1、2006年年10月月VoIPVoIP网络原理及故障处理网络原理及故障处理2006年年10月月VoIPVoIP网络原理网络原理 Voice over IP的基本过程 VoIP关键技术 网络设备组成 联通VoIP网络结构 呼叫流程2006年年10月月Voice over IPVoice over IP的基本过程的基本过程语音-数据转换原数据到IP转换传送IP包-数据的转换数字语音转换为模拟语音 2006年年10月月VoIPVoIP关键技术关键技术 信令技术 编码技术 实时传输技术 QoS保障技术 网络传输技术2006年年10月月信令技术信令技术信令技术保证电话呼叫的顺利实现和话音质量，目前被广泛接
2、受的VoIP控制信令体系包括两种：ITU-T的H.323系列 IETF的会话初始化协议SIP2006年年10月月SIPSIP协议协议SIP是一种比较简单的会话初始化协议。它不像H.323那样提供所有的通信协议，而是只提供会话或呼叫的建立与控制功能。SIP可以应用于多媒体会议、远程教学及Internet电话等领域。SIP既支持单点发送（Unicast）也支持多点发送，会话参加者和媒体种类可以随时加入一个已存在的会议。SIP可以用来呼叫人或机器设备，如呼叫一个媒体存储设备记录一个会议，或呼叫一个点播电视服务器向会议播放视频信号。SIP是一种应用层协议，可以用UDP或TCP作为其传输协议。与H.32
3、3不同的是:SIP是一种基于文本的协议，用SIP规则资源定位语言描述（SIP Uniform Resource Locators），这样易于实现和调试，更重要的是灵活性和扩展性好。由于SIP仅作于初始化呼叫，而不是传输媒体数据，因而造成的附加传输代价也不大。SIP的URL甚至可以嵌入到web页或其它超文本链路中，用户只需用鼠标一点即可发出一个呼叫。与H.323相比，SIP还有建立呼叫快，支持传送电话号码的特点。2006年年10月月联通联通VoIPVoIP网络使用的网络使用的H.323H.323协议协议 协议的内容 呼叫过程中涉及的三种信令 协议的特点 H.323呼叫流程2006年年10月月H.
4、323H.323协议的主要内容协议的主要内容 ITU的H.323系列建议定义了在无业务质量保证的因特网或其它分组网络上多媒体通信的协议及其规程。H.323标准是局域网、广域网、Intranet和Internet上的多媒体提供技术基础保障。H.323是ITU-T有关多媒体通信的一个协议集 H.320、H.321、H.324等建议。相关的协议包括H.245、H.225.0、H.323、H.450.1、H.450.2、H.450.3、H.235、H.246等。2006年年10月月呼叫过程中涉及的三种信令呼叫过程中涉及的三种信令H.323呼叫建立过程涉及到三种信令：RAS（Registration；A
5、dmission；Status）信令 H.225.0呼叫信令 H.245控制信令用来传送终端到终端的控制消息，包括主从判别、能力交换、打开和关闭逻辑信道、模式参数请求、流控消息和通用命令与指令等。H.245控制信令信道建立于两个终端之间，或是一个终端与一个网守之间。2006年年10月月RASRAS（注册、许可、状态）注册、许可、状态）用来完成终端与网守之间的登记注册、授权许可、带宽改变、状态和脱离解除等过程使用UDP的1719端口信令消息ARQ（Admission Request)GW GKACF (Admission Confirm)GK GWLRQ (Location Request)GK
6、A GKBLCF （Location Confirm)GKB GKADRQ （Disconnect Request)GW GKDCF （Disconnect Confirm)GK GW2006年年10月月H.225H.225 在两个终端之间建立连接所必须保持的呼叫建立和控制信令，通过ISDN Q931为网络连接的呼叫建立、保持和结束提供了一种方式，它被定义为ISDN的基本呼叫建立协议。信令消息 Setup Incomming call Call Proceeding Alerting Phone is ringing Connect Media cut through(used for bil
7、ling)Release/Release Complete Tear down call2006年年10月月H.245H.245 用于协商信道的使用情况和容量，通过交换端到端的控制信息来管理H323终端的运行，控制信息携带的信息涉及：1、容量交换 2、打开和关闭用于携带媒体流的逻辑信道 3、流量控制信息 4、普通命令2006年年10月月H323H323协议的特点协议的特点 H.323提供设备之间、高层应用之间和提供商之间的互操作性。它不依赖于网络结构，独立于操作系统和硬件平台，支持多点功能、组播和带宽管理。H.323具备相当的灵活性，支持包含不同功能的节点之间的会议和不同网络之间的会议。H.3
8、23建议的多媒体会议系统中的信息流包括音频、视频、数据和控制信息。信息流采用H.225.0建议方式来打包和传送。虽然H.323提供了窄带多媒体通信所需要的所有子协议，但H.323的控制协议非常复杂,此外H.323不支持多点发送Multicast协议，只能采用多点控制单元MCU构成多点会议，因而同时只能支持有限的多点用户。H.323也不支持呼叫转移，且建立呼叫的时间比较长。2006年年10月月H.323H.323呼叫流程呼叫流程-1-1 Gatekeeper AGatekeeper BARQLRQIP NetworkPhone APhone BGateway AGateway BH.225(Q.
9、931)SetupH.225(Q.931)ConnectRTPACFLCFVVARQACFH.245H.225(Q.931)AlertingH.225(Q.931)Call Proceeding2006年年10月月H.323H.323呼叫流程呼叫流程-2-2 Media(UDP)GatewayH.245(TCP)Open Logical ChannelH.225(TCP)(Q.931)SetupConnectOpen Logical Channel AcknowledgeCapabilities ExchangeGatewaySignalingBearer or MediaPSTN/Priva
10、te VoicePOTS/PSTN Call Set-up:Ringing,Answer.Admission RequestAdmission ConfirmVVGateKeeperH.225(UDP)RAS2006年年10月月编码技术编码技术话音压缩编码技术是IP电话技术的一个重要组成部分。目前，主要的编码技术有ITU-T定义的G.729、G.723（G.723.1）等。其中G.729可将经过采样的64kbit/s话音以几乎不失真的质量压缩至8kbit/s。由于在分组交换网络中，业务质量不能得到很好保证，因而需要话音的编码具有一定的灵活性，即编码速率、编码尺度的可变可适应性。G.729原来是
11、8kbit/s的话音编码标准，现在的工作范围扩展至6.411.8kbit/s，话音质量也在此范围内有一定的变化，但即使是6.4kbit/s，话音质量也还不错，因而很适合在VoIP系统中使用。G.723.1采用5.3/6.3kbit/s双速率话音编码，其话音质量好，但是处理时延较大，它是目前已标准化的最低速率的话音编码算法。此外，静音检测技术和回声消除技术也是VoIP中十分关键的技术。静音检测技术可有效剔除静默信号，从而使话音信号的占用带宽进一步降低到3.5kbit/s左右；回声消除技术主要利用数字滤波器技术来消除对通话质量影响很大回声干扰，保证通话质量。这点在时延相对较大的IP分组网络中尤为重
12、要。2006年年10月月实时传输技术实时传输技术 RTP Real-Time Transport Protocol 实时传输协议，提供了端到端的网络传输功能，通过组播或单播网络服务传输音频、视频或模拟数据等实时数据应用。2006年年10月月QoSQoS保障技术保障技术 VoIP中主要采用资源预留协议（RSVP）以及进行服务质量监控的实时传输控制协议RTCP来避免网络拥塞，保障通话质量。2006年年10月月网络传输技术网络传输技术 VoIP中网络传输技术主要是TCP和UDP，此外还包括网关互联技术、路由选择技术、网络管理技术以及安全认证和计费技术等。2006年年10月月VoIP的网络设备组成网络
13、设备组成主要组成部分可分为网关、关守、管理系统、IP承载网。网关是一个能够提供在局域网上的H.323终端之间或广域网上的ITU终端之间实现实时、双向通信的H.323的实体。它起到连接IP网络与PSTN网络的作用。关守（Gatekeeper）是一个能够对局域网或广域网的H.323终端、网关或一些多点控制单元提供地址解析、访问控制、身份验证、安全检查、域管理、呼叫控制信令以及呼叫管理等的H.323实体，有时它也具有带宽控制和管理、路由控制和计费等功能。管理系统指由一个外部服务器和用户及系统数据库组成的，包括计费管理、认证计费数据库、防火墙、集线器、网关工作站和监视器等构件组成的系统。IP承载网包括
14、路由器（Router）、局域网交换机（LAN Switch）。联通VoIP网络还增加了前置交换机。2006年年10月月中国联通中国联通VoIPVoIP网络结构网络结构联通VOIP长途网目前由三个部分网域组成：VOIP核心骨干网域 联通VOIP长途网络的核心承载部分，同时支持目前的二次拨号、PSTN一次拨号及国际来话业务 多种业务应用网域 支持企业虚拟专网业务 GSM VOIP网域 提供GSM用户的IP电话业务，即3COM网络2006年年10月月核心业务网核心业务网VVVV一次发话二次发话国内落地国际落地本地关守省际关守点入面出面入面出国内电话顶级关守国内电话顶级关守国际电话顶级关守国际运营商顶
15、级关守Feature Server2006年年10月月核心业务网核心业务网三级多域网络体系 1、国家顶级关守（NGK&INGK)国内电话顶级关守 根据话务量在全国设置多个国内电话顶级关守，每个关守采用点入面出的配置方式，既每个关守只接受其所属的省际关守的地址查询请求，但可以直接将该请求转发至全国任何一省际关守，无须经过其所属的顶级关守2006年年10月月核心业务网核心业务网三级多域网络体系 1、国家顶级关守(NGK&INGK)国际电话顶级关守 全国配置一个国际电话顶级关守，它对国内部分采用面入面出的配置方式，既处理国际去话时，每个省际关守直接向该关守发地址查询请求；处理国际来话时，顶级关守直接
16、向全国任何一个省际关守转发地址查询请求，无须经过其所属的国内电话顶级关守。2006年年10月月核心业务网核心业务网三级多域网络体系 2、省际关守PGK 从二期五大区域的基础上演变而来，构成核心业务网的第二层 省际关守之间对占全国话务量约70%的14城市（北京、上海、广州等）的话务采用点到点的直连方式 14城市以外的国内呼叫和国际呼叫转接至其所属的国内电话顶级关守和国际电话顶级关守2006年年10月月核心业务网核心业务网三级多域网络体系 3、本地关守LGK 组成核心业务网的第三层。同一个省的本地关守之间采用点到点直连的方式，省内话务不经过省际关守。本地关守只将出省的话务上连到所属省际关守。200
17、6年年10月月核心业务网核心业务网三级多域网络体系 4、Feature Server 现全网在北京、上海、广州、成都、武汉共放置5套Feature Server设备，做移动做被叫业务的路由解析，Feature Server根据PGK发送的路由解析请求，在被叫手机号码前送归属地区号后回送给PGK，由PGK完成下一步的寻址工作2006年年10月月GSMGSM业务网业务网 2006年年10月月GSMGSM业务网业务网 TCM总部网管中心北京GW河北GW辽宁GW吉林GW山东GW黑龙江GW内蒙古GW上海DS上海AS上海GK上海GW安徽GW江苏GW江西GW天津GW浙江GW广东GW广西GW海南GW湖南GW山
18、西GW湖北GW河南GW福建GW成都DS成都AS成都GK重庆GW甘肃GW贵州GW宁夏GW青海GW陕西GW四川GW新疆GW西藏GW云南GW北京DS北京AS北京GK广州DS广州AS广州GK2006年年10月月GSMGSM业务网业务网三级网络体系 1、网关（GW）层 对PRI信令进行翻译,转换成H.323协议数据包在IP网络上进行传输,完成呼叫流程 将传统的TDM语音信号进行压缩处理,并转换成IP数据包在IP网络上传输.2006年年10月月GSMGSM业务网业务网三级网络体系 2、关守（GK）层 完成对3COM语音网关的RAS管理功能 进行计费信息的采集并传递给AS服务器 和DS服务器进行通信进行被叫
19、号码的路由分析2006年年10月月GSMGSM业务网业务网三级网络体系 1、后台服务器（AS，DS）层后台服务器包括目录服务器（DS），计费服务器（AS）。目录服务器，提供解析被叫号码，根据被叫区号提供被叫方的网关及关守地址及被叫拨号规则等信息。计费服务器，对每次呼叫的详细信息CDR进行记录，入库储存。并定期将这些信息转发给计费清算系统。2006年年10月月呼叫流程呼叫流程 UT网关呼叫流程 二次拨号呼叫流程 一次拨号呼叫流程2006年年10月月呼叫流程呼叫流程UT网关呼叫流程 IP NetPRIPRIAccountingAccountingserverDirectoryDirectoryse
20、rver!CASTELLEFax Server!CASTELLEFax Server!CASTELLEFax Server前置交换机前置交换机前置交换机前置交换机GatekeeperGatekeeperPRI17911 010 6588056813003174791RouterRouter010 6588056811 021 13003174791前置交换机前置交换机前置交换机前置交换机GSMGSM交换机交换机交换机交换机17911 010 6588056813003174791SS7010 6588056811 021 13003174791010 6588056811 021 130031
21、747911)DS 解析被叫号码：解析被叫号码：国家代码：国家代码：86国内接续号码：国内接续号码：0区号：区号：10局号：局号：线号：线号：658805682)根据国家代码和区号查根据国家代码和区号查询相应的被叫方网关和关询相应的被叫方网关和关首的地址和拨叫方案首的地址和拨叫方案NO.1PSTN PSTN 交换机交换机交换机交换机2006年年10月月呼叫流程呼叫流程UT网关呼叫流程 IP NetPRIPRIAccountingAccountingserverDirectoryDirectoryserver!CASTELLEFax Server!CASTELLEFax Server!CASTE
22、LLEFax Server前置交换机前置交换机前置交换机前置交换机GatekeeperGatekeeperPRIRouterRouter前置交换机前置交换机前置交换机前置交换机GSMGSM交换机交换机交换机交换机SS7010 6588056811 021 13003174791对端对端GW 和和GK 的的IP address或者或者6588056811 021 13003174791对端GW和 GK 的IP addressNO.1PSTN PSTN 交换机交换机交换机交换机010 6588056811 021 13003174791对端对端GW IP address或者或者6588056811
23、 021 13003174791对端对端GW IP address010 6588056811 021 13003174791或者或者6588056811 021 13003174791010 6588056811 021 13003174791或者或者010 65880568021 13003174791或者或者65880568130031747912006年年10月月呼叫流程呼叫流程二次拨号呼叫流程 Gatekeeper AGatekeeper BARQLRQIP NetworkGateway AGateway BH.225(Q.931)SetupH.225(Q.931)ConnectRT
24、PACFLCFVVARQACFH.245H.225(Q.931)AlertingH.225(Q.931)Call ProceedingH.225(Q.931)ReleaseH.225(Q.931)Release CompleteDRQDCFDRQDCF2006年年10月月呼叫流程呼叫流程一次拨号呼叫流程 Gatekeeper AGatekeeper BARQLRQIP NetworkGateway AGateway BH.225(Q.931)SetupH.225(Q.931)ConnectRTPACFLCFVVARQACFH.245H.225(Q.931)AlertingH.225(Q.931
25、)Call ProceedingH.225(Q.931)ReleaseH.225(Q.931)Release CompleteRRQRCFRRQRCF2006年年10月月VoIPVoIP故障排查故障排查 CISCO网关故障处理 UT网关故障处理 承载网故障处理 前置机维护要点 典型案例分析2006年年10月月CISCOCISCO网关故障处理网关故障处理思科网关网维护中的常见问题思科网关网维护中的常见问题 DSP卡故障 机箱故障 E1卡故障 后台服务器故障 17910卡的投诉2006年年10月月思科网关维护的常用命令网关资源使用情况网关配置情况察看网关运行的历史记录察看网关的日志及设备信息的察看
26、用于故障定位的命令2006年年10月月思科网关操作命令实例2006年年10月月3COM网关维护的常见故障 DSP卡故障，3COM网关的DSP卡可能出现吊死的情况，一般可通过重启恢复，一旦板卡出现硬件问题，可通过与旁边正常的板卡更换槽位来判别。注意：板卡分前卡后卡，在进行故障定位的时候要注意辨别。风扇故障，3COM网关的风扇出现故障时会导致NMC卡上的hub status红灯告警，可通过TCM察看网关的状态。后台服务器故障2006年年10月月3COM维护的常用指令3comlogpasser是对H.225,H.245信令的跟踪,可以详细的分析呼叫从发起网关到落地网关的信令的全过程.这种跟踪会消耗很
27、大的系统资源,在跟踪完成后应及时关掉.2006年年10月月IP承载网的常见故障 路由器CPU占有率过高 路由器内存报错 局域网交换机的端口的配置与互联设备的配置不一致（速率、双工）局域网交换机的个别端口故障2006年年10月月IP承载网维护的常用指令 RouterShow ip routeShow proc cpuShow proc memShow ver LAN SwitchShow portShow cdp nei2006年年10月月前置机维护的要点 话务量的监测 用户投诉的汇总 中继线的例测 前置机定时器参数的修改 前置机系统参数的设定2006年年10月月典型案例分析典型案例分析拨打单个
28、电话不通问题的处理过程拨打单个电话不通问题的处理过程：可能原因：前置机没有将此呼叫送到发起网关，ip网络不通，发起网关上指向该目的地区的dial-peer为down或配置漏配；用PSTN直拨，判断是否为空号。测试卡进行拨测。仍不通，用测试卡在前置机用小号拨测，如通，说明电信方面有问题。如仍不通请在前置机上监测DISCONNECT 的原因，并将结果报到省分。省分与对方IP 机房联系，请其在对方前置机用小号拨测，以排除与电信的互联互通的问题。如对方小号拨测无问题，从对方获取落地网关的IP地址，登陆到当地的网关上，Ping对方落地网关，如不通请查承载网。如以上均无问题，使用en 6口令登陆到当地的网
29、关上，输入debug isdn q931端口号:15，ter mon，在前置机用小号指定E1进行拨测，DEBUG 的信息会详细记录网关与前置机的交互，查看DISCONNECT 的信息是哪一方发送的。同时，请落地方在前置机监测该被叫号码，查看不同的原因。通过此步可以看出，被叫是否送入落地端以及不通原因。省分仍不能解决报到总部，并详细告知以上步骤的结果。2006年年10月月典型案例分析典型案例分析本地去往其他地区的话务都不通。本地去往其他地区的话务都不通。可能原因1：本地局域网故障，或广域网连通故障。处理方法：检查网络连通性。检查去往外埠网络连通性。相关命令：ping网络关守、radius可能原因
30、2：本地网关没有成功注册在关守上、关守上缺少配置。处理方法：检查网关上关于H323部分的配置。在gateway配置下shutdown/no shutdown，或修正配置。检查关守上关于该地区域的配置、域前缀子网分配等配置。相关命令：show gateway、show gatekeeper zone status可能原因3：本地网关相连的中继故障。处理方法：检查网关E1控制器状态。相关命令：show controllers e1可能原因4：前置机存在故障处理方法：在前置机和网关上进行信令跟踪，确认呼叫是否已经送往发起网关。2006年年10月月典型案例分析典型案例分析 关于语音提示问题的处理过程（
31、拨完关于语音提示问题的处理过程（拨完17910以以后无声音或提示音混乱）：后无声音或提示音混乱）：用前置机的小号指定e1 拨测，如通，请查与电信的互联互通。若拨测不通，登陆到网关上，输入 show call prom 命令，看语音文件是否完全（469个）。如语音文件数目不正确，或失败的文件太多，请重新下载语音文件。下载步骤：从前置机上停止给网关送话务，重启网关，网关起来后，sh call prom 看ivr文件下载完全后，从前置机上开始给此网关送话务。2006年年10月月典型案例分析典型案例分析关于认证问题的处理过程：用前置机的小号指定e1 拨测,如能够认证请查与电信的互联互通。若仍不能认证，
32、在局域网内ping二次网关 如不通请检查局域网。如通，请登陆到二次网关上，ping 该网关所指向的rts server,如通则说明网络无问题，可能是RTS 的问题。登陆到网关上用命令行 Show radius sta，查看未响应包的状态，若比率大于1，则说明RTS 不能正常处理。请报省分，并将查看结果同时报上。如ping rts server不通则说明网络有问题，查看网关状态。看本地网的连接方式：走路由器还是走IP NAVIGATOR,并与省分联系，并告知以上步骤的结果。省分进行如下操作：（1）如走IP NAVIGATOR，请按以下方法进行操作：登陆到该网关，PING 当地以太网交换机-PIN
33、G 当地B9K以太网口（S16.2）-PING 省分B9K以太网口（S16.2）-PING 省分路由器。如在其中的某一步不通，请查TRUANK 的状态，如DOWN 请查看相关设备或传输。（2）如走路由器，请按以下方法进行操作：登陆到该网关，PING 省分路由器。如不通，请查看PVC的状态。若状态为down,请查看相关设备或传输。如果网络无问题，请按以下方法进行操作：登陆到当地的二次网关，输入命令 debug voip aaa,ter mon,注意此项工作完成后一定记住用命令：un all,ter no mon 将Debug 关闭,否则会影响正常呼叫。省分如仍不能解决，请立即与总部联系，并详细告
34、知以上步骤的结果和各设备的IP 地址（gw,Ethernet switch,B9k,Router）。2006年年10月月典型案例分析典型案例分析拨完拨完17910 后，经常占线，很难接通，接通后认证无问题。后，经常占线，很难接通，接通后认证无问题。登陆到网关上，用show contr e1查看E1若为down,请查当地传输，若为Up,输入 Showe isdn sta 检查二层和三层的问题 ISDN Serial3:15 interface dsl 3,interface ISDN Switchtype=primary-net5 Layer 1 Status:ACTIVE Layer 2 St
35、atus:TEI=0,Ces=1,SAPI=0,State=MULTIPLE_FRAME_ESTABLISHED Layer 3 Status:19 Active Layer 3 Call(s)Layer 1 Status：表示物理上是否通，如不通请查前置机到网关的E1线路。Layer 2 Status：表示协议上是否通，如不通请查前置机所配置的数据是否正确。Layer 3 Status：表示当前的呼叫。在前置交换机上查看是否有时隙闭塞，如很多时隙闭塞，在话务不忙时重起E1，并将闭塞的网关情况告知省分。省分将此类情况进行总结，上报到总部网管。登陆到网关上，Show contr e1 ca,查看
36、E1 的利用率。如利用率经常超过 80，请考虑加中继扩容。2006年年10月月典型案例分析典型案例分析 话务单通。话务单通。可能原因1：网关内存、DSP资源不足、前置机中继线路质量不好 处理方法：检查网关内存及DSP，对资源不足的网关做重启。相关命令：show process memory、show call resource voice stats;sh call history voice brief 可能原因2：中继线路故障。处理方法：做前置机中继线检测。相关命令：show process memory、show call resource voice stats2006年年10月月典型案例分析典型案例分析 串线问题 若发生去话的串线投诉，请用debug voip aaa检查发端的被叫格式是否正确，同时得到此次呼叫的落地端网关地址，用ipv4:将此呼叫直接指向此落地网关，要求落地分公司在此网关上作debug isdn q931的跟踪，检查落地网关送给前置机的号码是否正确，如不正确，请落地分公司检查落地网关的pots 类型的dial-peer配置；若落地网关给前置机的号码正确，请落地分公司检查中继数据。2006年年10月月
