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研究生:蔡懷興
研究生(外文):Huai-Hsinh Tsai
論文名稱:設計與實作具SCTP換手機制之VoIP系統
論文名稱(外文):Design and Implementation of VoIP System using SCTP Handoff Mechanism
指導教授:張林煌張林煌引用關係
指導教授(外文):Lin-Huang Chang
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:網路與通訊研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:SCTP換手機制DAR路徑多宿PR-SCTP網路電話
外文關鍵詞:HandoffSCTPVoIPPR-SCTPDARMulti-homing
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網路電話為熱門的網路應用之一,利用網際網路來進行傳輸語音封包。然而,多數網路電話所使用的傳輸協定為UDP傳輸協定,且僅適用於有線網路和非換手之靜態無線網路。因此網路電話的主要問題之一,為在換手時,使用SIP協定和UDP傳輸協定來達成,但是通話中的連線會被中斷,所以必須要重新建立連線才能繼續通話。由於SCTP傳輸協定被提出,且包含許多特性和延伸機制,其延伸機制之一DAR提供了傳輸層的換手機制。在本論文中,我們將運用包含路徑多宿、DAR和PR-SCTP特性,提出了利用SCTP協定的換手系統。使用網路Socket跟網路電話軟體進行資料交換,並且把要傳輸到網路上的資料由SCTP來傳輸。而我們所提出的SCTP換手系統會使用兩張無線網路卡來進行換手動作,並且將付出少許額外的傳輸成本,但卻可以擁有無縫式換手,縮短換手的延遲時間。
The Voice over Internet Protocol (VoIP) has been one of prevalent applications in Internet nowadays. It allows us to transmit voice data over IP network. The VoIP uses User Datagram Protocol (UDP) transport protocol. The applications of VoIP have been mainly confined to the wired domain or static wireless devices without handoff. Therefore, handoff is a major challenge for VoIP in wireless network using SIP and UDP. However voice data connection needs to be re-established while making the handoff. The Stream Control Transmission Protocol (SCTP) is a novel transport layer protocol which provides handoff with Dynamic Address Reconfiguration (DAR) mechanism. Therefore we propose the handoff mechanism system by using the functionalities of Multi-homing, DAR and PR-SCTP of SCTP. The proposed system redirect the VoIP signalings and data from using UDP to SCTP with network Sockets. Two wireless network interface cards are used for handoff in our SCTP handoff mechanism system to achieve seamless handoff for wireless VoIP applications.
目 錄
中 文 摘 要 I
Abstract II
誌 謝 III
目 錄 IV
表 目 錄 VII
圖 目 錄 VIII
第一章、緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2研究動機與目的 3
1.3論文架構 5
第二章、文獻探討 6
2.1 SCTP通訊協定簡介 6
2.1.1路徑多宿 (Multi-homing) 6
2.1.2多重串流 (Multi-streaming) 7
2.2 SCTP DAR簡介 9
2.2.1 Address Configuration Change Chunk (ASCONF) 10
2.2.2 Address Configuration Acknowledgment Chunk (ASCONF ACK) 13
2.2.3 DAR流程 16
2.3 PR-SCTP簡介 18
2.3.1 Forward-TSN-Supported Parameter 19
2.3.2 Forward Cumulative TSN Chunk (FORWARD TSN) 20
2.3.3 PR-SCTP流程 21
2.4網路語音電話(VoIP) 23
2.5其他相關研究 24
第三章、系統設計 29
3.1系統架構 29
3.2系統設計 31
3.3 Server端SCTP換手系統流程 36
3.4 Client端SCTP換手系統流程 42
第四章、系統實作及效能分析 55
4.1系統環境 55
4.2實驗方法與結果 57
4.2.1 SIP信令來回傳輸時間 57
4.2.2 RTP點對點延遲時間和抖動時間 59
4.2.3 SCTP換手系統之換手時間 64
第五章、結論與未來研究方向 70
5.1結論 70
5.2未來研究方向 71
參 考 文 獻 72
附錄 76
lksctp之DAR設定與使用 76
lksctp之PR-SCTP設定與使用 77

表 目 錄

表2-1、DAR新增區塊 9
表2-2、ASCONF Parameter所使用之控制參數 12
表2-3、PR-SCTP新增參數表 19
表2-4、PR-SCTP新增區塊 20
表3-1、SCTP換手系統之SCTP傳輸設定表 32
表4-1、硬體設備規格表 56
表4-2、點對點語音延遲時間比較表 62


圖 目 錄

圖1-1、SCTP傳輸協定架構圖 2
圖1-2、SIP移動換手流程圖 4
圖2-2、SCTP多重串流示意圖 8
圖2-3、ASCONF 區塊格式 10
圖2-5、ASCONF ACK區塊格式 13
圖2-6、Success Indication參數格式 15
圖2-7、Error Cause Indication參數格式 15
圖2-8、無線網路環境 16
圖2-9、DAR的流程 18
圖2-10、Forward-TSN-Supported Parameter格式 19
圖2-12、PR-SCTP初始流程圖 22
圖2-13、PR-SCTP FORWARD TSN流程圖 23
圖3-1、系統架構圖 29
圖3-2、Server端SCTP換手系統模組圖 33
圖3-3、Client端SCTP換手系統模組圖 35
圖3-4、Server端SCTP換手系統流程圖 37
圖3-5、Server端SCTP換手系統之REGISTER流程圖(a)SCTP Socket (b) UDP Socket 39
圖3-6、Server端SCTP換手系統之INVITE流程圖(a) SCTP Socket (b)UDP Socket 41
圖3-7、Server端SCTP換手系統之其他信令流程圖(a) SCTP Socket (b) UDP Socket 41
圖3-8、Client端SCTP換手系統流程圖 42
圖3-9、Client端SCTP換手系統之REGISTER流程圖 43
圖3-10、 Client端和Server端SCTP換手系統之REGISTER信令交換圖 44
圖3-11、Client端SCTP換手系統之INVITE流程圖 46
圖3-12、Client端和Server端SCTP換手系統之INVITE信令交換圖 48
圖3-13、Client端SCTP換手系統之BYE流程圖(a) SCTP Socket (b) UDP Socket 49
圖3-14、Client端SCTP換手系統之UNREGISTER和其他信令流程圖 50
圖3-15、Client端SCTP換手系統之SCTP Handoff流程圖 51
圖3-16、Client端和Server端SCTP換手系統流程圖 53
圖4-1、實驗網路拓樸圖 55
圖4-2、註冊信令來回傳輸時間比較圖 59
圖4-3、點對點語音延遲時間比較圖 60
圖4-4、語音封包抖動時間比較圖 61
圖4-5、UDP和SCTP之點對點語音延遲時間比較圖 63
圖4-6、UDP和SCTP之語音封包抖動時間比較圖 63
圖4-7、SCTP換手時間圖 65
圖4-8、Wireshark之SCTP換手流程圖 66
圖4-9、換手時點對點語音延遲時間圖 67
圖4-10、SCTP之換手時點對點語音延遲時間圖 68
圖4-11、語音封包抖動時間圖 69
圖4-12、SCTP之語音封包抖動時間圖 69
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