CN100361468C - Ip接入网中私网下的接入设备实现接入的方法 - Google Patents

Abstract

一种IP接入网中私网下的接入设备实现接入的方法，IP接入网关通过私网下的接入设备发出的媒体网关控制协议注册消息的源地址，获得经NAT设备转换后的IP地址和端口号；在IP接入网关上使用该IP地址与端口号共同来标识接入设备，与该接入设备进行信令交互，建立两侧通信的媒体流通道；IP接入网关以接入设备发过来的媒体流的源地址获得经NAT设备转换后的IP地址和端口号，以该IP地址和端口号作为媒体流的目的地址，与接入设备之间进行媒体流的传送。本发明在IP接入网关上解决了媒体网关控制协议穿越NAT设备的问题，无需增加任何新的设备和改变组网方式，这样降低了成本、提高了网络的稳定性。

Description

IP接入网中私网下的接入设备实现接入的方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种IP接入网中私网下的IP接入设备实现IP接入的方法。

背景技术

随着IP网的迅猛发展，在IP网上提供廉价且高质量的语音、数据业务，越来越成为可能，日益受到电信设备制造商和运营商的关注。目前，基于上述特点，提出了IP接入网(IPAN)的解决方案，IP接入网基于IP网络架构，可综合接入语音、数据和多媒体业务。语音业务在接入媒体网关(AMG)/综合接入设备(IAD)等接入设备完成模拟用户线到IP的转换，通过分组方式在IP接入网络上承载，再在局端通过边缘中继网关ETG等IP接入网关实现话音从分组到TDM(时分复用)的转换，通过标准的V5接口接入PSTN公共交换电话网络，这种方式充分地利用了已有的IP和PSTN网络资源迅速开展语音业务。

如图1所示为IP接入网的组网结构示意图，IP接入网是一种IP电话解决方案，窄带交换网络中的交换机(LE)通过IP接入网关(这里是指ETG)实现对宽带终端接入设备IAD或AMG下带用户的管理，为这些用户提供同普通PSTN下用户一样的服务。交换机(LE)和ETG之间的控制消息采用V5.x协议通讯，ETG和IAD、AMG等接入设备之间通过H.248或MGCP媒体网关控制协议通讯传递控制消息。

在采用IPAN方式组网时，边缘中继网关(ETG)及下带的各类综合接入设备(IAD)，均需要配置对应的IP地址进行通信。ETG作为控制和汇聚网关，由于组网位置及远程维护的需要，一般处于公网位置，具有公网IP地址；而IAD处于接入终端的位置，数量较大，如果IAD也全部采用公网IP地址，则势必需要相同数目的公网IP地址，对于公网IP地址资源紧缺的运营商来说，无疑是一个沉重的负担。另外，对部分没有本地接入网的运营商或企业用户，IAD一般都在一个局域网内管理，并使用私网地址，通过网络地址转换(NAT)设备与外界连接，因此在IPAN组网中，ETG使用公网IP，下带的IAD使用私网IP成为一种必然。

要保证在NAT设备后面的IP接入设备能够正常接入和工作，需要完成如下两个通道的建立：

1、信令控制通道的建立

需要使ETG能够区分经过网络地址转换后具有相同公网IP地址的不同IAD，实现ETG与IAD之间的MGCP或H.248信令交互。

2、媒体交互通道的建立

IP接入设备和ETG之间的媒体交互通道的建立要通过交互MGCP或H.248信令中的SDP描述符中的地址。会话描述协议(SDP)是H.248和MGCP协议中用来携带IP地址、端口号、编解码方式等信息的一个协议，这部分被称为SDP描述符，ETG通过IAD发上来消息中的SDP描述符获得本次呼叫IAD或AMG本端的RTP(实时传输协议)媒体流使用的IP地址和端口号；并在下发的消息中用SDP描述符携带IAD或AMG对端的RTP媒体流使用的IP地址和端口号。

由于IAD或AMG在本端创建的RTP媒体流地址是私网地址，因此发往ETG的SDP描述符中的地址仍是私网地址，ETG在创建RTP媒体流通道时，会将SDP描述符中的私网地址作为目的地址，这样就相当于在一个公网地址终端和一个私网地址终端之间创建连接，如果没有特殊的路由配置，这样的连接是不能创建成功的。因此就需要将SDP描述符中的私网地址转换为公网地址。现有技术是在IAD或AMG处增加NAT设备，用于NAT转换，在ETG处增加业务网关设备，用于转换SDP描述符中的地址。

现有技术的缺点在于：

1、现有网络往往已经有NAT设备，而该NAT设备并不支持转换SDP描述符，也就是不支持MGCP或H.248协议的穿越。如果要新增一个网络设备，实现业务网关的功能，就会增加成本。

2、业务网关设备的引入，增加了组网的复杂度和处理上的滞后，由此会给***带来稳定性的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有的IP接入网进行通信时，网络地址转换成本高、并使***稳定性差的不足，提供一种IP接入网中私网下的接入设备实现接入的方法，降低进行网络地址转换的成本、提高网络的稳定性。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种IP接入网中私网下的接入设备实现接入的方法，包括以下步骤：

IP接入网关根据私网下的接入设备发出的经网络地址转换设备转换后的媒体网关控制协议注册消息，获取接入设备经所述网络地址转换设备转换后的IP地址和端口号；

在IP接入网关上使用该IP地址和端口号标识该接入设备，与该接入设备进行信令交互，建立所述IP接入网关与所述接入设备通信的媒体流通道；

IP接入网关以接入设备发过来的媒体流的源地址获得接入设备经网络地址转换设备转换后的所述IP地址和端口号，以该IP地址和端口号作为媒体流的目的地址，将所述媒体流发送给所述网络地址转换设备，所述网络地址转换设备根据所述接入设备在公网下的IP地址和端口号与其在私网下的IP地址和端口号的对应关系，将所述媒体流转发给所述的接入设备。

在IP接入网关上可以设置每个接入设备是否位于网络地址转换设备下的配置项，如果配置项表明接入设备不是位于网络地址转换设备下，则IP接入网关以接入设备发送的媒体网关控制协议消息的会话描述协议描述符中的地址作为目的地址，与接入设备进行媒体流的传送。所述的IP接入网关可以为边缘中继网关，所述接入设备包括综合接入设备和接入媒体网关。

本发明的有益效果为：本发明在边缘中继网关等IP接入网关上集成实现了MGCP或H.248穿越NAT的功能，在边缘中继网关上配置NAT模式后，边缘中继网关不使用IAD等接入设备中SDP描述符中所带的接收RTP媒体流地址，而是在收到IP接入设备发来的RTP报文以后，使用该报文的源地址，作为该呼叫接收RTP媒体流地址，实现对媒体流地址的动态刷新。

本发明由于在IP接入网关上解决了MGCP或H.248穿越NAT的问题，无需增加任何新的设备和改变组网方式，这样，降低了成本、提高了网络的稳定性。

附图说明

图1为IP接入网的组网结构示意图；

图2为本发明MGCP的NAT穿越流程示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：

考虑到现有技术实现MGCP或H.248协议穿越可能需要增加网络设备，并带来成本及组网复杂度的问题，本发明提出一种在边缘中继网关等IP接入网关上实现的，可以使具有公网IP地址的IP接入网关与具有私网IP地址的IAD或AMG等接入设备之间正常通信的方法。通过在IP接入网关上集成MGCP或H.248穿越功能，并在IP接入网关上增加配置启动该功能，从而实现对MGCP或H.248的穿越，解决成本和组网复杂度的问题。

本发明以ETG和IAD之间采用MGCP协议通讯为例进行说明，一般说来，每一个IAD都具有唯一的IP地址和域名。在与ETG进行信令交互时，如果消息带有域名，则ETG根据域名找到对应的IAD进行处理，如果没有域名，则按照MGCP报文的IP地址找到对应的IAD。但在进行NAT穿越时，可能会有如下情况：虽然多个IAD中每个都有唯一的私网IP地址，但经过同一个NAT设备后，不同的私网IP地址转换为相同的公网IP地址向ETG发送消息。这样就不能仅依靠IP地址区分不同的IAD，

为使ETG能够区分经过网络地址转换后，具有相同IP地址、不同私网地址的IAD，实现ETG与IAD的通讯，因此本发明在ETG中做相应的扩充，改为按照IP地址+端口号的方式区分不同的接入设备，这样，ETG收到IAD的注册消息后可以根据消息的源IP地址和源端口号，获得IAD经过NAT转换后的地址，ETG记录此地址，并用于唯一标识IAD的通讯地址，以后ETG发向IAD的消息将使用这个地址。这样使ETG能够区分经过网络地址转换后，具有相同IP地址不同端口号的IAD与之交互。

NAT设备下的IAD发送给ETG的消息都是经过NAT转换的，ETG收到的消息的源地址是NAT转换后的地址，ETG按照这个地址发消息给IAD。对于MGCP信令消息，因为IAD一定先会向ETG注册的，注册包的IP地址+端口号就会被ETG获得，这样，ETG能够区分经过NAT转换后具有相同IP地址不同端口号的IAD与之进行信令交互。对于RTP媒体流，因为RTP媒体流的地址是通过MGCP中的SDP描述符获得的，SDP描述符是MGCP消息中的一部分，主要是携带的地址信息，但在NAT下的IAD只知道自己在私网下的地址，所以它发出的MGCP消息中的SDP填写的地址信息是私网的地址，对端的设备用这个地址实际是无法和它通讯的，这样ETG就无法发送报文给IAD了。

本发明根据上述情况在ETG上增加针对每个IAD的配置项，可以配置为NAT穿越模式或非NAT穿越模式，缺省值为非NAT穿越模式。在非NAT穿越模式下，ETG创建RTP媒体流通道时，会以IAD发送的MGCP消息的SDP描述符中的地址为目的地址，当创建完成后，将向该地址发送语音包；如需要穿越NAT设备，则将配置改为NAT穿越模式，在NAT穿越模式下，ETG创建RTP媒体流通道时，不再读取IAD发送的MGCP消息的SDP描述符中的地址信息，而是读取在网络上收到的来自IAD的报文的地址，以该地址为RTP媒体流的目的地址。这样，要IAD先发RTP包给ETG，这样ETG收到IAD发过来的RTP包就可以获得地址发包给IAD了。

在ETG上增加针对每个IAD的配置项时，ETG上有接入网关(AG)属性表，是用于配置自己可以管理的IAD或AG的一些信息的，对于不在AG表中配置的IAD或AG发过来的消息，ETG不进行处理。每个受管理的AG都对应一个属性表，属性表中有一个属性是表示IAD是否是处在NAT下的，NAT穿越模式就是指IAD是在NAT设备下。

这样，在NAT穿越模式下，ETG根据收到的IAD发送的IP报文中的地址动态刷新ETG的媒体流目的地址，而不再根据SDP描述符中的地址创建和修改媒体流目的地址。由于ETG是公网地址，IAD可以发RTP包给ETG，ETG收到从IAD发过来的包，这个IP包的源IP地址和端口实际是NAT转换后的地址，当ETG向这个地址发包时，会先发到NAT设备，NAT设备会把它转换成私网地址发给IAD，这样就实现了IAD和ETG之间媒体流通道的建立，可以开始通讯了。

举例来说，如图2所示，边缘中继网关的公网地址为129.196.37.10，综合接入设备的私网地址为10.11.37.145，由于综合接入设备处于NAT设备下，这样设置边缘中继网关的工作模式为NAT穿越模式，则综合接入设备与边缘中继网关进行通讯时，流程如下：

1、边缘中继网关收到综合接入设备的MGCP或H.248注册消息后根据消息的源IP地址和源端口号，获得综合接入设备经过NAT转换后的地址和端口号，边缘中继网关记录此地址和端口号，并用于唯一标识综合接入设备的通讯地址，以后边缘中继网关发向IP接入设备的消息将使用这个地址。

2、边缘中继网关先在本端创建RTP媒体流通道，地址是129.196.37.10，端口号是10000，并通过MGCP信令将地址以SDP描述符送往NAT设备，由NAT设备转发给综合接入设备；

3、综合接入设备收到消息后，以消息里SDP描述符中的边缘中继网关所创建的媒体流地址为目的地址，创建本端RTP媒体流通道，地址是10.11.37.145，端口号50000，并通过MGCP信令将地址带在SDP描述符中回送NAT设备，并通过NAT设备转发给边缘中继网关，完成两侧媒体流通道的建立。

4、当综合接入设备通过媒体流通道向边缘中继网关发送报文时，经过NAT设备后，私网地址10.11.37.145，端口号50000转换为公网地址129.196.37.12，端口号12000，NAT设备转发报文到边缘中继网关；

5、由于在边缘中继网关上针对该综合接入设备配置了NAT穿越模式，则边缘中继网关就不会向SDP描述符中的目的地址发送报文，即不会按私网地址10.11.37.145，端口号50000发送报文，而是根据收到的报文的地址，即公网地址129.196.37.12，端口号12000发送报文。也就是将报文发送到NAT设备上，再由NAT设备通过地址映射表找到公网和私网IP+端口的对应关系，将报文转发给综合接入设备。

通过上述方法，在ETG上实现了MGCP的NAT穿越。媒体网关控制协议也可以采用H.248协议，接入网关也可以采用AMG等，实现方法与上述方法相同，这里不再赘述。

本发明由于在ETG上解决了MGCP穿越NAT的问题，无需增加任何新的设备和改变组网方式，这样，降低了成本、提高了网络的稳定性。本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (4)

1、一种IP接入网中私网下的接入设备实现接入的方法，包括以下步骤：

IP接入网关根据私网下的接入设备发出的经网络地址转换设备转换后的媒体网关控制协议注册消息，获取接入设备经所述网络地址转换设备转换后的IP地址和端口号；

在IP接入网关上使用该IP地址和端口号标识该接入设备，与该接入设备进行信令交互，建立所述IP接入网关与所述接入设备通信的媒体流通道；

IP接入网关以接入设备发过来的媒体流的源地址获得接入设备经网络地址转换设备转换后的所述IP地址和端口号，以该IP地址和端口号作为媒体流的目的地址，将所述媒体流发送给所述网络地址转换设备，所述网络地址转换设备根据所述接入设备在公网下的IP地址和端口号与其在私网下的IP地址和端口号的对应关系，将所述媒体流转发给所述的接入设备。

2、根据权利要求1所述的IP接入网中私网下的接入设备实现接入的方法，其特征在于：在IP接入网关上设置每个接入设备是否位于网络地址转换设备下的配置项，如果配置项表明接入设备不是位于网络地址转换设备下，则IP接入网关以该接入设备发送的媒体网关控制协议消息的会话描述协议描述符中的地址作为目的地址，与该接入设备进行媒体流的传送。

3、根据权利要求1或2所述的IP接入网中私网下的接入设备实现接入的方法，其特征在于：所述的IP接入网关为边缘中继网关。

4、根据权利要求3所述的IP接入网中私网下的接入设备实现接入的方法，其特征在于：所述接入设备包括综合接入设备和接入媒体网关。

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