基于SIP的分布式软交换系统设计与实现

林烨秋

摘 要：伴随着SIP软交换技术的快速发展，集中应用SIP的软交换系统在大量用户、复杂业务系统中的应用越发困难。根据软交换系统的趋势以及SIP协议的特征，提出了关于SIP协议的分布式软交换系统，借助这一系统解决系统扩展、稳定等方面的问题。对此，本文详细分析基于sip的分布式软交换系统设计与实现。

关键词：SIP 分布式软交换系统 设计与实现

中图分类号：O429 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（b）-0026-02

1 基于sip的分布式软交换系统设计

1.1 结构体系设计

以全分布式结构化的软交换系统，设计方式，应用三层结构设计的网络元素进行分布，详情见图1。

管理层中应用B/S结构的前端与后台组成，前端是表现层，而后端是通信层与业务层；接入服务层。其主要是通过SIP服务器构成，代理服务器或重定向服务器、网管支撑模块以及注册服务器等构成；用户接入层。主要是通过SIP客户端、网管支撑模块构成，客户端可以借助SIP协议接入到服务层当中，网管支撑模块能够支撑服务器实现对用户的配置以及监控[1]。

1.2 三层结构设计

软件主要是通过前段与后台构成，功能包含配置管理、安全管理、监控管理、工具管理、计费管理、在线帮助以及日志管理等。表现层当中的模块作用主要是为管理人员对整个系统进行管理的交互性界面，管理人员能够借助多个小模块实现对用户的管理，业务层的模块主要是实现对数据库进行访问以及查询等操作，最终借助通信层的TCP端口、UDP端口等将信息发送到相关的设备当中，这一个设备主要是用户接入设备与SIP服务器。网管服务器中可以通过配置流程实现对数据库流程的写入，在用户输入相应数据之后，软件在实现过滤之后对各个设备的数组元素实行分解，并在分解分析完成之后抽取区域的信息，按照抽取的信息判断设备类型并记录到数据库当中。

1.3 1SIP服务器设计

SIP服务包含代理服务、注册服务、重定向服务等多项功能[3]。对于重定向服务而言，SIP服务器可以在接收到非笨鱼的呼叫信息之后，及时检测本次是否有该用户的注册信息，并按照重定向服务模块的功能查询重定向的SIP服务器网址，之后将携带有重定向地质的信息发送到呼吸发起方。代理服务器主要是按照RFC3261的标准进行设计，确保其具备状态与无状态信令的转发功能，用户能够借助这一功能实现服务器工作模式的管理需求，SIP信令的处理可以根据事务与会话两种粒度实现。注册服务。SIP客户端可以及时发送注册保温到SIP服务器当中，注册的模块检查这一注册报文的类型并实行AoR的更新，其中包含地质记录和联系的地质的AoR表，注册模块按照AoR可以查询到相应的地质。SIP服务器的组成包含显示界面层、业务管理层、数据管理层以及通信子层。这一服务器主要是应用分层与功能模块的加载方式得以实现，其中的界面显示模块可以为用户提供系统的接入与服务器配置的接口，业务管理层能够实现信令路由所需要的功能组成模块，数据管理层能够实现用户认证以及注册信息储存等数据化的管理功能，通信子层能够完成关于SIP报文会话、事务、数据等方面的传输配置，同时提供传输的套接字接口。

1.4 接入设备的设计

接入设备的系统软件组成主要有业务层、SIP适配层、会话逻辑控制、业务层消息适配、会话管理器、会话请求与响应、会话外事务、SIP消息管理、SIP消息发送与接收。软件可以通过业务层与协议栈构成，业务层可以完成电话业务的逻辑性控制，而协议栈可以实现SIP客户端协议的适配以及处理。为了有效的提升业务的灵活性部署，SIP协议栈可以适当增加SIP适配层，这一层的应用可以实现调用接口与操作类型的不同定义。以业务层没发一起SIP呼叫或相应为例，接入的软件设备就会开展相应的工作：（1）以适配层收到的有效业务层消息为例，适配层可以按照报文的内容判断会话请求的具体消息类型，同时将消息传递到会话逻辑控制模板当中，同时执行下一步；（2）会话逻辑控制模板可以跳动会话的接口同时判断这一会话的具体类型，如果是新的会话则执行下一步，如果不是则跳过下一步；（3）会话逻辑控制模块能够调用会话管理器的接口从空闲队列当中分配会话同时存入到服务队列当中，新分配的会话会主动记录其ID；（4）会话逻辑控制模板按照会话的具体ID查找到相应的会话记录，同时按照会话的获取结构评价报文所需要的参数，如果这一业务层的消息存在参数更新时，如果消息的是振铃则记录To字段的tag字段，并执行下一步；（5）SIP消息管理模块能够实现对会话请求消息的分析，并应用构造INVITE报文。会话逻辑控制模块会按照SIP消息管理接口，对其发送或接收相应的INVITE报文；（6）会话逻辑控制模块启动，并进行定時，处于等待相应的状态。

2 基于sip的分布式软交换系统实现

设定假设每一台SIP服务器的宕机概率作为独立的等概率事件同时顾虑的概率发生为0.5，对6台设备构成的整个网络的一对终端不能正常通信的概率近似于0.00104，如果9台区域的宕机概率其近似于0.000054.由此可见，整个系统会随着数量的不同，SIP服务器所组成的系统宕机概率会随之变化，这也间接提高了整个分布式系统的可靠性，系统宕机概率与服务器数量成正比。

系统容量的扩展，在接入设备可以应用网管服务器配置的注册地质在SIP服务器侧当中进行注册，所以SIP服务器注册的容量在相应情况之下，接入的设备可以随着扩展的SIP服务器数量增多而更加灵活的接入，系统的整体容量也会随着服务器数量的提升而提升，系统的容量扩展灵活程度更高。

系统对于业务的承载能力可以借助灵活的路由器配置方式实现，采取关于静态路由与动态路由配置不同信令的方式转发，在不同的服务器用户中实行信令路由时可以借助修改动态路由组播的内容方式实现号码规则的满足。对此，对于扩展的SIP转发业务而言，SSR、DSR能够灵活的组合并且达到业务扩展的部署需求。

3 结语

综上所述，本文提出了关于SIP的分布式软交换系统，同时对系统进行了设计和实现，系统整体采取分层结构的设计方式，管理层以服务器设计为系统的配置、检测、管理提供支撑，同时采取SIP业务承载核心的内容，主要是应用可动态加载的模块方式。通过实现之后，这一系统的稳定性较为理想，可以应用在电话等业务当中。

参考文献

[1] 孙显卓.短波地空通信相关技术研究及软件实现[D].西安电子科技大学，2016.

[2] 罗倩倩，宋立新，李正鹏.基于积木理念的VoIP通信实验系统的设计与实现[J].高校实验室工作研究，2016，31（4）：50-53.

[3] 田夏利，熊莹，周兴武.基于软交换技术的分布式IP外包呼叫中心研究[J].无线互联科技，2015，23（21）：147-148.