[發明專利]一種用于SIP通信系統的網絡穿越方法

在審

• 申請號: 201810243612.1
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108540589A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 張崗山;劉繼凱;劉炯;吳煒;馮磊;趙林靖
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 陳宏社;王品華

本發明提出一種用于SIP通信系統的網絡穿越方法，實現步驟為：(1)對主叫客戶端和被叫客戶端進行初始化；(2)主叫客戶端向被叫客戶端發起會話請求；(3)被叫客戶端接收INVITE請求并響應會話；(4)被叫客戶端獲取主叫候選通信地址，主叫客戶端獲取被叫候選通信地址；(5)主叫客戶端獲取被叫媒體流傳輸地址，被叫客戶端獲取主叫媒體流傳輸地址；(6)主叫客戶端和被叫客戶端進行媒體流傳輸。本發明具有服務器負荷小，通信時延和丟包率低的優點，可用于多媒體數據的點對點傳輸。

技術領域

本發明屬于網絡數據傳輸技術領域，涉及一種用于SIP通信系統的網絡穿越方法，可用于多媒體數據的點對點傳輸。

背景技術

會話初始協議(SIP，Session Initiation Protocol)是一個應用層的信令控制協議，用于創建、修改、釋放會話。SIP協議具有靈活、可擴充的優點，廣泛應用于語音、視頻等數據業務。

SIP通信系統主要包含客戶端和服務器，其中客戶端包含主叫客戶端和被叫客戶端。每個客戶端包括會話控制模塊、多媒體處理模塊和網絡穿越模塊。其中，會話控制模塊使用SIP協議進行會話的創建和釋放；多媒體處理模塊進行多媒體數據的采集，編解碼，呈現等；網絡穿越模塊主要完成網絡穿越。

SIP通信系統客戶端常在局域網中使用，局域網通過網絡地址轉換(NAT，NetworkAddress Translation)設備與公網連接。NAT設備的主要工作是對TCP和UDP的地址信息進行修改，把內網地址轉換成公網地址。NAT可以分為兩類，一類是具有相同內網的IP和端口的不同會話，映射到相同的外網IP和端口，即錐形NAT；另一類是具有相同內網IP和端口的不同會話，映射到相同IP和不同端口，即對稱型NAT。NAT設備是在TCP/IP層以下進行處理的，但是SIP協議在應用層。SIP協議中媒體流的地址信息不能被NAT設備修改，因此SIP協議中保存的是通信對端的私網地址，使用這個地址是不能正常通信的。

為了解決這一問題，就需要進行網絡穿越，常見的網絡穿越方法有NAT的UDP簡單穿越(STUN，Simple Traversal of UDP through NAT)和通過Relay方式穿越NAT(TURN，Traversal Using Relay NAT)等。在STUN協議中，客戶端通過向STUN服務器發消息，查詢其公網映射地址，這樣在NAT設備上就有了對應的映射表項，之后就可以進行數據傳輸。在TURN協議中，客戶端通過某種機制得到TURN服務器上的公網地址，之后通信兩端的報文都經過TURN服務器轉發給對端。

目前常見的SIP通信系統使用STUN和TURN相結合的方式來解決對稱型NAT的穿越，例如授權公告號為CN 10245580 B、名稱為“NAT穿越方法及系統”的中國專利，公開了一種穿越NAT的方法及系統。通信節點根據獲得的通信接收節點的通信地址和第一鑒權信息，發起自身通信地址到通信接收節點的第一單向聯通性測試，并根據第一單向聯通性測試結果，選擇能夠互相通信的通信地址對。該發明解決了傳統網絡穿越方法中存在的無法穿越對稱型NAT的問題。但是，在聯通性測試時，使用了TURN協議，通信兩端需要以服務器作為中繼進行數據傳輸，這會使服務器負荷增大，同時數據傳輸的時延和丟包率也會增大。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術存在的缺陷，提出一種應用于SIP通信系統的網絡穿越方法，旨在降低服務器負荷，并減少通信時延和丟包率。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種用于SIP通信系統的網絡穿越方法，所述SIP通信系統包括客戶端和服務器，其中，所述客戶端包括主叫客戶端和被叫客戶端，每個客戶端包括會話控制模塊、媒體處理模塊和網絡穿越模塊，穿越方法包括如下步驟：

(1)對主叫客戶端和被叫客戶端進行初始化；

(2)主叫客戶端向被叫客戶端發起會話請求：