用7号信令的网络结构说明

SS7（7号信令系统）是国际电信联盟（ITU）的电信标准化部门规定的一个全球性通用电信标准。由于单独的AS 5300不能支持SS7（7号信令系统），因此，为了能够和电信7号信令网络互连，必须在AS 5300 和7号信令网络之间加入一个支持7号信令的信令转换系统。Cisco公司专门提供了这样的一个产品------Cisco SC2200信令控制器。这样，我们就可以使用-Cisco SC2200来构造一个基于7号信令的和PSTN网互连的IP电话网络。

在每个使用-Cisco AS 5300上语音网关的地市，再分别各配置一台Cisco

SC2201信令控制器。Cisco SC2201和Cisco AS 5300之间通过一般以太网进行连接。Cisco SC2201信令控制器将PSTN（SS7）的呼叫控制信令通过IP网络传达各个网关设备上，使IP电话网络能够与PSTN以中国7号信令的方式互连。Cisco SC2201信令控制器可以作为SS7系统中的SSP（服务交换点），它通过其上信令接口卡，使用A-LINK或F-LINK与中国7号信令网络相连，再通过IP控制网与IP电话语音网关设备互连。

A-LINK用于同一SS7网络中SSP和STP（服务传输点），或STP和SCP（服务控制点）之间的信令连接。采用A-LINK的网络拓扑结构示意图如下：

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F-LINK是

用于一个SS7网络的两个SSP之间的信令链路。采用F-LINK连接方式的网络示意图如下：

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2、SC2200信令控制器介绍

Cisco SC 2200信令控制器是一个运行在UNIX主机平台----Sun Solaris操作系统上的软件应用程序。Cisco SC 2200能够为大型远程访问POP 点增加7号信令系统接口，集中提供与7号信令网络连接的功能。和Cisco 5300访问服务器一起工作，Cisco SC 2200可以形成一个“虚拟交换机”，从信令的角度来看，它可以作为SS7系统的终结和起始端局（end-office）。

Cisco SC 2200是一个根据客户特殊应用要求针对SS7的变种而提供的很灵活的软件产品。根据国情选择ISUP，NUP（国家用户部分），TUP（电话用户部分），Cisco SC 2200可以支持很多国家7号信令的变种。

Cisco SC 2200信令控制器拥有SS7信令链路接口，以提供和SS7网络的互连，这些链路将从PSTN来的呼叫控制信令传给访问服务器。Cisco SC 2200提供了从用于呼叫的ISDN 用户部分（ISUP）到网络管理的所有SS7功能。它还支持了多条SS7链路组来提供更高的灵活性。信令链路的数目、SS7物理层等决定了接口卡的类型。在Cisco SC 2200上有三种接口卡供选择：T1、E1、V.35每个接口卡为两条信令链路而优化。主机可以支持3-7个接口卡。

Cisco SC 2200和访问服务器通过IP控制网络通信，这允许信令控制器对位于一个地点或分布在多个地点的访问服务器提供呼叫控制。

Cisco SC 2200主要特点和功能

Cisco SC 2200的主要功能是提供和7号信令网络的信令连接，并提供所有的信令功能和SS7网络管理功能。信令控制器提供的功能还有：

 呼叫控制的发起和终结（呼叫处理和信令）；

 可扩充到50，000个拨号端口和多于200个目的点代码（destination

point code）；

 完整的连续性检查（二线和四线）；

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 备份切换，并在切换后能保持呼叫的连接；

 呼叫号码（主叫和被叫）的显示（screening）；

 智能网络（IN）触发器：

1. TACP over IP；

2. TACP 本地号码的可移植性；

3. 800/900号码翻译；

 支持很大数目的协议变种；

 引入诸如VPDN，虚拟Modem池等服务；

 Radius或TACACS+“AAA”功能；

 完整的SNMP网络管理；

 容错平台选项；

 资源管理：

1. 跟踪分配给在Cisco 访问服务器端口呼叫的电路ID；

2. 管理访问服务器资源的“增加、移动、改变”；

 系统监控---保证资源的可用性；

 使用量统计----用于记账和管理目的；

 错误指示；

Cisco SC 2200有Cisco SC2201，SC2202，SC2203，SC2204等几种模式， Cisco SC2201的具体配置组成如下：

产品

Cisco SC2201

描述

1 Sun Netra t Host

DC powered

NEBS compliant host

256MB RAM upgradable to 2GB

signaling link I/O cards

Alarm relay unit

7 ft rack

Systems integration

Installation and acceptance testing

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第三章IP电话综合管理

一、网关守护系统管理

IP电话网关守护系统（Gatekeeper）是一套遵循H323协议标准的系统，负责提供地址转换和对访问本地网络网关的控制。目前，Cisco 3600、2501路由器可以作关守。Cisco2501路由器的IOS软件系统网关守护功能为IP电话区域及本区域与外地区域的IP电话业务提供了功能强大的业务功能

Cisco2501电话网关守护系统提供的功能有：

 地址转换；

 准入控制；

 带宽控制；

 区域管理；

 呼叫控制信令；

 呼叫确认；

 带宽管理；

 呼叫管理；

 Gatekeeper管理；

 目录服务；

 带宽预留；

 流量监控。

二、用户认证系统管理

RADIUS用户认证系统实现IP电话用户的认证和漫游功能。IP电话用户和PC用户（PCTOPHONE服务）输入自己的PIN号码和密码，由用户认证系统进行认证。CiscoSecure用户认证系统支持漫游功能。

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RADIUS用户认证服务器可以产生详细的用户资料记录CDR，使用标准RADIUS属性变量和扩展属性变量Acct-Session-Idfield。

三、目录服务系统

目录服务系统是对电话呼叫，提供被叫用户的相关属性，如根据被呼叫用户的电话号码（E.164别名地址），提供被叫用户的相应网关和网关守护地址、支持的编码、信令协议、收费特征等属性。目录服务系统负责维护这些信息和属性。

每个ITSP维护自己的电话目录信息，不同的ITSP之间（如ITSP和国际ITSP）根据它们之间的双边或多边协议交换电话目录信息或相互提供服务。

四、用户管理

用户管理系统负责各类用户信息的管理，包括：

 注册用户的管理；



预付卡用户的管理。

注册用户管理

注册用户管理模块负责管理所有注册的固定IP电话用户的信息，类型包括按月结算卡业务(Post-PaidCard)和可充值卡业务(RechargableCard)，特点是按主叫号码或卡号计费，无需用户身份验证。管理内容包括：

 帐户信息，

 缴费信息、

 服务信息（服务等级、服务种类等）



用户个人信息。

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预付卡用户管理

IP电话预付卡服务是开展IP电话服务的较好的业务方式，预付卡管理是IP电话网计费系统中支持这项服务的重要模块。

IP电话用户可以购买预付卡，每张卡有一定的金额，每一个客户有自己的PIN号码和自己设置的口令，根据用户每次使用预付卡消费，系统自动减去相应的金额。当用户消费完预付卡中的金额，系统会自动停止用户的服务。

预付卡服务管理最关键的技术要求是实时呼叫处理和实时计费处理，防止电话盗打、欠费等问题。

五、计费管理

IP电话网计费系统的主要功能包括：

 业务受理、

 帐务管理、

 资费管理、

 计费管理、

 漫游结算、

 服务管理、

 网络管理、

 计费数据的采集/传输。

IP电话网计费系统能够同主要的Voice/FAXOverIP网络设备相集成，可以从不同厂商、不同类型的IP电话网络设备上采集计费信息（CDR）。

IP电话网计费系统需要提供一个完整的计费与客户管理解决方案。IP电话网计费系统同其他传统电信计费系统相比，独特的要求主要是：实时的呼叫处理、实时计费和预付卡处理。

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实时呼叫处理和实时计费是IP电话网计费系统的独特要求。实时计费引擎可以实现对IP电话的实时计费和实时呼叫处理，保证了系统防止电话盗打、欠费等问题的出现。

计费管理系统的主要特点是：

 支持提供优质服务、高效管理和规模经营的全面解决方案，包含采集、传输、处理、合帐、出帐、客户管理、客户服务、服务激活、帐务处理等电信级综合业务管理系统所必须的重要基本功能；

 实现“分布采集，集中计费”；

 不仅支持批处理方式的计费处理模式，而且可对制定的服务类型或制定的用户类型实行实时计费，如预付卡服务；

 灵活的资费策略，支持优惠、打折、促销和套餐服务；

 支持个人客户和集体客户；

 采用树状结构的客户、帐户、产品管理；

 可方便扩展对其它服务进行计费和服务受理；

 丰富帐务处理功能，包括预付款管理、核帐、销帐、银行托收和实时出帐等功能；

 增强客户管理、计费和帐务管理之间的运作协调性，实现由各自为政到统一管理；

 为相关部门提供相互协调、相互监督的机制，为客户提供方便的查询手段和及时、准确的查询数据，为领导决策提供及时、准确的数据；



支持第三方的产品，具有良好的开放性。

六、网络管理系统

CVM(CiscoVoiceManagement)提供了对网管的管理，配置，状态监视及提供详细的CDR(CallDetailsRecord)原始数据，为用户生成详细的计费依据。

CiscoVoiceManager及MINDCTI公司的计费系统可以为运营商提供详尽的话务统计报告，包括：每一个DS0语音通道的使用率，每一个局向的话务量，话务量分析，

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图示、报表，告警，故障监测等

CVM是一个基于WEB应用的图形化网络管理系统，它可使网络管理员对IP电话网络具有强大的操作和控制功能，包括安装、控制和降低运营费用。CVM和IP电话设备之间连接使用SNMP和TELNET。

1、中心化的网络管理

网络管理系统以图形化的方式监控各个网关，对链路的连接、测试和设置、报警提供直观的显示。为网络管理人员对网络故障的检测和维护带来了极大的方便。

2、语音配置管理

CVM提供实时的语音配置功能。CVM可以自动发现语音接口、探询接口参数配置和修改接口配置，为用户提供了配置语音接口、参数和拨号计划指令的一系列强大功能。

CVM功能包括：

 以单一模式或批处理模式配置数字和模拟接口

 以单一模式或批处理模式配置本地（PSTN，POTS）拨号计划和全网拨号（VOIP）计划

 配置号码扩展

 配置呼叫跟踪，为路由设置呼叫历史记录

3、监视和诊断设施

CVM传输实时数据和统计信息，以便对VOIP网络进行错误排除。

 ISDN通道监视器提供了对通道状态的实时显示

 测试拨号路径设施可以使用户对所配置的拨号计划进行集中检查，同时

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为远端路由器和语音端口执行端到端的可到达性检查

 SNMP陷阱监视器显示了从每个设备接受的SNMP陷阱状态，包括对重要语音质量下降的实时警告。

 DSP信息提供了DSP状态，告警和统计数据

 路由器设施允将配置备分到TFTP服务器，存储到NVRAM中，显示路由器配置及远程登录到该设备上

4、呼叫报告

管理语音网络最重要的是能够提供呼叫详细数据的当前和历史记录，并能判别服务质量和语音质量参数是否合乎要求。CVM具有一个广泛的报告子系统以推动性能和统计诊断。报告是以表格或图形方式显示的。

报告内容包括：

 呼叫历史记录报告——在用户定义周期内提供呼叫详细记录CDR。CDR装有呼叫的源/目的地址，呼叫时间和呼叫统计的各种不同值。

 语音质量差异报告——提供了发生在用户定义周期内具有较差质量的呼叫记录，包括呼叫时间，基于所请求及计算得出的损伤因数的呼叫质量

 激活呼叫报告

 呼叫流通量报告——显示了总共的呼叫时间，成功、失败、拒绝和禁止的呼叫数量

 网络时延报告——提供了在用户定义周期内以网关为基础的整体时延，显示了最常使用的时延范围的平均值。

5、应用访问安全

对基于WEB的管理应用，安全是一个重要的要求。CVM具有很高的安全性，它提供了两个级别的访问和用户允许权。

 基于应用的访问确定了哪个客户端能登录到CVM服务器。

 基于设备的访问确定了哪个用户具有对设备的只读、读写权限

CVM具有两个级别的用户安全权限

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 管理员用户定义了可以被合法用户管理和配置的路由器及能访问各个路由器的用户级别，同时可配置系统管理参数

 客户端用户管理IP电话网络构件和运行呼叫报告

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第四章 IP电话QOS服务质量保证分析

IP电话不仅仅是在带宽方面对网络系统提出了更高的要求，而且在服务优化方面对网络系统提出了更加深层次的要求。如何在没有服务质量保证的IP分组网络上保证对实验要求很高的IP电话服务质量的要求是成功实施IP电话网络的关键。

针对IP电话网络系统复杂性、业务量的繁重性和业务种类的多样性，我们设计了充分适合IP电话网络工程需要的具有独特技术特点的服务优化体系，在有效利用带宽和有效使用服务器等各种网络资源方面为用户提供了优秀的解决方案，从而使本网络系统能够充分利用有限的投资，建立良好的服务形象，并获得巨大的应用效益。

一、丰富而功能强大的IPQOS保障技术

由于我们采用了Cisco的技术解决方案，所以我们利用Cisco端到端的服务质量管理保障技术来实现甘肃IP电话网络系统的网络服务质量的保障。

Cisco是世界上具有最完整网络产品的厂商，有能力向电信、ISP用户提供端到端的解决方案。Cisco公司的网络产品覆盖很广泛的范围，从交换机，路由器到接入服务器，Internet优化工具产品等无一不是用户的上佳选择。

Cisco公司不仅具有完整多样的硬件产品系列，更具有业界领先的统一的网络操作系统软件IOS。IOS使多样的网络产品保持良好的互操作性和服务质量，为用户提供真正的端到端的服务质量保证。

具体使用的IPQOS技术功能特点如下：

 RSVP网络资源预备协议

RSVP是Cisco制定并被标准化组织接受并推广的一种网络协议。RSVP使网络用户根据自己对带宽，时延的要求动态地申请保留网络资源来满足它们特别的应用要求。通过proxy-RSVP功能，Cisco路由器可代替最终网络节点用户的

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应用申请资源。这样使更多通用应用能享使RSVP的优点。

RSVP允许流（可能是任何流，但主要针对多媒体流）的参与者推荐它们需求的网络，并建议网络配置其本身以满足这些需求。参加者包括发送者、接受者和网络部件。在沿路径的每一个“节点”（路由器或主机），RSVP向一个许可控制例程发出一个新的资源保留请求，从而决定是否有充足的可用资源。如果有，节点将保留资源并更新其数据包调度程序和分类器控制参与数，从而提供所请求的服务质量。

 策略路由

网络管理人员可以根据预配置的政策而不是预定义的路径发送网络包，以实现政策路由，使用政策路由将导致数据包采用不同的路径，而不是源自路由协议的路径。例如，假定一家企业能够配置一个网络，因此，与特定活动相关的通信流量短时间使用一个更高带宽、更高成本的链路，而日常应用程序（例如电子邮件）的基本连接由一个带宽更地、成本更地的链路提供。为了确保更高带宽的链路仅在需要时使用，可以与策略路由结合使用IOS拨号服务。

 IP优先级（IPPrecedence）

IP优先级提供了将业务划分为多个服务类的功能。网络管理员可以定义多达六个服务类，并利用扩展访问控制列表（扩展ACL），为每个服务类定义拥塞处理和带宽分配策略。IP优先权功能利用IP头上用于标识服务类型（TOS，TypeofServicae）的三个比特位，确定每个分组的服务类。IP优先级功能为预先分配提供了相当的灵活性，包括客户分配（如根据应用程序和访问路由器）和基于IP或MAC地址、物理端口或应用程序的网络分配。

IP优先级功能使网络既可采用被动模式（接受客户分配的优先级）；也可以采用主动模式，此时，网络根据预先定义的策略设置优先权或超越客户分配的优先权。IP优先权可被影射到邻接技术（如标志交换、帧中继或ATM），在非均一网络环境下提供端到端的QOS策略。在不改变现有应用程序，不需要复杂化网络信令的前提下，仅利用IP优先权功能就可以建立服务类。

 WRED(WeightedRandomEarlyDetection)—加权随机早期检测

RED随机早期检测是一种避免拥塞的算法，它同TCP等传输协议协同，可以避免大量链路同时进行TCP慢速启动状态。WRED加权随机早期检测功能结

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合了RED和IP优先级，可以对不同的流量类别标明一个不同处理策略，以实现多种服务级别。当网络阻塞发生时，WRED可对一些特殊的流量提供优先待遇，服务优先级别高的业务通过而服务级别低的业务被抑制。网络管理员可以灵活地为不同的服务类定义排队长度最大和最小阀值以及分组丢弃几率。系统还为每个服务级别提供MIB，以实现网络管理的可见性。

 WFQ(weightFairQueuing)——加权公平队列

WFQ加权公平队列是常数路径上的分组规划算法，将数据流量按不同带宽时延要求划分成不同类别与队列，并确定将分组发送到传输线路上的顺序。WFQ的类别划分可基于IP协议，port号码，IP前置码或进入接口。WFQ提供了这样一种能力，在为较低优先级业务公平分配现有带宽的同时，保证要求低时延的高优先级和低优先级的业务流带宽。高优先级流立即得到处理，低优先级流则插入队列，按比例共享现有带宽，在出现拥塞的情况下，低优先级的业务流可能被丢弃。

 CAR(CommittedAccessRate)——限制访问速率

CAR限制访问速率也是一种将IP包分类收入不同服务类型（IP优先级和QOS组）的机制，并能执行带宽管理功能和通过速率限制等功能。

CAR为网络管理员提供了一个为业务目的地分配带宽，并制定超过带宽分配额度时的业务处理策略的工具。CAR既可用于网络入口也可用于网络出口。CAR阀值可根据访问端口、IP地址和应用程序流设定。

CAR策略的选择包括：

 FirmCAR——丢弃超过分配带宽的分组

 CAR+Premium——为超过分配带宽的分组重新分配更高或更的优先权

 CAR+BestEffort——为丢弃超过分配带宽的分组之前，先为其分配一个极大的阀值

 PerApplicationCAR——为不同的应用程序制定不同CAR策略。例如，关键任务的应用程序使用CAR+Premium策略，多媒体应用程序使用CAR+BestEffort策略

 通信流量管理——NETFLOW交换和数据输出

NetFlow交换（NetFlowSwitching）提供了高性能的网络层服务和举重若轻、

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细致入微的数据采集功能。NetFlow交换使CiscoIOSNetworkingService的每个应用程序流，如安全性和业务记帐得以运行。NetFlow交换提供了服务伸缩性——一旦建立了一个流，则相应建立一个任务，由它负责交换分组和收集面向连接的数据。NetFlow交换的性能不受访问清单大小的影响。因此，可以广泛配置和激活所选的服务，而不影响路由器的性能。

NetFlow输出应用程序流各个方面的计量数据，为记帐/计费，网络规划和网络监控进程收集、后处理提供信息。

所有这些QoS功能组合在一起将保障海南UNINET网络的用户具有很好的QoS网络连接，为多媒体应用提供了坚实的网络基础。

二、QOS构件

Cisco提供了几种关键性技术构件，以提高可伸缩性、灵活性的QOS服务。

 扩展访问控制列表（扩展ACL）

扩展访问列表为网络管理员提供一种精细的过滤机制，可用于定义边缘策略，包括：将分组分为服务类；网络资源管理，包括与这些类相关的带宽分配和拥塞管理

扩展ACL提供了高级的列表处理和匹配能力，在服务种类多样化的环境中，将对路由器的影响降低到最低。扩展ACL也为网络管理员提供了根据物理端口（每个客户）、根据用户/主机IP地址或MAC地址、根据业务类别或根据应用程序流制定策略的灵活性。

 分布式交换和服务

在Cisco高档路由器（如Cisco7500）上的分布式交换和服务功能利用高密度多功能接口处理器卡（VIP），为网络管理员提供了一种相当经济的、可提高交换和服务性能（包括网络边缘和主干）的工具。每个VIP利用分布式交换功能，基于一个局部的、基于独立于集中式资源的prepopulated路由缓存，处理局部路由。利用分布式交换功能，可将过去集中于处理器的功能，如加密、压缩、排队、IP多点广播、通道、碎片处理、拥塞控制和带宽分配等功能下载到VIP执行。因此，只需在网络中增加VIP的数量，即可获得第三层的高吞吐量，提

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供路由器的交换和服务性能。

 标志交换

标志交换可以显著提高网络的伸缩能力。标志交换将第二层交换（ATM）在性能和流量管理方面的优势与网络层路由的可伸缩性和灵活性有机的结合起来。标志交换允许主干网中的ATM交换机利用第三层路由信息，提高网络伸缩能力，降低信息开销和网络负载。标志交换技术中的标志头和IP优先权一起被用于标志服务类别或优先级，因此，可以在ATM主干网上集成基于新增CiscoIOSQOS功能的高级IP服务，实现端到端的QOS支持。标志交换还能有效的规划业务流量通路，减少拥塞现象，提供带宽的使用效率。

三、QOS的使用

根据各种QOS技术的特点，我们设计在骨干网络和边缘网络使用相应的QOS技术。

骨干网络使用的QOS技术包括：

 WRED加权随机早期检测和RED随机早期检测

 WFQ加权公平队列

 分布式交换和服务

 标志交换

边缘网络使用的QOS技术包括：

 IP优先级（IPPrecedence）

 CAR限制访问速率

 分布式交换和服务

 扩展访问控制列表（扩展ACL）

在此基础上，综合使用RSVP网络资源预备协议、策略路由、通信流量管理——NETFLOW交换和数据输出，为甘肃IP电话网络系统提供最佳的服务质量。

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第四章 IP电话网络方案技术设计优点

从以上的方案说明来看，采用Cisco网络设备组建IP电话网络的设计方案具备了如下的技术设计优点

1. 高效性：

AS5300作为专门的VoIP 网关的设备(对比于PC–based网关设备),其处理能力很强，权威机构的测试报告表明，其话音质量及处理时延非常优秀,名列前茅，尤其是处理时延为80Millionsecond。这些都为该试验网能够高效的提供真正的实用的IP电话业务提供了强有力的基础保证。

2. 高可靠性：

AS5300均采用热备份的双交流电源，并支持热插拔。

采用两台关守2501设备之间采用HSRP(HotStandbyRoutingProtocol)协议支持关守间快速的热备份切换，HSRP的主要特点在于其在两台关守之间采用了MasterVistualIPaddress的机制,以及专门的HelloPacket,切换时根本不受IP地址变化所带来的时延影响，保证了系统的高度可靠性。

3. 可扩展性：

VoIP网关AS5300可以支持四个VoIP的中继端口，在业界属较高密度。更主要的是AS5300具有Voice/Fax功能卡，能自动识别Voice和Fax,与Voice和Fax要采用不通的功能卡的产品相比，等于容量更是提高。这些技术特点为该试验网工程的可扩展性提供了较高的起点。

Cisco已计划99年底推出容量更大的AS5800，其技术与AS5300相同，而端口容量将达到24个E1的容量，而且其另一个显著的技术优点是VoIP

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与Dial的端口是通用的，可以由用户采用命令设定。

所有这些都使CiscoVoIP网管设备比其他厂家设备更适合于大规模电信运营商的网络要求。

4. 与IP骨干网的密切配合－QoS及IP路由：

IP电话业务的开展势必对骨干网带来大流量的冲击，并对IP电话业务的Packet在IP骨干网上如何保有高的服务质量提出必然要求。

CISCO的解决方案采用了一系列的QoS的技术措施，包括在AS5300网关上的IPPrecedence技术，RSVP技术，以及在其所连接的甘肃数据局骨干Router上的可设置的WFQ，WRED等Queuing的技术，为中国联通IP电话业务实验网提供了一个紧密结合IP骨干与接入VoIP网关的端到端服务质量保证体系，使之能够真正提供实用的IP电话业务。

CISCO在大规模IP网络设计及路由协议方面具有最丰富的实践经验，特别是BGP4，IS-IS等路由协议的设计。这些将使VoIP接入设备与IP骨干网在路由选择配合方面具有高效性，和技术更优化的选择。

5. 可管理性及安全性：

Cisco的方案配置了全面的网管应用软件，这些应用均采用GUI界面，并支持WebBroser方式。

CVM(CiscoVoiceManagement)提供了对网管的管理，配置，状态监视及

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提供详细的CDR(CallDetailsRecord)原始数据，为用户生成详细的计费依据。用户也可以采用与Cisco合作的第三方提供的计费软件，比如MIND，Portal,Belle等公司。

方案中的网关，关守及与之相连的IP骨干网的路由器均不仅支持普通的防火强功能(StandardAccessList)，更重要的是还支持扩展型防火强(ExtendedAlccessList)功能，此功能可提供以应用为不同对象的安全控制(TCP，UDPPortNo)。还有CBAC(ContextBasedAccessControl)功能，能对更高层的应用进行安全性控制，如H.323应用。

Cisco的PIX防火墙也是基于专用硬件平台，专用操作系统的高性能防火强，比基于UNIX系统的工作站方式处理能力更强，更安全。

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附录：第五章 IP电话网络和XX160网络平台的互连

一、甘肃全省IP电话和160平台联网系统整体结构图

甘肃全省160联网系统工程结构如下图所示：

PSTN

关守GK

160平台

省中心

2501

E1

5300

E1

IP网络

160平台 5300

E1

其他地市

PSTN

其他地市

5300

E1

160平台

PSTN

兰州

5300

其他地市

E1

160平台

E1

PSTN

. . . . . .

二、IP电话网络和160网络平台的连接方式

如上图所示，甘肃全省各地的160平台均通过其E1接口和IP电话网络的5300网关设备上的E1端口相连. IP电话网络的5300路由器再通过以太网连接到160网络平台的IP网络上.为方便接口, 所有的用户均首先通过160平台接入,

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然后再根据具体的应用类型分别通过160或IP电话系统进行处理.

由于目前160平台提供的端口数的限制,各地的5300和160平台之间只采用了一条E1线路进行连接.5300最多可以提供4各E1的语音网关接口,因此,可以在将来发展需要的情况下,增加和160平台的接口数目,以提供更大的服务能力和接入用户容量.

由于160平台和Cisco的5300网关产品均能够支持标准的中国一号信令和SS7(7号信令)H.323协议等,因此,二者之间的互连没有问题.

三、IP电话网的使用流程

在本网络方案中,使用160平台作为网络统一的接入接口,因此IP电话的用户将首先使用一个号码拨入160平台.160平台可以采用IVR收集用户的信息如目的号码,口令,并根据这些信息将IP电话用户转入IP电话网的Cisco 5300网关设备. Cisco 5300网关根据关守的配置信息将呼叫转移到远程的Cisco 5300网关上, 远程的5300网关将呼叫中继给160平台处理,如果不是160号,则直接将呼叫转移到目的号码.

四、160平台和IP电话网的配合

远程IP电话网的网关5300接收160平台送来的主叫、被叫等信息，并将这些信息通过IP网络传到服务端的5300上，服务端的5300能再把主被叫信息通过E1送到服务端的160平台上进行处理。

五、GK和省中心的配合

GK起到全省各地市的路由解析和地址翻译作用，通过省中心的配置维护节点对GK的路由设置参数进行修改和维护， GK对省中心平台提供配置维护接口，从而通过统一的维护界面对GK进行路由参数的修改和维护。

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同时，省中心的GK进行字冠解析时能够作到先长后短，如某个专家的号码为16011888，而其中一个地市字冠拨入码为16011***，则在进行地址解析时，按照16011888对应的IP地址进行解析，而不是按16011对应地市的IP地址进行解析。

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本文标签： 用户提供IP电话网络系统