Transcript 实验5 VoIP设备认识

现代交换技术实验
实验5 VOIP设备认识
主讲教师：李新颖
Cell:13893358954
Email:[email protected]
实验5 VoIP设备认识
一、实验目的
1.了解认识VoIP设备，了解设备的功能；
2.理解各种VoIP设备在软交换网络系统中的作用。
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二、实验设备
1.软交换服务器系统设备1台
2.现代交换平台实验箱1个
3.IP网络电话机1个
4.快速以太网交换机1台
5.SOHO集线器1个
6.网线若干
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三、实验内容
VoIP设备基本包含IP电话、软交换服务器设备、
媒体网关。
IP电话目前可以开展以下几种应用：
1. PC到PC
这是PC电话最早、也是目前最容易实现的一种方
式，它相当于一种联机应用，用户使用专用的客户
端IP电话软件，再配备麦克风、音箱、声卡等设备
就可以通过IP网实现这种应用。但这种应用存在一
些缺点：
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（1）话音质量较差；
（2）不同公司开发的软件不兼容，双方必
须使用同一种软件；
（3）由于属于联机应用，双方在通话前要
预约；
（4）用户只限于PC机用户，不利于IP电话
作为一项业务开展
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2. PC机到电话
它属于IP电话的附加应用，主要是业务提供商为
了满足不同用户的需求，吸引更多的用户而开展
的。它需要客户端软件和网关双方的支持。
3.电话到PC
它也属于IP电话附加的应用。但这种应用自身存
在一些缺陷，在开展上将存在困难。这些缺陷主
要有：
（1）如同PC到PC方式，双方在通话前要进行
预约。PC与PC间的预约还好实现，
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让电话机和PC机之间预约，用户就必须通过打电
话或通过PC机来联 系，打电话意味着还要拨打长
途，而使用PC又不如直接采用PC到PC的方式通话，
与前两种方式相比，非常不方便；
（2）本地网关与PC机上的应用软件之间互通不易
实现。
4.电话到电话
这将是IP电话最主要的应用方式，IP电话市场收入
的主要来源。这种应用需要通过网关将PSTN与IP
网连接，因此网关的功能和质量至关重要。
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IP电话在软件上必须遵循开放的RFC-3261 SIP 协议，
在接口方面主要有接口 ： IP/ 以太网接口，通过网线
连接话机以太网接口完成IP电话与软交换设备的连接。
软交换服务器设备是整个软交换系统中的核心设
备，网络电话通过软交换服务器设备相连接，就可以
实现最基本的IP语音通话。本实验中用到的软交换设
备集成了代理服务器、重定向服务器、位置服务器、
登记服务器等功能，是一台多功能集成的服务器。
这里需要提及的还有一个很重要的设备就是媒体网关，
媒体网关分为中继媒体网关和接入媒体网关。
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服务提供商或电信公司可以将比较昂贵且
体积庞大的5类语音电话交换机更换为不太
昂贵的软交换机,这种交换机支持因特网电
话和PSTN网络之间的交互操作。
媒体网关的主要功能是将不同类型的接入方
式转化为适合在IP网络上传送的RTP/RTCP流。
例如：媒体网关可以在电路交换网的承载通道和
分组网的媒体流之间进行转换。目前媒体网关类
型主要包括中继媒体网关(TG)、综合接入媒体网
关(AG)、多媒体网关(MMG)、综合接入设备
(IAD)、媒体服务器。
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网络电话是从宏观上可以分为软电话和硬件VoIP电
话。软电话简单而言就是通过软件设计运行在电脑
上的打电话软件。硬件VoIP电话基本原理就是通过
语音压缩设备对我们的语音进行压缩编码处理，然
后再把这些语音数据根据相关的协议进行打包，经
过IP网络把数据包传送到目的地后，再把这些语音
数据包串起来，经过解压解码处理后，恢复成原来
的信号，从而达到由IP网络发送语音的目的。
在整个VoIP网络连接中自然也用到了很多基本
的网络设备，本实验中主要用到的有交换机、集线
器。在实验室中连接到小组实验的是集线器或者
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交换机。在认识集线器之前，必须先了解一下中
继器。在我们接触的网络中，最简单的就是两台
电脑通过两块 构成“双机互连”，两块网卡之间
一般是分屏蔽双绞线来充当信号线的。由于双绞
线在传输信号时信号功率会逐渐衰减，当信号衰
减到一定程度时将造成信号失真，因此在保证信
号质量的前提下，双绞线的最大传输距离为100
米。当两台电脑之间的距离超过100米时，为了
实现双击通信，便在这两台电脑之间安置一个
“中继器”，它的作用就是将已经
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衰减的不完整的信号经过处理，重新产生出完整
的信号再继续发送。中继器就是普通集线器的前
身，集线器实际就是一个多端口的中继线。集线
器一般有4、8、16、24等数量的RJ45接口，通
过这些接口，集线器便能为相应数量的电脑完成
“中继”功能。由于它在网络中处于“中心”位
置，因此集线器也叫“Hub”。
以图5-1为例，图中是有两个个具备4个端口的集
线器，其中集线器1连接了3台电脑。集线器处于
网络的“中心”，通过集线器对信号进行转发，3
台电脑之间可以互连互通。
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通信过程是这样的：假如计算机1要将一条信息发
送给计算机2，当计算机1的网卡将信息通过双绞
线送到集线器上时，集线器并不会直接将信息送
给计算机2，它会将信息进行“广播”--将信息同
时发送给4个端口，当4个端口上的计算机接收到
这条广播信息时，会对信息进行检查，如果发现
该信息是发给自己的，则接收，否则不予理睬。
由于该信息是计算机1发给计算机4的，因此最终
计算机4会接收该信息，而计算机3看完信息后，
会因为信息不是自己的而不接收该信息。
集线器之间可通过级联口互联，如下图1-1所示。
实验5 交换系统组成与结构
图5-1
实验5 交换系统组成与结构
交换机通过对信息进行重新生成，并经过内部处
理后转发至指定端口，具备自动寻址能力和交换
作用，由于交换机根据所传递信息包的目的地址，
将每一信息包独立地从源端口送至目的端口，避
免了和其他端口发生碰撞。广义的交换机就是一
种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。
集线器是采用共享工作模式的代表，如果把集线
器比作一个邮递员，那么这个邮递员是个不认识
字的“傻瓜”--要他去送信，他不知道直接根据信
件上的地址将信件送给收信人，只会拿着信分发
实验5 交换系统组成与结构
给所有的人，然后让接收的人根据地址信息来判断
是不是自己的!而交换机则是一个“聪明”的邮递员
--交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩
阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，
当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存
中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）
的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换
矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不
存在，交换机才广播到所有的端口，接收端口回应
后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部
地址表中。在本实验网络结构中，交换机主要是用
于连接多个集线器和软交换服务器设备的。
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使用多个集线器方便实验分成多个小组，使用集
线器分别连接连个IP网络电话和电脑以及和软交
换服务器相连接的交换机，和集线器相连的电脑
主要用于抓取网络中的数据包。
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四、思考题：
1.IP电话与传统电话机功能原理区别？
2.在实验的网络结构中，用到的交换机和
集线器有什么功能共同点和功能差别？