IPv6下的移动多媒体通信系统

手机、QQ、MSN等几乎成为今天人们生活中不可或缺的通信工具。而在下一代互联网发展的今天，清华大学无线与移动网络技术研究室根据IPv6中的通信应用开发了eTone、CoolSIP等。由于目前Windows平台没有免费支持IPv6的SIP客户端，而Linux平台的设计支持IPv6的如Kphone、Linphone的SIP客户端也很不稳定，我们专门开发了Windows平台用以支持IPv6的SIP客户端Etone和CoolSIP，同时还开发了WinCE平台上的IPv6 SIP客户端。

除向用户提供语音、视频、文本通信及到PSTN的落地语音呼叫外，NG-Mylife还向用户提供基于IPv6的资源共享服务和基于IPv6和P2P的流媒体传输服务。

SIP(Session Initiation Protocol)是由IETF提出的面向互联网多媒体会话的协议。这里协议的概念我们可以理解为在网络通信中的一种交流规则，就好比各个国家的语言都要有语法一样。而SIP协议是专门针对互联网多媒体会话时的一种通信规则。SIP本身只负责会话的建立与维护，它需要和其它一些协议(如SDP，RTP)进行协同工作，SIP协议具有极好的协议可扩展性，SIP协议及其扩展协议可以支持IP电话、多媒体会议、状态呈现(Presence)与即时通信等多种应用。3GPP(第三代合作伙伴计划)已经决定使用SIP协议作为3G网络的信令协议，IETF也有多个工作组致力于SIP及其相关协议的研究。SIP已经成为构建下一代移动多媒体通信系统事实上的核心信令协议。

国内外已有许多公司和单位部署了基于SIP协议的多媒体通信系统，一些互联网服务提供商(ISP)已经推出了基于SIP的VoIP(VoIP简单解释就是将模拟声音信号数字化，以数据封包的型式在 IP 数据网络上做实时传递。)电话商业服务。然而这些SIP系统大多数都是基于IPv4的，基于IPv6协议的很少而且缺乏大规模部署。受限于IPv4有限的地址空间，NAT(网络地址转换)技术被大量使用于转换公私网地址，传统互联网应用如WWW，Email可以很好的穿越NAT；但基于SIP的多媒体通信NAT的穿越不仅无法利用互联网端到端通信的技术优势，而且会增加系统的实现复杂性，降低系统的可靠性。使用基于IPv6的SIP(SIP6)，由于IPv6拥有海量的地址空间，使得两个SIP客户端之间无需经过NAT转换即可进行端到端的通信，真正地发挥出了下一代互联网的优势。

由于SIP消息基于文本方式进行传输，消息容易被窃听和篡改，攻击者还可以通过发起大量垃圾请求使得服务不可用。而基于IPv6的真实源地址认证技术将可以有效地减少此类攻击，进一步提高系统服务的安全和可用性。因此基于SIP和IPv6来构建新一代移动多媒体通信系统代表了未来技术发展的趋势。

尽管以IPv6为代表的下一代互联网研究已经引起了各国的高度重视，然而缺乏"杀手级"应用一直是制约下一代互联网从试验快速走向成熟并提供商用服务。近年来，从美国的GENI、FIND计划到欧洲的FIRE计划无不将如何有机地把无线与移动技术应用于下一代互联网作为不可或缺的、主要的突破口，并予以大力扶持。可以预见，基于IPv6的移动多媒体通信系统将是下一代互联网的重大应用之一，其相关应用与系统的试商用势必将极大地增强用户对接入下一代互联网的渴望，带动相关设备厂商尽早向下一代互联网做技术转型，并为我国运营商探索在下一代互联网新型环境中的运营模式奠定基础，因此具有重大而现实的建设意义。

到目前为止，大部分高校、中小学尚未大面积部署无线网络设施以及推广相关应用。有线用户由于使用的习惯，加之校园网IPv4地址供需矛盾暂不突出、IPv6应用资源相对匮乏等原因，缺乏向IPv6迁移的欲望和主动性。与此相对，新一代宽带无线网技术已经进入实用化阶段，不仅可以提供高的接入带宽，而且具备更大的覆盖范围，这使得在校园内的高性能无线接入成为可行。随着数字校园的深入，各种无线手机、专用的小型上网设备、笔记本电脑的日益普及，随时随地访问校园网已经成为了用户的基本需求。一方面，无线移动计算切合下一代互联网的技术特点与优势，适合于部署纯IPv6 应用；另一方面，无线应用具有移动性、实时性、便利性的特点，符合下一代互联网应用的发展趋势。现有的飞信、移动聊天等应用的成功，说明：一旦有了较为合适的题材，无线应用可获得用户们的青睐。因此通过开展无线业务试验来推动CNGI向纵深发展，是实现其最终商用的理想途径之一。

基于上述考虑，清华大学信息网络工程研究中心承担了CNGI项目"基于WiFi/WiMax、SIP和IPv6的大规模分布式多媒体通信系统"，并面向教育科研网用户提供服务。

SIP控制层是此平台的核心部件，负责处理所有SIP信令；管理层负责整个平台的管理工作，包括网管中心、注册服务及AAA服务等；媒体流层接入SIP控制层，此层中的节点包括SIP终端、流媒体服务器、落地语音网关等，从SIP信令传递的角度来说，它们都是SIP客户端。

目前平台上的服务器部署采用了6+3的形式，即SIP控制层采用了6台服务器，管理层采用了3台服务器(SIP网管中心、NgMylife注册服务器及AAA服务器)。3台SIP服务器通过DNS SRV实现负载均衡，而这3台SIP服务器又是通过全连接的方式和3台位置信息数据库相连，数据库之间实现完全备份，这可以保证SIP位置信息服务的高可用性。

同时通过NG-Mylife门户网站(http://ngmylife.wirelesslan.edu.cn)，向教育科研网用户免费提供基于IPv6的多媒体通信，流媒体服务以及资源共享等服务。

截至2008年11月，平台已有超过13000名的注册用户，他们来自全国各所高校，其中注册用户数最多的前15所高校。

自2008年第四季度以来，系统的日均呼叫时长约为3000分钟左右，日访问量约为600次左右，日注册用户数约为100人左右。

自系统开通以来，受到了用户广泛的关注，特别是伴随着CNGI驻地网络的陆续开通，注册的用户数量以及平台的使用量出现了激增。这些从侧面也反映出下一代互联网络应用部署与网络建设间的良性互动。相信随着下一代互联网相关技术的不断普及，IPv6移动多媒体通信等系统的不断完善，下一代互联网终将会从试验走向成熟。

(作者单位为清华大学信息网络工程研究中心无线与移动网络技术研究室)

作者：范灿升 宫大伟 李贺武 来源：中国教育网络