MGCP協議

協議是1999年由IETF制定的媒體網關控制協議。MGCP協議定義的連接模型包括端點（endpoint）和連接（connection）兩個主要概念：端點是數據源或數據宿，可以是物理端點，也可以是虛擬端點；端點類型包括數字通道、模擬線、錄音服務器接入點及交互式話音響應接入點；端點標識由端點所在網關域名和網關中的*地名兩部分組成。連接可以是點到點連接或多點連接，點到點連接是兩個互相發送數據的端點之間的一種關聯，該關聯在兩個端點都建立起來後，就可開始傳送數據。

MGCP採用文本協議，協議消息分為命令和響應，每個命令需要接收方回送響應，採用三次握手方式證實。命令消息由命令行和若干參數行組成，響應消息帶有3位數字的響應碼。MGCP採用媒體描述協議（SDP）向網關描述連接參數。為了減小信令傳送時延，MGCP採用UDP傳送。

MGCP協議的基本思想就是網關分離。將H.323協議的IP網關分為媒體網關（MG）、信令網關（SG）和媒體網關控制器（MGC，又稱CA）。其中MG僅負責媒體格式的變換；SG負責信令的轉換；MGC才是真正的智能部分，根據收到的信令控制MG的連接建立和釋放。這樣的分離結構不僅可以大幅度提高中繼MG的容量，而且可以提供7號信令的支持，並提高了系統的可用性和魯棒性。

從嚴格的意義上來説，H.323和MGCP不是同一層面上的協議，H.323協議國際電聯ITU制定的，MGCP協議是互聯網工程任務組（IETF）定義發佈的，不能簡單地進行比較。

我們這裏僅從接入的角度來比較這兩個協議。MGCP協議正是為了在互聯網上高效而方便地傳送的VOIP語音而制定的協議，它歸納和簡化了H.323協議的基本通話擴展和簡化協議，

在實際的應用中，由於H.323的應用較早，大量的駐地網關（RGW）採用的是H.323協議，這是一個歷史的原因。而事實上，MGCP卻能更好地實現RGW的接入。

RGW的智能大為降低，易於開發；

2．MGCP採用文本方式編碼，且結構非常簡單，易於理解，便於開發和維護；

3．基於MGC的智能集中管理，運維和智能業務升級非常方便。MGC往往是放在機房的服務器上，每個MGC可以控制成千上萬個RGW，這樣要進行系統升級或增加新的業務時，只需簡單地升級機房裏的MGC即可，而採用H.323協議時，需要挨家挨户去升級每個RGW，這種方式非常不適合大規模部署；

4．MGCP不能繞過系統在兩個網關之間通話，而H.323網關、SIP網關均可以繞過系統實現兩者之間的通話；這與以通話計費作為運營利益保障的商業模式顯然是衝突的。

5．防止盜打危害。MGCP協議終端以DOMAINNAME註冊受控於MGC（或稱CA），無法獲得來自落地網關的IP地址信息，無法直接非法透傳。H.323協議終端以IP地址方式註冊受控於GK，能夠獲得來自基於H.323協議落地網關方面的信息，包括IP地址消息，有非常棘手的安全隱患。

6．呼叫建立速度快。一個呼叫至多在3秒內響應振鈴，而H.323協議可能用7秒時間。

7．撥號方式與普通電話完全相同，而H.323協議網關普遍需要在撥號尾端添加#號。

8．MGCP協議設備可以方便的實現動態的NAT穿透，而H.323協議設備相對複雜和麻煩。

基於MGCP上述功能特性，使得MGCP協議得到了VOIP運營商的普遍認同，MGCP協議IAD設備已經在軟交換業務網絡中得到了大規模的商用。MGCP的更高級版本H.248協議也已經確定和發佈，隨着H.248協議不斷為用户熟悉，會有支持該協議的IAD設備與用户見面，屆時，MGCP協議的一些侷限，如不能方便支持視頻會議功能，也將在H.248協議中得以解決。

MGCP協議在RFC2705中進行了定義，主要用於控制來自外部呼叫控制單元的IP語音（VoIP）網關。

MGCP定義了一種呼叫控制結構，這種結構使得呼叫控制與業務承載相分離，如圖1所示。

圖1 呼叫控制模型結構

從圖4.27中可以看出，MGCP協議是一個主/從協議。呼叫控制由獨立於媒體網關的媒體網關控制器來完成。即通常情況下，MGC是“主”，MG是“從”，而MG需要被動地執行MGC發出的命令。但也有兩種情況是MG發出命令，MGC來接收，詳細內容參見MGCP消息小節。

在這裏，MG是一種網絡單元，在NGN體系結構中，MG可以分為如下幾種。

（1）中繼媒體網關（TrunkMediaGateway，TMG）

是位於電路交換網和IP分組網之間的網關，用於終結大量的數字電路。

（2）接入媒體網關（AccessMediaGateway，AMG）

用於將一種網絡中的媒體轉換成另一種網絡所要求的媒體格式。例如，AMG可完成電路交換網的承載通道和分組網的媒體流之間的轉換。

（3）通用媒體網關（UniversalMediaGateway，UMG）

主要完成媒體流格式轉換與信令轉換功能，具有TMG、內置信令網關、AMG等多種用途，可用於連接PSTN交換機、PBX、接入網、路由器、無線基站等多種設備。

端點由端點標識符來標識。端點標識符不區分大小寫，由兩部分組成。第一部分是該端點所在的網關的域名，第二部分是該端點在網關內的本地名稱，它們之間用@來分隔，就像是一個E-mail地址。本地名稱的語法取決於端點的類型，可以具有層次結構，以形成一個從網關名到各端點的命名路徑，端點標識遵循下面的約定。

（1）每個命名路徑的標識項必須用單個斜槓（/）分隔。

（2）每個標識項都是一個由字母、數字或者其他可打印字符組成的字符串，該字符串中不包括定界符號（/、@）和空格。

（3）本地名中可以用通配符“*”和“$”，前者表示這一層上的所有端點，後者表示在這一層上的某一端點，即前者具有“所有的”，而後者具有“任何一個”的含義。

在MGCP中，網關通過其域名（如mg1.anycompany.com）標識。本地名可以用物理接口名（如roger）和終端標識（接入媒體網關中電話號碼所對應的端口號）構成。該終端標識和物理接口名用斜槓（/）分隔。如媒體網關的端點名：roger/1@mg1.anycompany.com，指域名為mg1.anycompany.com的媒體網關roger接口的第1個端口。

MGCP協議是一種信令協議，它定義在UDP/IP之上。即MGCP使用的網絡層協議是IP，傳輸層協議是UDP。這就保證了MGCP協議獨立於底層承載協議之上，如圖2所示。

（1）MGCP命令消息

①MGCP命令格式。MGCP命令由命令行和參數行組成，其中，命令行的格式如下：

命令動詞事務ID端點IDMGCP1.0

參數行由若干組“參數名:參數值”對組成。

具體如圖3所示。

圖2　MGCP協議棧

圖3　MGCP命令格式

②MGCP命令嵌套。允許一層命令嵌套，一般用於創建和通知。

③MGCP命令。MGCP命令消息包括連接處理和端點處理命令，總共九個命令，如表1所示。

表1MGCP命令消息

續表

④命令參數。

a．響應證實（K）

指明已收到響應命令的事務標識。

b．承載信息（B）

指示承載屬性。

c．呼叫ID（C）

是一個全局唯一的參數，它用來標識連接的呼叫（會話）。屬於同一個呼叫的連接共享相同的呼叫標識。用十六進制字符串表示，至多32個字符。

d．連接ID（I）

用於標識連接，用十六進制字符串表示，至多32個字符。

e．被通知實體（N）

被通知實體，用來指定通知送到什麼地方。當缺少該參數時，通知將發給通知請求的始發者。

f．請求ID（X）

請求標識，用於將請求和它所觸發的通知關聯起來。用十六進制字符串表示，至多32個字符。

g．本地連接選項（L）

本地連接選項是呼叫代理建議網關的可選參數。這些參數為：以ms為單位的打包時長（p），首選的壓縮算法（a），以kbit/s為單位的帶寬（b），回聲取消參數（e），增益控制參數（gc），靜音抑制參數（s），業務類型參數（t），資源保留參數（r），加密密鑰（k），網絡類型（nt）。每個參數都是可選的，當有多個參數出現時，它們的值用逗號分隔。

h．連接模式（M）

連接模式描述連接的操作模式。

i．被請求的事件（R）

提供一系列已經被請求的事件。每個事件受一個請求的動作限制，或者受一系列動作的限制。

j．請求信號（S）

提供已經被請求的信號名。

k．檢測到的事件（O）

檢測到的事件參數提供一個已經觀察到的事件列表。

l．連接參數（P）

連接參數使用類型字符串和參數值進行編碼，其中類型可以為參數類型標識，也可以是擴展類型，參數值為一個十進制整數。類型和參數值之間用“=”分隔。參數之間用逗號分隔。

m．原因碼（E）

在由媒體網關或MGCP終端發起的刪除連接命令或者重啓進程命令中，必須包含原因碼（ReasonCodes），用來表明刪除連接或者重啓的原因。

n．指定端點ID（Z）

網關指定的端口ID，在創建連接響應中返回。是可選參數，用來標識響應端點。

o．請求的信息（F）

當指定了一個非通配的端點標識，請求的信息用於描述指定端點的請求信息。

p．隔離處理（Q）

隔離處理定義怎樣處理“隔離”事件，即在通知請求命令到達之前，網關已經檢查到的事件，但是還沒有將該事件通知呼叫代理。

q．檢測事件（T）

在隔離模式下當前被檢查的事件列表。檢測事件參數是用逗號分隔的一組事件編碼。

r．重啓方式（RM）

重啓方式參數指定重啓類型，該參數使用以下關鍵字。

graceful：表示指定的端點將在指定的延時之後退出服務。已經建立的連接不受影響，但是呼叫代理避免建立新連接，並且試圖文明拆除該存在的連接。

forced：表示指定端點突然退出服務。已經建立的連接會丟失。

restart：表示在確定的重啓延時之後恢復該端點上的服務。當前該端點上還沒有已經建立的連接。

disconnected：表示指定的端點已經被分離，並且試圖建立連接。“重啓時延”指定了該端點分離了多少秒。已經建立的連接不受影響。

cancel-graceful：此方式表示該網關正在取消先前發出的“文明重啓”命令。

s．重啓動時延（RD）

重啓延時，以s為單位。如果不提供該參數，則認為延時時間為無效。

t．事件狀態（ES）

該參數是用逗號分隔的一組事件編碼。

u．性能（A）

當端點被監察時，性能參數通知呼叫代理關於該端點的性能。

v．遠端連接描述語（RC）

用於描述被連接的終端信息，它和本地連接包含相同的域（IP地址、UDP端口和打包參數）。對於建立連接命令，當不知道遠端情況時，該參數為空值。

w．本地連接描述語（LC）

包括適合於本地連接的IP地址和端口號等會話描述。

（2）MGCP響應消息

所有的MGCP命令都要接收者回送響應。

①MGCP響應格式。和MGCP命令的格式類似，響應格式由響應行後接一組可選參數行組成。

響應行由響應碼、事務標識和一個由空格隔開的可選註釋組成。

參數行與MGCP命令的格式一樣，這裏不再贅述。

MGCP具體響應格式如圖4所示。

圖4 MGCP響應格式

②MGCP響應碼定義。響應碼為一整數，共四組，如表2所示。是否返回應答參數，依賴於特定的命令。

表2MGCP響應碼範圍含義

詳細的響應碼含義如表3所示。

表3詳細的MGCP響應碼及其含義

續表

（1）對整個接入設備註冊

接入設備註冊是對整個接入設備向控制器發起註冊，MG必須首先向MGC註冊，才能完成隨後正常的流程接續。當MG設備用户數比較多時將需要較長的時間，通常這個過程是在MG設備加電冷啓動的時候進行。詳細過程如圖5所示。

圖5 網關注冊流程

註冊流程分為以下幾個步驟完成。

①MG向MGC發出RSIP命令要求註冊。

②MGC收到RSIP後，計算是否為合法註冊，如果合法，就認證通過，發送ACK。

③MGC下發檢測摘機RQNT命令，並建議摘機事件為永久事件。

④MG向MGC發送迴應ACK消息。

⑤MGC定期向MG發送RQNT命令進行鑑權。

⑥MG回送ACK響應消息。

⑦MG用NTFY向MGC回送鑑權應答。

⑧MGC向MG發送ACK響應。

（2）單個終端註冊

當MG已經啓動完畢，並且現有MG上的終端設備都已經註冊完畢時，如果在MG上增加了新的終端設備，那麼終端設備將通過MG向MGC發起單個終端的註冊過程。詳細過程如圖6所示。

①MG向MGC發送RSIP命令，重啓方式為restart。

②MGC迴響應ACK。

③MGC向MG發送RQNT命令，建議監視摘機。

④MG迴響應ACK。

（3）註銷過程

MG在退出服務時向MGC發送RSIP命令，通知MGC本MG上所有端點退出服務。這個註銷流程除了適應整個MG設備退出服務，也適用於單個端點退出服務，如圖7所示。

圖6　單個終端註冊流程

圖7　註銷流程

①MG向MGC發送RSIP命令，重啓方式為forced。

②MGC向MG迴響應ACK。

（4）同一MGC控制下的兩個MG設備間的呼叫建立流程

具體流程如圖8所示。

圖8　同一MGC控制下的呼叫建立流程

（5）同一MGC控制下的兩個MG設備間的呼叫釋放流程

具體流程如圖9所示。

圖9　同一MGC控制下的呼叫釋放流程