网络电话服务质量保证机制的研究

论文摘要

P2P网络具有良好的开放性与扩展性,同样也具有极大的动态性和差异性。正是这样的特性,使得将P2P技术引入VoIP这类对网络环境要求较高的应用带来系统整体性能提升的同时,用户通话服务的可靠性也难以得到保证,主要体现在:用户无法确保完成中转节点的申请过程;中转节点的服务状态对通话服务质量影响较大;信令在P2P网络中的传输过程也无法得到保证。网络电话服务质量保证机制旨在解决P2P VoIP系统中网络环境变化时如何保证系统的服务质量的问题。系统通过构建P2P SIP网络来实现会话信令的P2P化,即将传统集中式SIP服务器的功能用P2P网络实现。系统由超级节点、终端节点、中转引导节点、中转服务节点和中转节点组成。中转覆盖网采用多引导节点和实时更新的方式,保证了中转服务器和中转节点加入和查找过程的有效性;用户初始化时即申请冗余中转服务器,在中转通话时运用冗余查找算法和节点选择算法来申请中转节点;当客户端需要通过中转方式进行通话时,系统在会话过程中自动检测双方的语音质量。在现有会话链路通话质量不佳的情况下,系统能够实现重新发出呼叫请求、切换中转节点并维持通话的功能;多路转发以及备份SIP消息,在当前超级节点失效情况下动态选择后继接管服务器,保证信令传输的可靠性。经过实际部署系统的功能测试,结果表明当网络环境变化时,系统能够动态透明地选择切换通话链路以提供良好的会话服务质量。在性能方面,通过NS2进行了模拟,结果表明当前超级节点失效时,通话完成率在99%以上;中转节点选择算法的平均命中率在70%到90%之间,在动态切换中转节点时,切换时延在网络规模不大时基本维持在150ms以内。测试结果说明本服务质量保证机制为网络电话提供良好的容错率和可靠性的基础上是具有的可行性的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题背景与研究内容
• 1.4 文章框架结构
• 2 服务质量保证机制的设计
• 2.1 网络电话 DSN VoIP 简介
• 2.2 服务质量保证机制设计思想
• 2.3 服务质量保证机制的网络架构
• 2.4 服务质量保证机制的结构模块
• 2.5 小结
• 3 服务质量保证机制的算法
• 3.1 服务质量保证机制算法概述
• 3.2 中转覆盖网算法
• 3.3 动态中转算法
• 3.4 基于SIP 的动态选择算法
• 3.5 小结
• 4 服务质量保证机制的关键技术
• 4.1 节点通信处理
• 4.2 系统网络架构
• 4.3 基于ICE 协议的动态中转
• 4.4 小结
• 5 系统测试与性能分析
• 5.1 系统模型模拟环境简介
• 5.2 测试环境构建
• 5.3 功能测试
• 5.4 性能测试与结果分析
• 5.5 小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间申请的国家发明专利目录