IPv6下的移動多媒體通信系統

手機、QQ、MSN等幾乎成為今天人們生活中不可或缺的通信工具。而在下一代互聯網發展的今天，清華大學無線與移動網絡技術研究室根據IPv6中的通信應用開發了eTone、CoolSIP等。由于目前Windows平臺沒有免費支持IPv6的SIP客戶端，而Linux平臺的設計支持IPv6的如Kphone、Linphone的SIP客戶端也很不穩定，我們專門開發了Windows平臺用以支持IPv6的SIP客戶端Etone和CoolSIP，同時還開發了WinCE平臺上的IPv6 SIP客戶端。

除向用戶提供語音、視頻、文本通信及到PSTN的落地語音呼叫外，NG-Mylife還向用戶提供基于IPv6的資源共享服務和基于IPv6和P2P的流媒體傳輸服務。

SIP(Session Initiation Protocol)是由IETF提出的面向互聯網多媒體會話的協議。這里協議的概念我們可以理解為在網絡通信中的一種交流規則，就好比各個國家的語言都要有語法一樣。而SIP協議是專門針對互聯網多媒體會話時的一種通信規則。SIP本身只負責會話的建立與維護，它需要和其它一些協議(如SDP，RTP)進行協同工作，SIP協議具有極好的協議可擴展性，SIP協議及其擴展協議可以支持IP電話、多媒體會議、狀態呈現(Presence)與即時通信等多種應用。3GPP(第三代合作伙伴計劃)已經決定使用SIP協議作為3G網絡的信令協議，IETF也有多個工作組致力于SIP及其相關協議的研究。SIP已經成為構建下一代移動多媒體通信系統事實上的核心信令協議。

國內外已有許多公司和單位部署了基于SIP協議的多媒體通信系統，一些互聯網服務提供商(ISP)已經推出了基于SIP的VoIP(VoIP簡單解釋就是將模擬聲音信號數字化，以數據封包的型式在 IP 數據網絡上做實時傳遞。)電話商業服務。然而這些SIP系統大多數都是基于IPv4的，基于IPv6協議的很少而且缺乏大規模部署。受限于IPv4有限的地址空間，NAT(網絡地址轉換)技術被大量使用于轉換公私網地址，傳統互聯網應用如WWW，Email可以很好的穿越NAT；但基于SIP的多媒體通信NAT的穿越不僅無法利用互聯網端到端通信的技術優勢，而且會增加系統的實現復雜性，降低系統的可靠性。使用基于IPv6的SIP(SIP6)，由于IPv6擁有海量的地址空間，使得兩個SIP客戶端之間無需經過NAT轉換即可進行端到端的通信，真正地發揮出了下一代互聯網的優勢。

由于SIP消息基于文本方式進行傳輸，消息容易被竊聽和篡改，攻擊者還可以通過發起大量垃圾請求使得服務不可用。而基于IPv6的真實源地址認證技術將可以有效地減少此類攻擊，進一步提高系統服務的安全和可用性。因此基于SIP和IPv6來構建新一代移動多媒體通信系統代表了未來技術發展的趨勢。

盡管以IPv6為代表的下一代互聯網研究已經引起了各國的高度重視，然而缺乏“殺手級”應用一直是制約下一代互聯網從試驗快速走向成熟并提供商用服務。近年來，從美國的GENI、FIND計劃到歐洲的FIRE計劃無不將如何有機地把無線與移動技術應用于下一代互聯網作為不可或缺的、主要的突破口，并予以大力扶持?？梢灶A見，基于IPv6的移動多媒體通信系統將是下一代互聯網的重大應用之一，其相關應用與系統的試商用勢必將極大地增強用戶對接入下一代互聯網的渴望，帶動相關設備廠商盡早向下一代互聯網做技術轉型，并為我國運營商探索在下一代互聯網新型環境中的運營模式奠定基礎，因此具有重大而現實的建設意義。

到目前為止，大部分高校、中小學尚未大面積部署無線網絡設施以及推廣相關應用。有線用戶由于使用的習慣，加之校園網IPv4地址供需矛盾暫不突出、IPv6應用資源相對匱乏等原因，缺乏向IPv6遷移的欲望和主動性。與此相對，新一代寬帶無線網技術已經進入實用化階段，不僅可以提供高的接入帶寬，而且具備更大的覆蓋范圍，這使得在校園內的高性能無線接入成為可行。隨著數字校園的深入，各種無線手機、專用的小型上網設備、筆記本電腦的日益普及，隨時隨地訪問校園網已經成為了用戶的基本需求。一方面，無線移動計算切合下一代互聯網的技術特點與優勢，適合于部署純IPv6 應用；另一方面，無線應用具有移動性、實時性、便利性的特點，符合下一代互聯網應用的發展趨勢?，F有的飛信、移動聊天等應用的成功，說明：一旦有了較為合適的題材，無線應用可獲得用戶們的青睞。因此通過開展無線業務試驗來推動CNGI向縱深發展，是實現其最終商用的理想途徑之一。

基于上述考慮，清華大學信息網絡工程研究中心承擔了CNGI項目“基于WiFi/WiMax、SIP和IPv6的大規模分布式多媒體通信系統”，并面向教育科研網用戶提供服務。

SIP控制層是此平臺的核心部件，負責處理所有SIP信令；管理層負責整個平臺的管理工作，包括網管中心、注冊服務及AAA服務等；媒體流層接入SIP控制層，此層中的節點包括SIP終端、流媒體服務器、落地語音網關等，從SIP信令傳遞的角度來說，它們都是SIP客戶端。

目前平臺上的服務器部署采用了6+3的形式，即SIP控制層采用了6臺服務器，管理層采用了3臺服務器(SIP網管中心、NgMylife注冊服務器及AAA服務器)。3臺SIP服務器通過DNS SRV實現負載均衡，而這3臺SIP服務器又是通過全連接的方式和3臺位置信息數據庫相連，數據庫之間實現完全備份，這可以保證SIP位置信息服務的高可用性。

同時通過NG-Mylife門戶網站(http://ngmylife.wirelesslan.edu.cn)，向教育科研網用戶免費提供基于IPv6的多媒體通信，流媒體服務以及資源共享等服務。

截至2008年11月，平臺已有超過13000名的注冊用戶，他們來自全國各所高校，其中注冊用戶數最多的前15所高校。

自2008年第四季度以來，系統的日均呼叫時長約為3000分鐘左右，日訪問量約為600次左右，日注冊用戶數約為100人左右。

自系統開通以來，受到了用戶廣泛的關注，特別是伴隨著CNGI駐地網絡的陸續開通，注冊的用戶數量以及平臺的使用量出現了激增。這些從側面也反映出下一代互聯網絡應用部署與網絡建設間的良性互動。相信隨著下一代互聯網相關技術的不斷普及，IPv6移動多媒體通信等系統的不斷完善，下一代互聯網終將會從試驗走向成熟。

(作者單位為清華大學信息網絡工程研究中心無線與移動網絡技術研究室)?