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基于SIP协议的嵌入式音频传输系统的研究

作　者: 王庆磊
导　师: 张曦煌
学　校: 江南大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 会话初始化协议 通信安全 ARM 嵌入式SIP终端 STUN TURN
分类号: TN919.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 1次
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内容摘要


随着通信技术、网络技术的发展,以简单、灵活著称的SIP协议正越来越受到人们的关注,并且正在逐步取代原有的H.323协议成为IP语音技术(VoIP)的信令核心协议。与此同时,随着嵌入式技术的发展,嵌入式系统也由原来的工业控制领域逐渐向消费电子产品领域扩展,嵌入式技术和网络技术、通信技术的结合受到了业界的广泛关注。嵌入式VoIP终端将是未来嵌入式系统的一个重要应用,具有广泛的应用前景。基于此,本文设计并实现了一个基于ARM9的嵌入式SIP终端。本文首先深入分析SIP结构、消息机制以及SDP、RTP、SIP面临的安全问题,然后结合嵌入式技术设计与实现了基于SIP协议的嵌入式终端。开发平台选用ARM9芯片S3C2410X为硬件核心,嵌入式Linux作为软件平台。终端软件包括三个模块:SIP协议栈,媒体处理模块,SIP UA模块。在SIP协议栈的使用上,设计和移植了适合嵌入式环境下的SIP协议栈MySipStack;媒体处理模块的实现上,由RTP传输和语音处理两部分完成;SIP UA的开发根据SIP协议API规范完成。第一部分最后根据设计的预期目标对终端进行了SIP实现流程、功能和互操作性三个方面的测试。测试结果验证了本文提出的嵌入式SIP音频传输系统设计方案的可行性。其次是对NAT穿越解决方案STUN进行了研究。STUN是一种针对客户端的NAT穿越方案,对STUN的研究内容包括:STUN穿越NAT的工作流程和SIP信令、RTP媒体流的穿越。分析了STUN方法不能穿越对称型NAT的局限性,进而采用了一种STUN和TURN相结合的方法来实现NAT穿越。最后设计测试环境对方案进行了测试,测试结果验证了方案能够实现SIP在全部NAT类型中的穿越,并能达到较好的性能。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-12
  1.1 研究背景与意义  8-9
  1.2 国内外的研究现状  9-10
  1.3 论文的主要研究内容  10-11
  1.4 论文的组成和章节安排  11-12
第二章 SIP 协议的研究  12-25
  2.1 SIP 协议和H.323 协议  12-13
  2.2 SIP 协议的研究  13-19
    2.2.1 SIP 的功能和特点  13-14
    2.2.2 SIP 的体系结构  14-15
    2.2.3 SIP 实体  15-16
    2.2.4 SIP 消息  16-18
    2.2.5 SIP 操作  18-19
  2.3 其他相关协议  19-20
  2.4 SIP 协议安全问题  20-24
    2.4.1 SIP 面临的安全问题  20-21
    2.4.2 SIP 安全协议比较  21-24
  2.5 本章小结  24-25
第三章 基于SIP 协议的嵌入式音频传输系统设计  25-39
  3.1 系统设计目的和总体结构  25-26
    3.1.1 系统设计目的  25
    3.1.2 总体结构  25-26
  3.2 系统硬件平台的选择  26-27
  3.3 嵌入式LINUX 操作系统的移植  27-29
    3.3.1 交叉编译环境的建立  27-28
    3.3.2 系统引导代码BootLoader  28
    3.3.3 Linux 内核移植  28-29
  3.4 系统各软件模块设计  29-38
    3.4.1 SIP 协议栈模块  29-34
    3.4.2 媒体处理模块  34-36
    3.4.3 SIP UA 模块  36-38
  3.5 本章小结  38-39
第四章 音频传输系统的功能和性能测试  39-46
  4.1 测试方案和环境  39-41
  4.2 测试内容  41-44
    4.2.1 SIP 实现流程测试  41-42
    4.2.2 功能实现和互操作性测试  42-43
    4.2.3 性能测试  43-44
  4.3 测试结论  44
  4.4 系统设计中存在的问题  44-45
  4.5 本章小结  45-46
第五章 SIP 网络穿越NAT 的改进  46-56
  5.1 NAT 穿越问题的描述  46-47
  5.2 NAT 穿越问题的解决方案—STUN  47-50
    5.2.1 STUN 消息  48
    5.2.2 STUN 穿越NAT 的工作流程  48-50
  5.3 STUN 穿越方案的改进  50-54
    5.3.1 STUN 下SIP 信令的RTP 媒体流穿越NAT 的实现  51-52
    5.3.2 利用STUN 和TURN 实现NAT 的穿越  52-54
  5.4 测试结果与分析  54-55
    5.4.1 测试环境与方案  54
    5.4.2 测试步骤和结论  54-55
  5.5 本章小结  55-56
第六章 总结与展望  56-58
  6.1 工作总结  56
  6.2 工作展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-63
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  63

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信
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