CN112653661B - 一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法和***，属于视频会议技术领域。针对现有技术中存在的私有网络和公网之间有限制，端口切换导致网络变更会产生限制服务，影响使用，本发明媒体恢复方法，在端口受限时重新协商其他端口号，在IP受限时构建终端设备集群，将受限IP包装成其他IP。本发明避开限制端口或IP，通过路由器和防火墙限制，确保通话和媒体正常交互。本发明通过集群模块构建终端设备集群，通过终端设备集群内终端设备的相互交互，实现在网络局部限制的环境中找到未限制网络，注册使用公网服务器，无需在使用中变更网络部署，就能保证通话的稳定性，达到最佳的VoIP通话体验。

Description

一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法和***

技术领域

本发明涉及视频会议技术领域，更具体地说，涉及一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法和***。

背景技术

从会议的模式来看，传统的会议召开起来比较繁琐，而且存在着传达性比较差，也比较低效的方式，而电话会议则可以跨越在空间上的限制，跨越在时间上的障碍，能够采用更加灵活的方式召开会议，能够对会议的网站内容进行录音，保证会议的高效，准确和完整。电话会议与传统点对点电话业务相比较，从功能上讲，打破通话只能局限于两方的界限，具有电话无法实现的沟通更加顺畅，信息更加真实，范围更加广泛等特点。电话会议***具有录音功能，保证了会议的准确性和完整性。也提供了更加便利的沟通，只需要一个电话机就能与多人进行通联，确保主事者能掌控全局。

VoIP的基本原理是通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理，然后把这些语音数据打包，经过IP网络把数据包送至接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由互联网传送语音的目的。VoIP可用于包括VoIP电话、智能手机、个人计算机在内的诸多互联网接入设备，通过蜂窝网络、Wi-Fi进行通话及发送短信。使用VoIP进行网络会议能有效的降低成本，以及节省时间。

现有网络下私有网络同公网之间路由器、防火墙会设置安全限制，如对端口的限制或者IP地址的限制，周期性切换出口等操作会导致网络变更和限制VoIP服务。因此，如何在有限制的网络中查询使用可用出口的方法有利于充分利用当前网络环境，无需在使用中变更网络部署。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的私有网络和公网之间有限制，端口切换导致网络变更会产生限制服务，影响使用，本发明提供一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法和***，通过媒体交互，实现在网络局部限制的环境中找到未限制网络，注册使用公网服务器，达到最佳的VoIP通话体验。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

在私有网络和公网之间，路由器和防火墙经常会设置端口限制，数据限制，IP限制规则，导致私有网络设备出现在限制规则生效时，媒体中断。端口限制和IP限制，两种情况都是网络环境针对限制，避开限制端口和IP，媒体即可恢复正常。两种解决方案，通过重新协商其他端口号和VCS集群包装成其他IP，通过路由器和防火墙限制，确保通话和媒体正常交互。

一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法，终端设备在网络环境限制导致媒体中断时，避开限制端口或IP地址，媒体即可恢复通话。

进一步的，终端设备A在端口a有数据限制导致媒体中断时，终端设备通过端口b发送重新呼叫信令，通过端口b建立新的媒体通道，恢复通话。

进一步的，终端设备通过RTP监测模块监测终端设备RTP数据发送和接收情况，RTP监测模块在固定时间内监测不到终端设备接收数据则会发起重新呼叫信令。

在路由器端口限制时保障媒体服务互通，即路由器或者防火墙出口对端口有数据限制，终端设备发送信令重新获取到新的端口确保通话正常继续。

端口限制时终端设备的信令交互如下：

步骤11、终端设备A发起注册信令经过路由器注册到服务器；

步骤12、终端设备A发起呼叫信令携带端口a信息经过路由器和服务器，发往终端设备X，终端设备X响应通话并回复自己的IP地址，直到终端设备X收到确认信令之后，呼叫流程完成，终端设备A直接与终端设备X进行RTP协议传输。

步骤13、终端设备A和终端设备X建立通话；

步骤14、终端设备A通过RTP监测模块进行RTP探测，如果有收到来自终端设备X的RTP数据，则终端设备A与终端设备X的媒体直接交互，否则终端设备A发起重新呼叫信令；

步骤15、终端设备A发起重新呼叫信令，终端设备A将呼叫信令中端口变更为端口b，经过路由器发往终端设备X，直到终端设备A的重新呼叫信令到达终端设备X并且终端设备A再次收到确认信令，此时重新呼叫完成；

步骤16、终端设备A将RTP发往终端设备X，使用的是重新呼叫建立的新的媒体通道。达到重新使用可用端口保障通话的效果。

进一步的，终端设备A因IP地址IP1被网络限制导致未收到响应时，终端设备通过终端设备内集群模块整合网络内的终端设备为一个集群，终端设备A与终端设备集群中的终端设备B连接，终端设备A通过终端设备B的IP地址IP2建立新的媒体通道，恢复通话。

进一步的，终端设备集群构建成功，媒体控制模块控制数据发送经过终端设备集群。

进一步的，终端设备通过RTP监测模块监测到终端设备集群发来的数据，媒体转发模块控制转发对应数据。

在路由器IP限制时保障媒体服务互通，即IP1被网络限制与其他网络无法互通的情况下，通过IP2转发保证通话体验。

IP限制时终端设备的信令交互如下：

步骤21、终端设备A向私有网络出口推送账号注册信息去公网服务器，IP限制导致终端设备A未收到响应。

步骤22、终端设备A连接到终端设备B，构建终端设备集群：终端设备A连接到终端设备B；

步骤23、终端设备A向终端设备B发送账号注册信息。终端设备B会转发终端设备A的账号注册信息去公网服务器。终端设备A会逐一向终端设备集群其他所有终端设备尝试发送账号注册信息，直到收到确认信令；

步骤24、终端设备A携带IP1发送呼叫信令给终端设备B，终端设备B收到IP1的呼叫信令后，携带IP2发送呼叫信令给终端设备X，终端设备X响应通话并回复自己的IP地址，直到终端设备X收到确认信令之后，呼叫流程完成，终端设备B与终端设备X的媒体直接交互；

步骤25、终端设备A携带IP1发送RTP给终端设备B，终端设备B收到IP1的RTP后，携带IP2转发给终端设备X，与终端设备X建立通话，终端设备A与终端设备X的媒体经过第三方服务器中转转发；

第三方服务器中转即终端设备A将RTP发往终端设备X，使用的是经过终端设备集群建立的新的媒体通道，达到使用可用IP保障通话的效果。

本发明媒体恢复方法主要针对因网络环境限制产生的媒体中断，避开限制的端口或IP，恢复媒体通话，保证媒体通话的稳定性。

一种VoIP网络限制下的媒体恢复***，使用所述的一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法，所述***包括若干终端设备、交换机、路由器、和服务器，终端设备通过交换机和路由器连接到服务器。

进一步的，终端设备包括RTP监测模块，RTP监测模块监测终端设备RTP数据发送和接收情况，RTP监测模块在固定时间内监测不到终端设备接收数据则会发起重新呼叫。

进一步的，终端设备还包括集群模块、媒体控制模块和媒体转发模块，集群模块、媒体控制模块和媒体转发模块两两连接；集群模块在IP受限时整合网络内的终端设备为一个集群，终端设备集群内的终端设备联合通信，媒体控制模块***体是否经过终端设备集群发送，媒体转发模块控制接收的媒体数据是否转发。

进一步的，RTP监测模块还连接集群模块，当终端设备集群构建成功，终端设备通过RTP监测模块监测，若RTP监测模块监测到终端设备集群发来数据，媒体转发模块控制对应数据的转发。

本发明媒体恢复***，通过集群模块构建终端设备集群，只需要终端设备集群有一台终端设备能成功同外网进行交互，那么该终端设备集群即可正常使用外网，无需所有终端设备设备都有高级网络权限访问外网。本发明终端设备集群在有限制的网络***下查找使用可用网络的交互方法，充分实现媒体服务联通。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本发明***设备将通话受限分为两种情况：第一种是终端设备在信令交互无响应的情况下，选择IP地址限制解决方案，进行终端设备集群整合，通过终端设备集群转发信令和媒体数据。第二种是终端设备在网络数据限制的情况下，选择端口限制解决方案，在没收到RTP的情况下自动进行重新呼叫切换的策略。

终端设备内的RTP监测模块、集群模块、媒体控制模块和媒体转发模块互相交互，终端设备通过集群模块使不同的终端设备建立集群关系，集群模块建立终端设备集群后，会通知RTP监测模块负责监测数据。RTP监测模块监测到终端设备集群发送的媒体数据，RTP监测模块通知媒体控制模块和媒体转发模块负责转发对应媒体数据到目的地，如VCS集群设备或者媒体服务器。

附图说明

图1为本发明VoIP网络端口有限制时重新获取到新端口的***示意图；

图2为本发明VoIP网络路由器限制时保证媒体服务互通的***示意图；

图3为本发明VoIP网络端口有限制时重新获取到新端口信令交互示意图；

图4为本发明VoIP网络路由器限制时保证媒体服务互通信令交互示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；而且，各个实施例之间不是相对独立的，根据需要可以相互组合，从而达到更优的效果。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

先对具体实施方式描述中会出现的一些名词进行解释：

VCS：一种具备VoIP服务的视频会议电话设备。

VCS集群：将所有具备VoIP服务的设备，也就是所有VCS通过网络技术进行服务联合，进行彼此通信，该联合后的集群即VCS集群。VCS集群是将单个VCS经过服务器联合整合VCS集群，然后VCS集群内部交互以便替换源IP，通过路由器或者防火墙的IP限制规则。

RTP：实时传输协议，VoIP通话时的媒体协议。

RTP P2P：媒体点对点，即两台终端的媒体直接交互，实时性高且不存在延时等风险。

RTP Relay：媒体转发，即两台终端的媒体经过第三方服务器中转，因存在中转，存在媒体抖动、延迟或丢包等风险。

实施例1

在私有网络和公网之间，路由器和防火墙经常会设置各种限制规则，如端口限制，数据限制，IP限制。限制规则的设置导致在私有网络设备出现在限制规则生效时，会导致媒体中断。在前述限制规则中，端口限制和IP限制两种情况都是网络环境针对限制，若避开限制端口和IP，媒体即可恢复正常。

本实施例具体描述在VoIP网络端口有限制时保障媒体服务互通，重新获取到新端口的方法。即路由器或者防火墙出口对端口有数据限制时，VCS设备使用REINVITE指令重新获取到新的端口确保通话正常继续。

图1所示的网络***有五个VCS设备终端，如图中实线部分所示，分别为设备VCS1、设备VCS2、设备VCS3、设备VCS4和设备VCS5。设备VCS1、设备VCS2和设备VCS3通过交换机1与路由器1连接，通过防火墙连接到服务器；设备VCS4和设备VCS5通过交换机2与路由器2连接，连接到服务器，路由器2连接到服务器时可通过防火墙或不通过防火墙，对本实施例没有影响，本实施例只考虑路由器1所属网络。

设备VCS包括集群模块、RTP监测模块、媒体控制模块和媒体转发模块，集群模块与RTP监测模块连接，RTP监测模块还连接媒体控制模块和媒体转发模块。集群模块将VCS设备建立为VCS集群，在IP受限时集群模块整合网络内的VCS设备为一个集群，VCS集群内进行联合通信。RTP监测模块能在持续监测RTP数据发送接收情况，5s无数据接收会发起REINVITE，本实施例RTP监测模块的响应时间设置为5s，主要是为了防止网络丢包等原因触发的频繁网络恢复，和防止网络限制导致长时间黑屏问题，根据有限次的试验结果，定为5s无数据触发。媒体控制模块***体发送目的是否经过VCS集群，VCS集群构建成功后，媒体控制模块就会控制数据发送经过VCS集群；VCS集群构建失败的话，媒体控制就不会经过VCS集群。媒体转发模块控制接收的媒体数据是否需要转发出去，当RTP检测模块检测到VCS集群发来的数据，媒体转发模块就会控制转发数据出去给目的地。

当路由器1端口限制，影响正常通话时，设备VCS1设备发送REINVITE指令重新获取到新的端口确保通话正常继续。此时信令交互流程如图3所示，包括如下步骤：

步骤11：终端发起指令重新注册；

设备VCS1发起REG信令经过路由器1重新注册到服务器SERVER。当设备VCS1通过路由器1在服务器SERVER重新注册成功，服务器SERVER返回确认信令至路由器1，路由器1再返回确认信令至设备VCS1，确认重新注册成功。

步骤12：终端发起信令重新呼叫；

如图1中虚线所示，设备VCS1发起INVITE信令携带IP1：port1经过路由器和服务器。服务器将该信令发往设备VCS4，设备VCS4响应通话并回复自己的IP地址，即IP4，设备VCS4回复的信息通过服务器SERVER返回至路由器1，进而返回至设备VCS1。然后设备VCS1发送ACK信令经路由器1至服务器SERVER，服务器SERVER将ACK信令发送设备VCS4，直到设备VCS4收到ACK信令之后，呼叫流程完成，设备VCS1直接与设备VCS4进行RTP协议传输。

步骤13：终端建立通话；

设备VCS1和设备VCS4建立通话，该通话基于设备VCS4的IP地址IP4进行。

步骤14：终端维持通话；

设备VCS1使用RTP监测模块进行RTP探测，如果设备VCS1的RTP监测模块收到来自设备VCS4的RTP数据，则设备VCS1继续与设备VCS4进行RTP P2P，即两台终端的媒体直接交互，保持设备VCS1和设备VCS4之间的通话。如果设备VCS1的RTP监测模块没有收到来自设备VCS4的RTP，则设备VCS1发起REINVITE信令，通过新的端口重新获取新的媒体通道，确保通话正常继续。

步骤15：终端发起信令再次呼叫；

若端口限制，通话受限，设备VCS1发起REINVITE信令。在REINVITE信令中，设备VCS1将INVITE信令的port1变更成为port2，经过路由器1和服务器SERVER发往设备VCS4，直到设备VCS1的REINVITE的请求到达设备VCS4，设备VCS4回复的消息通过服务器SERVER返回至路由器1，并且设备VCS1再次收到200OK响应，然后设备VCS1发送ACK信令经路由器1至服务器SERVER，服务器SERVER将ACK信令发送设备VCS4，直到设备VCS4收到ACK确认信令，此时再次呼叫REINVITE完成。

步骤16：终端建立新的通话；

设备VCS1将RTP发往设备VCS4，使用的是REINVITE建立的新的媒体通道。达到重新使用可用端口保障通话的效果。

本实施例通过RTP检测模块持续检测RTP数据发送接收情况，当无数据接收时会发起REINVITE信令重新建立通话通道，在端口限制的情况下，切换端口重新呼叫，重新建立新的媒体通道，保证媒体正常交互。

实施例2

本实施例具体描述在路由器限制时保证媒体服务互通信令的方法。在路由器IP限制时保障媒体服务互通，即路由器1的IP1被网络限制与其他网络无法互通的情况下，通过IP2转发保证通话体验。

如实施例1相同，图2所示***同样有设备VCS1到设备VCS5五个VCS设备终端，如图中实线部分所示，设备VCS1、设备VCS2和设备VCS3通过交换机1与路由器1连接，进而通过防火墙连接到服务器；设备VCS4和设备VCS5通过交换机2与路由器2连接，进而连接到服务器。同样的，路由器2连接到服务器时可通过防火墙或不通过防火墙，对本实施例没有影响，本实施例只考虑路由器1所属网络。

当路由器1的地址IP1受到限制，影响设备间正常通话时，***通过转发IP2保证通话。此时信令交互流程如图4所示，包括以下步骤：

步骤21：终端发起指令重新注册；

设备VCS1向私有网络出口推送账号注册信息去公网服务器SERVER，具体通过路由器1向服务器SERVER发送信令REG，由于此时路由器1的IP1限制，设备VCS1未收到相应。

步骤22：终端之间建立连接；

设备VCS1通过一种构建VCS网络集群***的方法连接到设备VCS2，组成VCS集群的设备VCS1和设备VCS2进行信息交互。设备VCS1和设备VCS2通过私有信令构建VCS集群。

步骤23：第三方服务器转发终端信息；

此处的第三方服务器指的是VCS集群的其他VCS设备，在本实施例中，设备VCS2即为第三方服务器。设备VCS1向设备VCS2发送账号注册信息REG，设备VCS2转发设备VCS1的账号注册信息REG，通过路由器1发送至公网服务器SERVER；

当***所在的VCS集群有多个设备时，设备VCS1会逐一向VCS集群其他所有设备尝试发送账号注册信息REG，通过第三方服务器转发注册信息REG经路由器1发送到服务器SERVER，直到收到服务器SERVER的200OK响应。

步骤24：终端发起信令重新呼叫；

设备VCS1携带IP1发送INVITE消息给设备VCS2，设备VCS2收到地址IP1的INVITE消息后，携带地址IP2发送INVITE消息给设备VCS4，设备VCS4响应通话并回复自己的IP地址，即IP4地址，设备VCS4回复的信息通过服务器SERVER返回至路由器1，进而通过设备VCS2返回至设备VCS1。然后设备VCS1发送ACK信令经设备VCS2、路由器1至服务器SERVER，直到设备VCS4收到ACK相应之后，呼叫流程完成，设备VCS2直接与设备VCS4进行RTP P2P协议传输。

步骤25：终端建立通话；

设备VCS1携带IP1发送RTP给设备VCS2，设备VCS2收到IP1的RTP后，携带IP2转发给设备VCS4，与设备VCS4建立通话，设备VCS1继续与设备VCS4 RTP Relay。此时的设备VCS1和设备VCS4之间的媒体交互通过设备VCS2中转，因第三方服务器的中转，通过存在媒体抖动、延迟或丢包等风险。

设备VCS1将RTP发往设备VCS4，使用的是经过VCS集群建立的新的媒体通道，达到使用可用IP保障通话的效果。本实施例通过VCS集群的建立实现媒体服务联通，通过与VCS集群内其他路由器下的VCS设备连接，可使VCS集群内所有设备均可正常的进行媒体交互，在IP受限的情况下，保证媒体服务的稳定交互。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此，权利要求中的任何附图标记不应限制所涉及的权利要求。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (8)

1.一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法，其特征在于，终端设备在网络环境限制导致媒体中断时，避开限制端口或IP地址，媒体恢复通话；

终端设备A在端口a有数据限制导致媒体中断时，终端设备通过端口b发送重新呼叫信令，通过端口b建立新的媒体通道，恢复通话；

终端设备A因IP地址IP1被网络限制导致未收到响应时，终端设备通过终端设备内集群模块整合网络内的终端设备为一个集群，终端设备A与终端设备集群中的终端设备B连接，终端设备A通过终端设备B的IP地址IP2建立新的媒体通道，恢复通话。

2.根据权利要求1所述的一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法，其特征在于，终端设备通过RTP监测模块监测终端设备RTP数据发送和接收情况，RTP监测模块在固定时间内监测不到终端设备接收数据则会发起重新呼叫信令。

3.根据权利要求1所述的一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法，其特征在于，终端设备集群构建成功，媒体控制模块控制数据发送经过终端设备集群。

4.根据权利要求3所述的一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法，其特征在于，终端设备通过RTP监测模块监测到终端设备集群发来的数据，媒体转发模块控制转发对应数据。

5.一种VoIP网络限制下的媒体恢复***，其特征在于，使用如权利要求1-4任意一项所述的一种VoIP网络限制下的媒体恢复方法，所述***包括若干终端设备、交换机、路由器、和服务器，终端设备通过交换机和路由器连接到服务器。

6.根据权利要求5所述的一种VoIP网络限制下的媒体恢复***，其特征在于，终端设备包括RTP监测模块，RTP监测模块监测终端设备RTP数据发送和接收情况，RTP监测模块在固定时间内监测不到终端设备接收数据则会发起重新呼叫。

7.根据权利要求6所述的一种VoIP网络限制下的媒体恢复***，其特征在于，终端设备还包括集群模块、媒体控制模块和媒体转发模块，集群模块、媒体控制模块和媒体转发模块两两连接；集群模块在IP受限时整合网络内的终端设备为一个集群，终端设备集群内的终端设备联合通信，媒体控制模块***体是否经过终端设备集群发送，媒体转发模块控制接收的媒体数据是否转发。

8.根据权利要求7所述的一种VoIP网络限制下的媒体恢复***，其特征在于，RTP监测模块还连接集群模块，当终端设备集群构建成功，终端设备通过RTP监测模块监测，若RTP监测模块监测到终端设备集群发来数据，媒体转发模块控制对应数据的转发。

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