五分鐘技術趣談| 音視頻通信及信令SIP協議壓測方法淺析

2023.07.17

五分鐘技術趣談| 音視頻通信及信令SIP協議壓測方法淺析


網絡基礎設施升級、音視頻傳輸技術迭代、WebRTC開源等因素,驅動音視頻服務時延逐漸降低,使實時音視頻(RTC)技術成為炙手可熱的研究方向。實時音視頻業務在消費互聯網領域蓬勃發展,並逐漸向產業互聯網領域加速滲透。

Part 01

音視頻通信過程 

音視頻通信技術依托核心音視頻編解碼、信道傳輸、網絡調度等能力,為用戶提供低延時、高品質的音視頻內容。音視頻通信完整流程有如下幾個環節:前後處理、採集、編碼、傳輸、解碼、緩衝、渲染等。

圖片

圖1 音視頻通信過程

Part 02

音視頻通信相關協議 

音視頻通信涉及的協議有:rtp,rtcp, rtmp,rtsp,http,hls,srt,sip。其中rtp和rtcp為傳輸層協議,它依賴底層的udp協議,常配合rts直播;rtsp,rtmp,hls,srt為應用層媒體傳輸協議,常用於直播,互動直播,點播等;sip為依賴底層udp協議信令控制協議,用於媒體會話發起、終止、修改控制。

表1 音視頻通信相關協議詳情

圖片

計算機網絡採用了層次化設計方法,層與層之間通過層間接口聯繫起來,每層通過特定的協議完成一種功能,多層疊加完成整個信息的發送和接收。媒體通信協議與OSI協議體系結構的關係如下:

圖片

圖2 媒體通信協議與OSI協議體系結構的關係

Part 03

基於SIP的中心信令控制服務 

雲桌SIP(Session Initiation Protocol)是應用層會話初始協議,可用於媒體會話的發起、終止、修改,是NGN即為下一代網絡中的重要協議,是由IETF制定的多媒體通信協議。會話的參與者可以通過組播、網狀單播或兩者的混合體進行通信。信令(Signaling)是指通信系統中的控制指令,如:狀態上報,配置參數下發,網絡資源調度,是實現音視頻通信的重要一環。要實現音視頻通信,需要經過信令服務器交換信息:媒體信息、網絡信息、具體業務(例如:拉流,暫停,加入房間,禁言等)

圖片

圖3 信令控制服務過程

媒體信息:在雙端通信之前,通過SDP(SessionDescription Protocal)會話描述協議了解雙方具備哪些能力,SDP媒體信息攜帶了編解碼器是什麼,是否支持音頻視頻,編碼方式是什麼等。

圖片圖片

圖片圖片

圖4 SDP會話描述協議中的關鍵屬性

網絡信息:當A向B通信時,首先將網絡相關信息傳到信令服務器,服務器幫你交換到對端,對端拿到你的信息後,若在同一局域網內,直接通過P2P傳輸;若不在,首先進行P2P穿越,看是否能打通,打通則傳輸,打不通則中轉等。

Part 04

SIPP性能測試 

在SIPP測試過程前,我們先了解sip創建/結束會話過程:

1.主叫方向被叫方發送SIP INVITE 請求消息(攜帶SDP),請求建立會話

2.被叫方返回SIP 200 OK響應消息(攜帶SDP),接受會話建立請求

3.主叫方發送SIP ACK 請求消息確認會話的建立。

4.會話中的任意一方可以發送SIP BYE 請求消息,請求結束會話;

5.另一方返回SIP 200 OK響應消息,接受會話結束請求。

圖片

圖5 sip創建/結束會話過程

SIPP可以用來測試許多真實的SIP設備,如SIP代理、B2BUAS,SIP服務器,SIP/X網關、SIPPBX等等,它可以模仿上千萬個SIP代理呼叫你的SIP系統。

❖ 以模擬UAC為例,測試步驟:

1.用戶操作端口設備的管控功能,如拉流,暫停,雲台控制等功能

2.xshell鏈接信令所在服務器,執行抓包命令tcpdump -i any -s 0 -w xx.pcap

3.使用xftp將抓包xx.pcap文件同步到本地,使用wireshark 查看

4.根據sip的交互報文,編寫sipp腳本(如右圖1)

5.將uac腳本放在在sipp部署的服務器目錄下執行以下命令:

6.sipp -i 172.xx.xx.86 -p 5xxx5 -sf uac3.xml -inf data.csv 172.xxx.xxx.38:5xx0 -r 1 -l 10 -m 20

圖片

圖6 SIPP性能測試腳本編寫

Part 05

結束語 

隨著新一代信息技術的快速發展,我們已經進入了進入一個全新的智能時代。作為質量保障部門,一方面我們要深入了解業務所涉及的技術,另一方面要探究質量保障方法為家庭安防生態業務發展保駕護航。