PaSeM:并行无冲突的网络流量会话管理

网络会话管理是网络流量监控、状态防火墙、入侵防御、网络地址转换、负载分流等网络在线业务的关键共性技术,对于准确、快速、灵活地跟踪、分析和处置网络流量中的协议交互过程、端对端行为和通信内容起着基础性支撑作用.近年来,随着P2P(Peer-to-Peer)、VoIP(Voice over IP)、网络流媒体等新兴应用的快速发展,网络流量和会话呈现爆炸式增长,如何实现高效的会话管理成为人们面临的一项挑战.文中提出了一种适用于并行执行环境的网络会话管理方案PaSeM(Parallel Session Management),采用基于散列表的无锁会话表设计和多种并行策略,讨论并解决了在高速网络环境下面临的各种并行冲突问题,给出了会话表查询和动态管理的高效并行算法,实现了对报文和会话的并行无冲突的高效处理.基于G/G2/n1排队模型和空竭服务多重休假M/G+D/1排队模型对PaSeM的性能进行了理论分析,对于稳态下并行处理单元(PE)数量、任务队列长度、存储开销与报文到达速率、会话到达速率之间的关系以及其它关键参数应满足的条件给出了定量计算方法.最后,采用基于IXP2400网络处理器的硬件平台进行了原型开发和实验.实验结果表明,PaSeM对于会话管理和报文处理具有较好的并行加速效果,理论计算值与实验值能较好地吻合,报文处理的并行效率均值接近1,当会话管理单元个数为4时,会话处理并行效率为65.4%(亦即加速比为2.62),当会话管理单元个数为8时,会话处理并行效率仍然达到了48.3%(加速比为3.86),能够满足当前高速网络环境流最处理的性能要求;在最大吞吐量负载下队列长度及其变化幅度都处于合理范围,会话表垃圾比率维持在较低的水平上(实验结果为小于9%),与已有的工作相比为优.     

基于IP多媒体子系统的IPTV业务控制服务器集群负载均衡机制

基于IP多媒体子系统(IMS)的IPTV引入集中式SIP会话管理机制,除对业务控制功能(SCF)服务器提出更高的响应性能要求,而且由于SIP的事务和对话双重完整性,对传统负载均衡技术也带来诸多限制。针对SCF的性能瓶颈,结合IMS的业务触发过程和IPTV业务的会话统计特性,探讨了集群间区分业务和集群内对后台服务器负载感知的多级负载均衡机制,并提出基于SIP事务优先级的轻量级动态权值随机调度算法。最后在IPTV原型系统中验证了该负载均衡机制的技术可行性,并给出具体实验方案。     

基于SBC的SIP网络互通的研究

本文讨论了在Firewall和NAT环境下,部署大范围基于SIP的语音和多媒体业务的过程中引发的问题,并就如何在保证用户安全性不受影响的前提下为位于防火墙(Firewall)和网络地址转换(NAT,Network Address Translation)设备之后的终端用户提供业务接入问题进行了研究.然后引出并详细介绍基于会话边界控制(Session Border Control)的SIP多媒体网络安全互通的解决方案,具有较高的实用价值.     

WiMAX下的列调强拆SIP扩展方案

会话初始化协议(SIP)作为VoIP的主流会话控制协议,基本功能相对简单,不能满足无线列调核心业务的强拆需求。针对该问题,提出WiMAX网络环境下基于SIP协议的无线列调系统结构,对SIP协议消息类型和事务进行扩展,设计信令流程,并给出 SIP 客户端与服务端的扩展实现方案。实验结果表明,该方案满足铁路强拆通话建立的时间要求,可以成功实现强拆。     

基于智能会话关联的腾讯语音流量识别算法

通过实验分析了国内流行的即时通信软件——腾讯QQ的流量特征以及其语音会话的流量特征，应用净荷深度检测(DPI)和智能会话关联(ISA)技术来识别腾讯语音通话流量，设计了腾讯语音业务流量的识别模型和算法。模型和算法的准确性、可扩展性和健壮性在电信运营商IP骨干网中得到了验证。     

呼叫中心会话边界控制的一种设计与实现

本课题以北京欣方新通信呼叫中心为依托,针对公网坐席的注册和通话功能的需求,提出了一种基于SBC(会话边界控制)的SIP协议NAT穿越方案。当位于公网上的SIP终端向SBC发起注册和会话消息后,SBC作为一个背靠背用户代理,更改SIP消息中的联系地址,向内网软交换转发注册和会话请求,将外网与内网的软交换连通,使得外部网络的终端用户可使用公司内网的ACD模块进行注册、通话,扩展呼叫中心的业务。文中详细分析了不同应用场景下的NAT穿越流程,并设计测试用例对此方案的可行性进行了测试,成功完成了在不更改任何网络配置和网络设备的前提下透明的NAT穿越。     

IMS中SIP会话建立时延的研究

为了在3G核心网中支持多媒体会话,3GPP在R5中引入了IP多媒体子系统(IMS),并选择SIP作为IMS中的呼叫/会话的控制信令.IMS可以提供多媒体业务和语音业务,对QoS提出了更高的要求.主要讨论IMS QoS的一个重要参数-SIP会话建立时延.分析了SIP会话建立时延模型和相关因素并从3方面提出了优化措施,SIP的传输协议选择,信令重传机制的改进以及对SIP信令的压缩,最后进行了性能仿真.     

基于着色网的Agent会话协议规范与会话建模

会话以及与之相关的会话协议的概念，作为用来刻画Agent之间交互的抽象机制已经研究多年。然而对这些抽象的形式化规范还没有达成共识。文中基于着色网的形式化表示，对多Agent系统中Agent之间复杂并行的会话进行建模。着色网不但可以用来描述简单的会话协议，也可以描述由简单会话协议合成的复杂会话，刻画会话的并行特征以及复杂会话运行时的状态。     

融合全局和近邻协同信息的会话推荐算法

现有基于会话的推荐算法主要通过挖掘单个目标会话的项目转换关系进行推荐,对来自其他不同会话中项目之间的复杂转换信息考虑较少。为此,提出一种融合全局和近邻协同信息的会话推荐算法SFGN-GNN,同时考虑来自全局与近邻会话的协同信息,以充分挖掘用户偏好。通过学习会话表示来表达用户偏好,先按目标会话与近邻会话的成对项目转移关系构建近邻图,依据所有会话中的成对项目转移关系构建全局图,再利用图神经网络获取目标会话节点近邻级和全局级的项目表示,采用融合门融合得到会话级项目表示,并在其中嵌入项目在目标会话中的位置信息和时间信息,然后通过软注意力机制得到最终的会话表示,最后经过softmax函数预测下一个可能交互的项目。在两个数据集上的实验验证了SFGN-GNN算法有效性。     

会话边缘控制器在下一代网络中的应用研究

该文通过分析下一代网络安全现状和部署VoIP业务存在的诸多问题,提出一个基于SIP协议的会话边缘控制器(SBC)的解决方案。SBC通过在网络边界处对基于SIP协议的会话进行一定的控制,实现NAT/防火墙穿透功能,同时还可以解决网络安全性问题、异构网络互联问题、服务质量等诸多问题。并针对SBC类似以全代理的方式,提出一种基于SIP协议的NAT/FW穿越的解决方案。     

改进的无损压缩算法在软电话中的研究与应用

PC-Phone业务已经成为目前业界关注的焦点，该文研究了以SIP为会话初始协议的一个支持视频和音频的多媒体可视软件电话(Soft Pone)设计与实现，并在此基础上提出了一种改进的LZW无损压缩算法实现对Soft Phone中SIP文本消息的无损压缩，达到了降低传输延迟、缩短会话建立时间的目的。     

改进的无损压缩算法在软电话中的研究与应用

PC-Phone业务已经成为目前业界关注的焦点，该文研究了以SIP为会话初始协议的一个支持视频和音频的多媒体可视软件电话（SoftPone）设计与实现，并在此基础上提出了一种改进的LZW无损压缩算法实现对SoftPhone中SIP文本消息的无损压缩，达到了降低传输延迟、缩短会话建立时间的目的。     

VoIP网关中多链路SIP信令模块的设计与实现

文中在基于Linux操作系统的VoIP网关中，以单链路SIP信令实现为基础，提出了采用多进程架构的多链路SIP信令模块的设计实现方案。该设计继承了SIP协议固有的简单，可扩展性强等优点，而且多进程架构的设计结构清晰，能同时支持多路VoIP会话的建立与维护，解决了多用户的VoIP服务接入问题。该方案目前已用于基于Linux平台的VoIP网关的信令实现，完全满足VoIP网关的多链路处理与维护的需求。     

Model with threshold control for analyzing a server with an SIP protocol in the overload mode

The SIP protocol defines the Invite messages initiating the session and the nonInvite ones, which are sent on its stabilizing, being privileged since the resetting of these messages due to an overload leads to ceasing of the user’s session setting. The queueing system with polling, two queues of limited capacity, and threshold control of the load generated by nonpriority messages is studied in the present paper to be applied to a solution of the overload control problem in a server network with the SIP protocol. Under the simplest Markovian assumptions, the exhaustive and gated service disciplines are investigated, a method for calculating the transfer rate matrix of the Markovian process is proposed, formulas for calculating the basic probabilistic measures are obtained, and their numerical analysis is carried out.     

SIP协议下的对等应用工作模式研究

以SIP协议(Session Initiation Protocol)为基础，重点讨论对等应用终端间通信转移、三方通信等工作模式。利用会话协议来调整对等应用间的数据传递关系，拓展了应用适用场景，开阔了应用的设计思路。针对具体应用与SIP协议间耦合问题，给出了一个面向对象的设计和实现方案。     

SIP协议在Java消息服务系统中的应用研究

会话发起协议(session initiation protocol, SIP)作为一种新兴的因特网多媒体通讯协议,在建立多方多媒体通讯和IP多媒体子系统等方面有着很大的优越性,同时作为NGN中的重要协议,SIP协议也越来越受到业界的关注.Java为SIP应用系统开发提供了强大的JAIN(Java API for integrated networks)-SIP开发平台,用于构建复杂的分布式SIP应用系统.对SIP消息结构和通信过程进行了初步研究,并结合实际项目阐述了如何使用SIP Servlet来建立基于SIP的消息服务系统.     

基于SIP的MCU视频会议系统的实现

目前的MCU视频会议主要基于H323标准,适合在专用网内进行部署。设计一种基于SIP的MCU视频会议系统,该系统在软交换网关和MCU分别进行H323和SIP信令互换;呼叫处理部分用标准的SIP信令来实现,业务逻辑用以SIP应用服务器控制,应用服务器与Web服务器间用TCP/IP通信,将会议的媒体处理单元(MCU)、终端、资源管理器、Web服务器有机的结合在一起。     

基于QoS的PQ_SIP协议栈设计

针对某些网络对业务和用户划分优先级的问题,该文基于现有会话初始化协议（SIP）栈设计一种支持服务质量（QoS）的PQ_SIP协议栈,并将其应用于某部人民防空应急通信指挥系统中。实践证明,改进后的协议栈能有效提高终端资源的利用率,体现用户和数据业务的不同优先级,实现对呼叫和会话有差别的控制。     

基于SIP协议的语音邮件服务的设计与实现

语音邮件是VoIP系统的一类标志性服务,在SIP系统实现中,语音邮件是一类非常重要和实用的功能,SIP协议本身并不定义这类服务的设计和实现规范,而是期望通过对业务特性的特别处理,实现相关用力持征,本文利用SIP分布式结构设计了语音同件服务的系统架构,引入了VMCP协议来解决虚构UA与语音邮件服务器之间的传输控制问题,并实现了一种SIP系统的语音邮件服务。     

一种IMS网络中的SIP洪泛攻击检测方法

IMS（IP Multimedia Subsystem,IP多媒体子系统）是3G系统中核心网的重要部分,它由SIP协议提供的会话发起能力建立起端到端的会话,并获得所需要的服务质量。针对IMS网络中存在的SIP洪泛攻击,本文在详细分析SIP洪泛攻击原理和实现过程的基础上,提出了一种基于累积和算法的SIP洪泛攻击检测方法。该方法首先通过对接收到的SIP数据包中的INVITE消息的数量进行统计,然后将统计结果输入到累积和算法,以检测是否发生SIP消息洪泛攻击,最后通过设置的阙值来判决检测结果。实验结果表明,本文提出的方法能够有效地检测到IMS网络中的SIP洪泛攻击。