基于P2P的IP电话模型(2)

网管系统的功能是管理整个IP电话系统。

计费系统的功能是对用户的呼叫进行费用计算，并提供相应的单据和统计报表。

目前IP电话有三种基本类型：PC之间的通话；PC和普通电话之间的通话；普通电话之间通过IP网络和PSTN网络之间的通话。现以普通电话之间的应用形式，说明IP电话的工作原理。首先发送端的模拟信号经过PSTN送到发端的IP网关上，然后利用数字处理设备(DSP)对语音进行数字化，再对数据进行压缩并打包，通过Internet到对方的网关上，对数据进行解包及解压缩,还原成模拟信号送到受话方的电话终端上。

在选择P2P网络模型时主要考虑以下几个方面：首先,整个框架结构要求可运营，可管理，要求具备集中控制能力，并能提供服务质量保证；其次，要具有为用户提供安全认证管理；第三，为降低网络流量负担，节约网络资源，应减少用户访问对象的随机性，减小流量的不可预知性；此外还应该具备良好的开放性，灵活性和扩展性。因此选择混合式P2P模型来构建IP电话模型，由各个IP电话终端完成模拟信号和数字信号的转化，而且通过IP电话号码就可以找到被呼叫的IP电话终端。此IP电话的模型如图1所示。

中心服务器主要做用户的集中认证，建立索引机制，辅助对等点之间的连接，它要动态维护一张所有目录节点的信息表，保持网络总体的拓扑情况，其结构如表1所示。

表 1 目录节点表

字段名	含   义
Ip_address	存储目录节点的IP地址
State	存储目录节点的状态（是否可用）

目录节点主要记录该节点下所有IP终端用户的信息，其充当关守的功能，它也需动态维护一张终端用户表，其结构如表2所示。一个节点是否能成为目录节点，要看其计算能力和存储容量，如果达到规定的要求（由软件按照统一的规则对所有的终端进行自动检测），就被设定为目录节点，同时该目录节点要定时向中心服务器通报自己的状态。

表 2 终端用户表

字段名	含   义
Ip_address	存储目录节点下用户的IP地址
Ip_telephone	存储目录节点下用户的IP电话号码

IP电话终端用户也相应的动态维护一张与远程IP电话用户的通话信息表，其结构如图3所示。

表 3 通话信息表

字段名	含   义
Ip_address	存储远程用户的IP地址
Ip_telephone	存储远程用户的IP电话号码
Connect_state	存储自身的连接状态（On or Off）

当一个IP终端用户加入此网络中时，软件搜索网络提供给用户一个可用的目录节点的列表，供用户选择。用户可以选择其中多个（避免因单个目录节点出现故障或该目录节点已不再充当目录节点而造成呼叫失败）路由最短的目录节点作为其父节点，并提交相应的信息。网络中所有的IP用户因为随时会加入或者离开，IP地址与IP电话号码不完全是固定的关系，所以目录节点要定时刷新IP地址与IP电话号码的对应关系，保持IP用户节点处于一个稳定的状态。

   在该模型中，当一终端用户A呼叫另一终端用户B时，A先查询自己与远程IP电话用户的通话信息，如果有B的信息，则直接进行互通；如果没有或呼叫失败，那么再向中心服务器请求。中心服务器返回所有可用的目录节点，之后请求信令就以组播的方式向目录节点发送，收到请求的目录节点查询自己的终端用户表，如果找到B的信息，则返回给A，A和B就可建立点对点的连接，直接进行语音数据的传输；如果都未找到B的信息，请求信令继续以组播的方式向其它目录节点发送，直至遍历整个网络。

IP 电话技术是一项新的技术，其发展速度非常快，最终将成为人们语音通信的重要工具。本文目的在于将P2P技术应用到IP电话中，以保证IP电话的语音数据包能够实时地、顺序地到达目的端。选择混合式P2P构建了IP电话模型，既具备快速检索的能力，降低网络流量的负担，又便于安全管理、身份认证、流量管理、计费管理等。

IP电话还涉及很多关键，如：语音编码和压缩技术、语音分组技术、语音抖动处理技术、静音检测技术、向前纠错技术、回声消除技术、QoS（Quality Of Service,即服务质量）保障技术等，由于篇幅有限,未能作详细介绍。

[1] 糜正琨. IP网络电话技术[M]. 北京:人民邮电出版社,2000

[2] Walter J .Goral ski Matthew C.Kolon 著. 舒华英,赖平漳等译. IP电话技术及其应用[M] 北京:人民邮电出版社,2000

[3] HP Laboratories Palo Alto. Peer-to-Peer Computing

http://www.hpl.hp.com/techreports/2002/HPL-2002-57.pdf, 2002

[4] Marc Findeli.Peer-to-Peer (P2P) Networking.

http://www.onlinejunkie.de/docs/p2p.pdf, 2001