TWI664847B

TWI664847B - 會話發起協定閘道器、其發話方法及其受話方法

Info

Publication number: TWI664847B
Application number: TW106137023A
Authority: TW
Inventors: 連彥宗; 陳尚逸
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-07-01
Also published as: TW201918056A

Abstract

本發明提供一種會話發起協定閘道器、其發話方法及其受話方法。會話發起協定閘道器與會話發起協定伺服器中斷通訊後，若有呼叫發起，則將受話號碼封裝成詢問廣播封包，以詢問受話使用者設備所屬會話發起協定閘道器。而受話使用者設備所屬會話發起協定閘道器回傳其自身位址以回應此詢問廣播封包，使發話使用者設備及受話使用者設備間可透過點對點會話發起協定的方式建立呼叫。藉此，即便與會話發起協定伺服器中斷連線，使用者設備之間仍可通話。

Description

會話發起協定閘道器、其發話方法及其受話方法

本發明是有關於一種會話發起協定(Session Initiation Protocol，SIP)，且特別是有關於一種會話發起協定閘道器、其發話方法及其受話方法。

目前網際網路通話(Voice over IP，VoIP)網路的發展係以SIP為主，而SIP的通訊系統架構主要是包含SIP伺服器與SIP終端設備。SIP終端設備可以是SIP話機、SIP閘道器等設備。使用者透過SIP終端設備進行通訊，SIP終端設備則是向SIP伺服器註冊，並藉由SIP伺服器的協助，進行廣域網路(Wide Area Network，WAN)端對端的通訊。

當SIP終端設備與SIP伺服器通訊中斷時，SIP終端設備無法對網路上的其他終端通訊。除此之外，終端若為SIP閘道器，其管轄下收容用戶數量可以達到數百用戶以上，若通訊中斷，則管轄下數百個用戶間的通訊將無法進行。考量到同一機房可能同時裝設有多部的SIP閘道器，這些SIP閘道器服務一個地區數千、數萬的用戶，這些用戶還可能會撥打110/119等緊急電話。與SIP伺服器通訊中斷，將造成區域內數萬個用戶的通訊停止外，110/119等緊急電話也無法使用，影響層面很廣。

為解決此一問題，先前技術有設計單一閘道器與SIP伺服器通訊中斷時，讓閘道器本身轄下的用戶間可維持通訊。但，閘道器之間的用戶則仍無法通訊。或者，在每個SIP閘道器上靜態配置本地區域內所有用戶的資料，來維持本地區域通訊服務。然而，靜態配置用戶的工作量大且面臨資料更新速度緩慢，無法及時反應用戶的配置現況。再者，在本地區域網路內設置一本地SIP伺服器，使網路中斷時，能維持本地閘道器間通訊服務之功能。然而，此一機制改變了網路拓樸，且新增的本地伺服器需要額外的管理與成本負擔。

由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟待加以改良。

有鑑於此，本發明提供一種SIP閘道器、其發話方法及其受話方法，乃在改善前述現行SIP閘道器的缺點。

本發明SIP閘道器之發話方法，包括下列步驟。判斷SIP閘道器是否與SIP伺服器中斷通訊，以進入本地存活模式。在本地存活模式中，SIP閘道器將發話使用者設備所撥之受話號碼封裝至詢問廣播封包，並以廣播方式傳送詢問廣播封包，而此詢問廣播封包用以找尋受話使用者設備所屬的SIP閘道器。以點對點(Peer-to-Peer，P2P)SIP的方式建立該受話使用者設備與該發話使用者設備間的呼叫。

本發明SIP閘道器之受話方法，包括下列步驟。接收詢問廣播封包，而此詢問廣播封包封裝有發話使用者設備所撥之受話號碼。判斷受話號碼是否關於SIP閘道器所屬之用戶。若受話號碼係關於SIP閘道器所屬之用戶，回覆SIP閘道器的網際網路協定(Internet Protocol，IP)位址。接受以P2PSIP的方式所建立發話使用者設備與受話號碼對應之受話使用者設備間的呼叫。

本發明的SIP閘道器包括發送單元、接收單元、廣播單元、安全單元、用戶單元、號碼單元及處理單元。發送單元將封裝好之IP封包發送到IP網路。接收單元接收IP廣播封包。廣播單元將受話使用者設備之號碼封裝到詢問廣播封包內，在IP區域網路內以廣播之方式發送詢問廣播封包，以詢問受話使用者設備所屬SIP閘道器之IP位址，並受理回覆詢問的結果。安全單元將安全Token封裝於發送的封包，並解析接收的封包是否攜帶有安全Token。用戶單元判斷受話使用者設備是否為SIP閘道器所管轄的用戶。號碼單元轉換受話號碼成符合SIP協定的格式。處理單元執行P2PSIP信號處理流程。

基於上述，透過廣播方式詢問受話使用者設備所屬SIP閘道器，即能在與SIP伺服器中斷通訊的情況下，得知此SIP閘道器的IP位址，並使發話使用者設備與受話使用者設備可透過P2PSIP的方式來通話。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參閱圖1，為依據本發明一實施例之應用系統架構圖，此系統架構包括SIP閘道器1、SIP伺服器4及使用者設備6(例如，支援SIP協定的電話、手機等)。由圖中可知，本地區域網路2內架設多部SIP閘道器1，一般情況下，SIP閘道器1經由廣域網路3向SIP伺服器4註冊後，即可藉由SIP伺服器4提供管轄下使用者設備6進行所有的呼叫行為(包括同一SIP閘道器1轄下使用者設備6間的呼叫)。

當連到廣域網路3的線路異常(例如，聯外IP接取線路5異常)時，SIP閘道器1的通訊幾乎中止，例如SIP閘道器1的對外及本地區域呼叫皆無法建立。因此，須啟動本地存活機制，讓本地區域網路2上所有SIP閘道器1間之用戶通訊可以維持。

圖2為依據本發明一實施例之SIP閘道器1的元件方塊圖，SIP閘道器1包括發送單元11、接收單元12、廣播單元13、安全單元14、用戶單元15、號碼單元16及處理單元17。

發送單元11：負責將封裝好之IP封包發送到IP網路。

接收單元12：負責接收IP廣播詢問封包。

廣播單元13：負責將受話使用者設備6之受話號碼封裝到IP詢問廣播封包內，以IP區域網路內廣播之方式詢問受話使用者設備6所屬SIP閘道器1之IP位址，並受理回覆詢問的結果。

安全單元14(可選的)：負責建立信賴安全封包的機制，讓安全識別的安全符記(Token)封裝於本地存活模式下所發送的封包，並解析接收的封包是否攜帶安全可識別的安全Token，讓群組內的SIP閘道器1可以辨識封包的來源是否可信賴。此安全Token可以使用標準或自訂的機制，例如ID識別、密碼、key等等方式皆可。

用戶單元15：在本地存活模式下，SIP閘道器1發出呼叫請求訊息前或收到呼叫請求訊息後，都會先經過用戶單元15確認此請求受話的受話使用者設備6是否為SIP閘道器1本身所管轄的用戶。

號碼單元16：負責將用戶撥的緊急服務電話(例如，110/119等)轉成對應的市話號碼，並將發話之使用者設備6所撥打的市話號碼轉成符合SIP協定的格式(例如，含有國碼及區域碼的E.164 SIP註冊帳號使用之格式)。若是撥打的號碼是長途、行動等非市內電話，則直接拒絕發話之使用者設備6的呼叫請求。在受話端則是將收到的E.164格式號碼轉成用戶習知的市話號碼格式，提供用戶話機顯示。

處理單元17：負責監控SIP閘道器1與SIP伺服器4間網路的狀況，當SIP閘道器1與SIP伺服器4失聯條件成立，則啟動SIP閘道器1本地存活模式；同時，負責點對點(Peer-to-Peer，P2P)SIP信號處理流程。

需說明的是，前述發送單元11、接收單元12、廣播單元13、安全單元14、用戶單元15、號碼單元16，可能係軟體模組而可被處理單元17執行其功能，亦可能係特定晶片、電路、處理器等硬體元件。而處理單元17可以是中央處理單元(CPU)、或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位信號處理器(DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(ASIC)或其他類似元件或上述元件的組合。而SIP閘道器1可替換成任何形式中的SIP終端(例如，SIP話機、SIP影像電話機、SIP軟電話等)。

圖3為依據本發明一實施例之SIP閘道器1啟動本地存活之發話流程，此方法包括：

步驟701：SIP閘道器1依據準則判定與SIP伺服器4中斷通訊，以進入本地存活模式。此準則可以是未收到SIP伺服器4的回應信號、一段時間未收到來自SIP伺服器4的封包、註冊失敗、或IP封包掉包率超過預設值等等的條件。

步驟702：SIP閘道器1收到發話之使用者設備6發話的受話號碼後，檢查是否為110/119緊急電話或市內電話；若是緊急電話，則直接轉成對應的市內電話；若是長途電話(不為緊急電話或市內電話)，則直接拒絕此發話之使用者設備6的發話請求。於本實施例中，SIP閘道器本地存活方法只處理市內電話的情境。

步驟703：SIP閘道器1之號碼單元16將收齊的號碼轉成SIP註冊使用的E.164格式。例如，將用戶撥的4245557號碼轉成含有國碼及區域碼的E.164格式+88634245557。

步驟704：將E.164格式的受話號碼與SIP閘道器1上用戶SIP帳號資料比對，檢查受話之使用者設備是否與發話之使用者設備連接在同一SIP閘道器1。

步驟705：若是在同一SIP閘道器1上，則SIP閘道器1直接接受呼叫的請求，並直接向受話之使用者設備6振鈴。受話之使用者設備6應答後即可完成呼叫的建立。

步驟706：由於此時已喪失註冊認證的機制，若發話與受話之使用者設備6不在同一SIP閘道器1上，則安全單元14在呼叫請求的SIP訊息內，封裝用於安全識別的安全Token，提供本地區域網路2內SIP閘道器1判別收到的封包是否為可信賴群組內SIP閘道器1發送的封包，即群組識別。

步驟707：將封裝有安全Token的SIP訊息，進一步封裝為廣播格式的IP封包(即，詢問廣播封包)，並透過廣播方式發送此詢問廣播封包，以詢問受話號碼是否為本地區域網路2內SIP閘道器1收容的用戶。需說明的是，此廣播格式可以係SIP、位址解析協定(Address Resolution Protocol，ARP)或其他可用廣播IP位址傳送受話號碼的標準協定及自訂的協定。

步驟708：若收到本地區域網路2內其他SIP閘道器1的回應，則處理單元17啟動P2PSIP的呼叫建立流程，取代由SIP伺服器4提供服務的機制。

需說明的是，在初始發話請求封包係使用廣播IP位址為目的端IP位址，而待收到回應探得受話之使用者設備6所屬SIP閘道器之IP位址後，再改以受話之使用者設備6所屬SIP閘道器IP位址為目的端IP位址，以進行後續的SIP呼叫建立流程。另一方面，若使用非SIP協定詢問受話之使用者設備6所屬SIP閘道器之IP位址，待獲得受話之使用者設備6所屬SIP閘道器之IP位址後，才以受話之使用者設備6所屬SIP閘道器之IP位址為目的端IP位址開始發送SIP初始發話請求封包。

圖4為依據本發明一實施例之SIP閘道器1收到本地存活的詢問廣播封包之受話流程，此方法包括：

步驟801：收到以廣播方式詢問受話之使用者設備6位置的詢問廣播封包。

步驟802：檢查詢問廣播封包內的安全Token，以判斷是否為群組內信賴的封包。

步驟803：若是群組內信賴SIP閘道器1所送出的詢問廣播封包，則檢查詢問廣播封包內的受話號碼是否為管轄下用戶。

步驟804：若為管轄下用戶，則回傳SIP閘道器1自身之IP位址，以回應此詢問廣播封包。

步驟805：啟動P2PSIP呼叫建立流程。

步驟806：若非信賴的封包及受話號碼非管轄下的用戶號碼，則直接丟棄此封包。

綜上所述，本發明實施例係使用封包廣播技術，在SIP閘道器偵測到與遠端SIP伺服器中斷通訊後，啟動廣播模式，讓用戶撥打本地電話時，藉由攜有受話號碼之詢問廣播封包尋找本地受話之使用者設備所在的SIP閘道器位置。而受話之使用者設備所屬SIP閘道器收到此詢問廣播封包後，分析受話號碼為管轄下用戶後，即回應此詢問廣播封包本身的IP位址。其它SIP閘道器收到詢問廣播封包並分析門號非轄下用戶後，則將封包丟棄。探得本地受話之使用者設備所在的SIP閘道器位置後，發話之使用者設備所屬SIP閘道器不再將呼叫訊息送往SIP伺服器，改由直接將發話請求訊息送到受話之使用者設備所屬SIP閘道器(透過P2PSIP)，完成後續之呼叫建立程序。

特點及功效

本發明實施例所提供之SIP閘道器本地存活模式，與前述引證案及其他習用技術相互比較時，更具有下列之優點：

1.本發明實施例無須在本地區域網路額外架設SIP伺服器，提供SIP閘道器聯外網路障礙時的通訊，具備網路拓樸的一致性，以及網路的組態設定維持不變的優點。

2.本發明實施例突破單一SIP閘道器的侷限，可讓同一本地區域網路上的所有SIP閘道器在聯外網路異常時，彼此間的呼叫通訊仍可維持。

3.本發明實施例具備信賴封包的檢查機制，避免非群組內設備封包干擾。

4.本發明實施例可適用一個交換局的涵蓋應用，提供一個地區聯外網路異常時之緊急相關電話服務。

5.本發明實施例免除靜態設置鄰近SIP閘道器用戶資訊的繁瑣工作，藉由查詢學習的方式，自動探得受話方SIP閘道器IP位址。

6. 提供信賴設備驗證的安全機制，防止本地存活模式下，不明來源的攻擊。

7. 不須變更網路架構，在既有的網路架構下，偵測到與遠端SIP伺服器失聯，自動地啟動本地存活機制。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧SIP閘道器

2‧‧‧本地區域網路

3‧‧‧廣域網路

4‧‧‧廣域網路

5‧‧‧聯外IP接取線路

6‧‧‧使用者設備

11‧‧‧發送單元

12‧‧‧接收單元

13‧‧‧廣播單元

14‧‧‧安全單元

15‧‧‧用戶單元

16‧‧‧號碼單元

17‧‧‧處理單元

701~708、801~806‧‧‧步驟

圖1為依據本發明一實施例之應用系統架構圖。圖2為依據本發明一實施例之SIP閘道器之元件方塊圖。圖3為依據本發明一實施例之SIP閘道器之發話流程圖。圖4為依據本發明一實施例之SIP閘道器之受話流程圖。

Claims

一種會話發起協定(Session Initiation Protocol，SIP)閘道器之發話方法，包括：判斷一SIP閘道器是否與一SIP伺服器中斷通訊，以進入一本地存活模式；在該本地存活模式中，該SIP閘道器將一發話使用者設備所撥之受話號碼封裝至一詢問廣播封包，並以廣播方式傳送該詢問廣播封包，其中該詢問廣播封包用以找尋一受話使用者設備所屬的SIP閘道器；以及依據該發話使用者設備所撥之受話號碼以點對點(Peer-to-Peer，P2P)SIP的方式建立該受話使用者設備與該發話使用者設備間的呼叫。
一種SIP閘道器之受話方法，包括：接收一詢問廣播封包，其中該詢問廣播封包封裝有一發話使用者設備所撥之受話號碼；判斷該受話號碼是否關於一SIP閘道器所屬之用戶；若該受話號碼係關於該SIP閘道器所屬之用戶，回覆該SIP閘道器的網際網路協定(Internet Protocol，IP)位址；依據對應於該受話號碼的該SIP閘道器的IP位址，來接受以P2PSIP的方式所建立該發話使用者設備與該受話號碼對應之受話使用者設備間的呼叫。
如申請專利範圍第1項所述的發話方法，其中在該本地存活模式中，更包括：檢查該受話號碼是否為一緊急電話或一市內電話；若是該緊急電話，則將該受話號碼直接轉成對應市內電話；以及若不為該緊急電話或該市內電話，則拒絕該發話使用者設備的呼叫請求。
如申請專利範圍第1項所述的發話方法，其中以廣播方式傳送該詢問廣播封包之前，更包括：判斷該受話使用者設備與該發話使用者設備是否連接在同一該SIP閘道器；以及若是，則直接向該受話使用者設備振鈴。
如申請專利範圍第1項所述的發話方法或第2項所述的受話方法，其中該詢問廣播封包更封裝有一安全符記(Token)封裝於，以作為群組識別。
如申請專利範圍第1項所述的發話方法，其中以廣播方式傳送該詢問廣播封包之後，更包括：在初始發話請求封包使用廣播IP位址為目的端IP位址；以及待收到回應探得該受話使用者設備所屬SIP閘道器之IP位址後，改以該受話使用者設備所屬SIP閘道器IP位址為目的端IP位址，以進行後續的SIP呼叫建立流程。
如申請專利範圍第1項所述的發話方法，其中以廣播方式傳送該詢問廣播封包之後，更包括：若使用非SIP協定詢問該受話使用者設備所屬SIP閘道器之IP位址，待獲得該受話使用者設備所屬SIP閘道器之IP位址後，才以該受話使用者設備所屬SIP閘道器之IP位址為目的端IP位址開始發送SIP初始發話請求封包。
如申請專利範圍第1項所述的發話方法，其中判斷該SIP閘道器是否與該SIP伺服器中斷通訊，包括：判斷預設時間內是否未收到SIP伺服器的回應、或IP封包掉包率是否超過預設值。
一種SIP閘道器，包括：一發送單元，將封裝好之IP封包發送到IP網路；一接收單元，接收IP廣播封包；一廣播單元，將一受話使用者設備之號碼封裝到一詢問廣播封包內，在IP區域網路內以廣播之方式發送該詢問廣播封包，以詢問該受話使用者設備所屬SIP閘道器之IP位址，並受理回覆詢問的結果；一安全單元，將一安全Token封裝於發送的封包，並解析接收的封包是否攜帶有該安全Token；一用戶單元，判斷該受話使用者設備是否為該SIP閘道器所管轄的用戶；一號碼單元，轉換一受話號碼成符合SIP協定的格式；以及一處理單元，依據該符合SIP協定的格式的受話號碼執行一P2PSIP信號處理流程。
如申請專利範圍第9項所述的SIP閘道器，其中在該P2PSIP信號處理流程中，該處理單元將在SIP封包的目的端IP位址設為以廣播方式學得的SIP閘道器之IP位址。