南 京 邮 电 大 学
实验报告
通信网实验
专 业： 通信工程
学生姓名： 班级学号：
指导教师： 张颖 指导单位： 通信技术实验教学中心
日期：2011年5月20日
VOIP呼叫过程及SIP消息分析
一、实验目的
1、学习VOIP原理，了解PC-PC方式VOIP网络的构成、呼叫模式以及信令的过程。
2、学习使用Ethereal这种协议分析软件，用它来考察实际系统中传送的分组。 二、实验设备
1．硬件部分：校园网、PC（带耳麦） 2.软件部分：
（1）miniSipServer: 作为SIP SERVER。 （2）BOL SIPPhone ： 作为SIP UA。 （3）WinPcap 3.1 ： WIN32 平台上网络分析和捕获数据包的链接库。 （4）Ethereal 0.10.14：它可以在实时时间内，从现在网络连接处捕获数据，或者从被捕获文件处读取数据。
三、实验步骤
1． 下载并安装BOL SIP PHONE，并做相应设置（域名080210、IP：
192.168.1.100、端口5060等等），并记录进实验报告。
2． 通话，呼叫另一个用户的通话，记录通话过程中语音质量，包括延时和回
声；
3． 安装WinPcap 3.1；
4． 安装并启动Ethereal，开始抓包; 5． 重新呼叫另一个用户，开始通话；
6． 获取并分析SIP信令流和语音媒体流,记录在报告中，具体要求： （1） （2）
四、实验过程记录和分析
1、说明你选择的客户端，记录相应的登陆界面。 答：选择的客户端：BOL SIPPHONE_CN 相应的登陆界面如下图：
分析并记录呼叫建立、呼叫忙、呼叫结束的信令过程。
分析媒体流（语音包）:从捕获的数据单元中选一个RTP包进行分析。
2
2、通话：首先要说明通话的模式（直接路由还是通过服务器代理路由）、通话双方所在位置（同一子网内部、不同子网之间还是和用户通话）；其次记录通话是否成功，如果没成功，分析原因；最后要记录通话过程中语音质量（包括延时和回声）。 答：实验过程的通话模式为直接路由，且通话双方处在同一子网内部，连在同一个路由。
通话失败的原因主要有：
（1） IP设置的不对，在miniSipServer 服务器端系统配置可以看到，或者在
windows运行中输入cmd，打开DOS界面输入ipconfig/all可以看到进行设置。
（2） 服务器与客户端设置的信息不统一，改为统一用户名080212，密码123。 （3） 防火墙没关，杀毒软件发布拦截报告，设置为兼容可信任软件。 延时和回声都有一些，但总体还算清楚。
3、启动抓包工具，记录捕获的包的统计数据（见下图），并作简要说明。 答：（1）拨号没接通的时候
3
4
只有UDP和ARP的报文
（3）
打通电话
5
这次一共是1分44秒，抓了1867个包；其中UDP包1863个，占总数的99.8%； ARP包4个，占0.2%; ICMP包0个，占0%；TCP包0个，占0%；其他包0个，占0%。
6
4、记录获取的SIP消息，并作简要说明。 答：捕获的SIP消息具体情况如下图所示：
一共有19个SIP包，其中INVITE、100Trying、ACK、180Ringing，BYE各1个，200 OK包5个；REGISTER包6个；407Proxy Authentication Required包3个。 5、记录并分析呼叫建立、呼叫忙、呼叫结束的信令过程。如果是通过SERVER路由，记录还应包含注册的过程。
答：经过Statistics、VoIP CALLS、Graph得出以下信令过程图：
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主叫方发送一条INVITE命令到被叫，INVITE命令被发送到公认的SIP UDP端口（5060），它包括呼叫ID、呼叫顺序编号、SDP介质格式以及路由信息。
当呼叫到达远程端点后，电话开始振铃，一条新的信息应答被送到被叫方，指示RINGING（180）。主叫按了呼叫到被叫收到RINGING之间的时间就是SIP呼叫建立的拨叫后延迟。
被叫接通后200OK回送到主叫，主叫再发送ACK请求，确认对INVITE请求的成功应答。
RTP介质流，语音视频通话。
最后来自主叫一方的BYE请求结束呼叫。接着对应的另一方200OK回送请求结束呼叫方，确认结束呼叫。
6、选择其中一到两个SIP包进行分析。例如（INVITE）：对加线部分做说明。 答
：
选
择分析
的
SIP
包的
具
体
情况如
下
图
：
8
该INVITE包的源端口和目的端口分别是Src Port：5060、Dst Port：16619。源IP地址是Src：192.168.1.100，目的的IP地址是Dst：192.168.1.101。 7、从捕获的数据单元中选一个RTP包进行分析。 答：选中的RTP包的具体情况如下图：
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从上图可以看出，该RTP语音包的源IP地址是Src：192.168.1.100，对应于本次SIP呼叫的主叫，目的的IP地址是Dst：192.168.1.101，对应于本次SIP呼叫的被叫。源端口和目的端口分别是Src Port：27127、Dst Port：8809。
五、通过server路由的VOIP实验过程记录和分析
1、安装软件miniSipServer V2.8.12版，打开如图：
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2、设置对话双方服务器地址与端口，如图：
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4、获取SIP消息如图：
六、实验总结和体会
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1、实验内容的总结
2、在实验中遇到的问题以及解决的方法 3、实验的收获
答：
本次试验让我受益匪浅。让我认识到，学习知识不能仅仅是纸上谈兵，实际操作也是非常重要的，那样才能学以致用。更牢固的掌握知识，那样才是学习的真正目标。
这次的实验，让我对于VOIP呼叫过程及SIP消息分析更加透彻。当然，实验中也遇到了很多问题。综合因素也是有很多的，首先，对于书本的知识掌握的不是非常牢固，导致分析某些问题的时候，不是很顺利。其次，动手能力不是很强，对于老师给的软件不是很熟悉。
在实验中，也遇到了一点点的小麻烦，总是通话失败，经过多次探究，多方询问，发现原来是IP没有设置的问题，于是自己去重新设置了IP，通话就成功了。这也反映了我在某些方面，知识的匮乏。学习，果然是无止境的，不懂的知识总是那么多，等到实际要用了，却无从下手。
总的来说这次试验收获还是很大的。我基本掌握了BOL SipPhone、etherea、miniSipServer，wireshark软件的应用，对VIOP的呼叫模式以及具体的信令过程加深了认识，通过使用etherea软件捕获各类协议包并进行相应的分析，对之前课本上讲的分层的协议有了更深的理解。
六、思考题
1、 说明本次实验中网络电话呼叫的协议结构。 答：协议结构如下图所示：
SIP Voice Meadia G.711/G.723.1 13
RTP/RTCP UDP IP EtherNet 2、 SIP协议有哪三种呼叫模型？在你实验的过程中，采用哪种呼叫方式？
答：SIP协议支持三种呼叫方式：由用户代理服务机（UAC）向用户代理 服务器（UAS）直接呼叫，由UAC在重定向服务器的辅助下进行重定向呼叫和由代理服务器代表UAC向被叫发起呼叫。
本次实验采用的是由用户代理服务机（UAC）向用户代理服务器（UAS）直接呼叫。 3、 说明RTP报文头部开销的含义和作用。
答：RTP报头格式如下图所示，其中： V P X CC M PT 序列号 时戳 同步信源(SSRC)标识符 特约信源(CSRC)标识符 ··· RTP报头格式
l V：RTP协议的版本号，占2位，当前协议版本号为2。
l P：填充标志，占1位，如果P=1，则在该报文的尾部填充一个或多个额外的八位组，它们不是有效载荷的一部分。
l X：扩展标志，占1位，如果X=1，则在RTP报头后跟有一个扩展报头。 l CC：CSRC计数器，占4位，指示CSRC 标识符的个数。
l M: 标记，占1位，不同的有效载荷有不同的含义，对于视频，标记一帧的结束；对于音频，标记会话的开始。
l 同步信源(SSRC)标识符：占32位，用于标识同步信源。该标识符是随机选择的，参加同一视频会议的两个同步信源不能有相同的SSRC。
l 特约信源(CSRC)标识符：每个CSRC标识符占32位，可以有0～15个。每个CSRC标识了包含在该RTP报文有效载荷中的所有特约信源。
l PT: 有效载荷类型，占7位，用于说明RTP报文中有效载荷的类型，如GSM音频、JPEM图像等。
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l 序列号：占16位，用于标识发送者所发送的RTP报文的序列号，每发送一个报文，序列号增1。接收者通过序列号来检测报文丢失情况，重新排序报文，恢复数据。
l 时戳(Timestamp)：占32位，时戳反映了该RTP报文的第一个八位组的采样时刻。接收者使用时戳来计算延迟和延迟抖动，并进行同步控制。
这里的同步信源是指产生媒体流的信源，它通过RTP报头中的一个32位数字SSRC标识符来标识，而不依赖于网络地址，接收者将根据SSRC标识符来区分不同的信源，进行RTP报文的分组。特约信源是指当混合器接收到一个或多个同步信源的RTP报文后，经过混合处理产生一个新的组合RTP报文，并把混合器作为组合RTP报文的SSRC，而将原来所
的SSRC都作为CSRC传送给接收者，使接收者知道组成组合报文的各个SSRC。 4、在IP网络上的传输话音，如何保证端到端的延时？
答：1、由于实时传输协议RTP 提供具有实时特征的、端到端的数据传输业务,因此VOIP 电话/VOIP 网络电话中可用RTP 来传送话音数据。在RTP 报头中包含装载数据的标识符、序列号、时间戳以及传送监视等,通常RTP 协议数据单元是用UDP 分组来承载,而且为了尽量减少时延,话音净荷通常都很短。
2、为了尽可能地降低话音分组的总延时，需要选择恰当的分组长度，减小分组拆装时的时延，并赋予话音分组一定的优先级，使其在节点处排队时能被优先处理，减小排队时延。此外，提高节点机性能也是降低延时的重要方面。
实验二 网络管理操作实验
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一、实验目的
通过对中兴通讯ZXNM01综合网管系统的实际操作，使学生了解网络管理的目的，熟悉网络管理系统的组成和主要功能，从而加深对网络管理的体系结构和管理信息通信协议的理解。 二、实验原理
中兴通讯的ZXNM01综合网管系统是在网络管理层上对中兴通讯的Softswitch产品及相关设备进行统一管理的网络管理系统，可在统一的用户界面下对中兴通讯Softswitch、TG、SG、AG、IAD等NGN设备以及中兴通讯构建的数据网络的各种数据设备进行集中管理，并可提供对其它厂商设备进行管理的管理接口。中兴ZXNM01系统所管理的设备包括处于骨干层、汇接层、接入层的各种IP设备，目前已经实现对接入服务器、多业务交换机、路由器、中兴IP电话系统和中兴软交换系统的管理。系统覆盖TMN管理层次的四个层次：网元层、网元管理层、网络管理层和业务管理层，能够实现故障管理、性能管理、安全管理和配置管理等功能。
网管系统结构如下图所示，系统由关系数据库系统（RDBMS）、网管服务器（Server）和网管客户端（client）组成，采用Client/Server组网方式。网管服务器由前端服务器(FE)和后端服务器(BE)组成，后端服务器执行服务端网管核心任务，如：发现、拓扑、网管功能；前端服务器提供对位于后端服务器存储模块中的网管数据基于Web的访问，它包括提供Web访问的Web服务器和用于验证客户的验证模块，所有处理由服务端执行，客户端仅仅处理显示，前端服务器采用不同的技术来支持这样的瘦客户端结构。应用程序客户端与前端服务器通信，获取管理信息并显示给用户。HTML客户端允许用户通过浏览器进行远程访问，实现与前端服务器通信，获取管理信息并显示给用户。
系统采用SNMP网管体系结构，以SNMP协议作为管理信息通信协议，利用统一的
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网管平台在一致的拓扑视图下管理Softswitch网络，能集中操作、维护和管理Softswitch网络中的各种设备，实时统计、分析网络的性能和运行状态，为网络优化与调度提供支持。
本实验在南邮软交换实验机房进行，在机房内配置的ZXNM01综合网管系统上完成各种管理操作。
三、实验设备
1．ZXNM01综合网管系统服务器和客户端。 2．软交换控制设备ZXSS10 SS1b 3．中继信令合一网关ZXMSG7200 四、 实验步骤及要求 （一）安全管理。 1. 登录客户端
1）双击桌面客户端登录快捷方式，运行run.bat.
2）登录：
用户名：student 口令：
服务器地址：192.168.100.230
确定后进入中兴通讯统一网络管理平台。
2. 创建一个新的角色。（角色是网管模型中操作权限的分配对象） 1) 在“中兴通讯统一网络管理平台”界面下，单击“视图”，选择“安全管理”，再
单击“安全管理树”上的“角色管理”，选择菜单“操作→新建”。
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其中“角色名”中输入角色的命名，“角色描述”是对角色名的说明和解释
2) 设定角色的操作权限。点击权限信息设置菜单，根据需要在操作树下面的方框中
划勾，划勾的表示角色已经被赋予这种操作权限。
3) 登录地址。角色的登录地址是一个IP地址段的列表。
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单击“添加”按钮，可以添加一个IP地址段。
要求：为验证方便，起始和终止IP都填写本机的IP地址。
3. 新建用户。
单击“安全管理树”上的“用户管理”，选择菜单“操作→新建”“。1) 填写用户基本信息。
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2) 为这个用户分配角色，单击“角色”，一个用户可以分配多个角色。
要求：分配自己创建的角色
4. 注销student用户，用自己创建的用户登录。
注意：使用用菜单的系统项注销student。
（二）告警管理。显示系统当前的告警信息，选择其中的一条信息，分析其告警原因及可能的处理措施。
1. 打开“视图告警管理”菜单项，选择菜单“告警查看→事件上报实时监控”，
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打开告警列表。
2. 选择一条告警，单击右键，在菜单中选择“详细信息”菜单项。
（三）性能管理。
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1. 单击“视图→日志管理”，显示操作和安全日志。
2. 在菜单中选择“配置→导出当前查询结果”，备份日志。
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（四）拓扑管理
1. 选择“视图→拓扑管理”，选中7200，在菜单中选择“操作→机架图”。
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2. 选择“视图→拓扑管理”，选中ss1b，在菜单中选择“操作→机架图”。
（五）诊断测试
1. 选择“视图→拓扑管理”，选中7200，在菜单中选择“操作→诊断测试”。
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2. 选择“中继单元”，单击“执行”。
3. 选择“视图→拓扑管理”，选中ss1b，在菜单中选择“操作→诊断测试”。
4. 选择“检测”。
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（六）性能管理（部分为演示实验）
1. 选择“视图→拓扑管理”，选中ss1b，在菜单中选择“操作→诊断测试”。
2. 选择“性能观察→单板CPU及内存观察”，单击“开始”。
3. 选择““视图→拓扑管理”，右击7200，选择“性能管理”。
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4. 单击“任务管理”，选择任务类型，填入“开始时间”和“结束时间”，单击“增
加任务”，分别加入“公用设备DTMF”，“网络通信量”和“处理机占用率”。 5. 单击“及时数据显示→处理机占用率”。
6. 单击“及时数据显示→公用设备状态”。
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7. 单击“原始数据分析”，选择任务类型为“网络通信量”，设定测试项目，选择分
析方式为“网格浏览”。
8. 选择分析方式为“图表分析”，选择统计项目为“网口2（外口）接收速率”。
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9. 选择分析方式为“图表分析”，选择统计项目为“网口2（外口）接收总帧数”。
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五．实验心得
对中兴通讯ZXNM01综合网管系统的实际操作，使我了解网络管理的目的，熟悉网络管理系统的组成和主要功能，从而加深对网络管理的体系结构和管理信息通信协议的理解。实际地管理查询了交换机的使用状况，使自己更好地理解了其中的原理。
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