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10个方法处理基于SIP的voip语音环境问题

在VOIP的环境中,特别是基于SIP通信的环境中,我们经常会遇到一些非常常见的问题,例如,单通,30秒就断线,注册问题,回声等。这些问题事实上都有非常直接的排查方式和解决办法,用户可以按照一定的排查方式,工具非常高效地解决这些问题。但是,因为读者技术水平参差不齐,网络上的很多技术也不完整。笔者今天系统归纳了这些问题。根据一些用户的使用环境和用户经常遇到一些问题,我们列举了以下十个在SIP呼叫中经常遇到的问题,并且给出了相应的排查方式,用户可以按照这些方法来解决SIP通话中的这些问题。这十个经典的问题包括:
不能注册或呼叫到SIP服务器端
30秒挂断呼叫的黄金法则
咬线或摘机状态
单通或无语音
收到400 bad request
收到413,513 Request Entity Too Large或Message Too Large消息
收到408, 480或者487 消息
483 - Too Many Hops
488 – Not Acceptable Here
语音质量和思科语音文件示例分享

这里,读者一定要注意,我们这里仅讨论关于SIP环境中的常见问题,可能涉及网络环境或者硬件终端的问题,因为很多厂家和SIP服务器的配置不同,可能存在一定的差异,所以用户在我们的方法中特别需要根据厂家的不同,增加一些专门针对每个厂家或者SIP服务器的排查方式。我们仅讨论一般情况下的排查方式。

一、在一般的SIP 环境中,通常来说,SIP终端需要注册到SIP服务器端来实现认证,服务器端获得SIP终端的位置,然后才能进行正常的呼叫流程。注册问题可能有以下几种呈现方式:不能注册,完全没有和SIP服务器连接。如果终端发送注册消息给服务器端时,双方完全可能完全没有实现通讯。用户需要在服务器端通过日志排查方式,检查SIP终端是否有注册消息进入到服务器端,或者SIP终端通过网络工具对服务器端进行排查,例如使用Ping 命令。如果连Ping命令都检测不到服务器地址,基本上可以断定SIP终端根本没有和服务器端连接。关于服务器端排查方式很多,最典型的就是使用的Asterisk,FreeSWITCH,OpenSIPS或者Kamailio等开源的软交换平台。每个平台都有各自的排查命令,用户可以参考官方手册来判断。当然,用户也可以使用linux排查工具对5060端口抓包排查(例如,sngrep)。本人非常推荐这个工具,非常好用,可以实时检查SIP消息。
抓包排查
检查SIP消息
       SIP终端发出了注册消息,但是SIP服务器端没有返回的消息。如果SIP终端对SIP服务器端发送了注册消息,但是服务器端没有返回响应消息,则可能是服务器端的问题。用户需要排查服务器端为什么没有返回消息,或者在返回路径上的节点是否出现了问题。客户端收到错误消息,收到太多401/407 Unauthorized。SIP终端在注册时,如果用户的安全设置出现了错误,可能导致服务器端发送多个 401 错误。服务器端第一次发送到是正常的401验证信息,如果连续多次发送401/407 错误的话,可能是SIP终端输入了错误的用户账号信息,SIP终端侧需要配合服务器端进行排查,也可能服务器端的SIP账号消息保存错误,或者没有重新加载服务器相应模块,用户最好通过服务器端的CLI命令来检查内存中的SIP终端的真实数据信息。
      客户端收到403 Forbidden 消息。如果用户帐户信息没有问题的话,SIP终端可能没有输入正确的From domain或者R-URI。有时,服务器端禁止同时注册几个SIP终端账号,或者注册过于频繁,服务器端可能过滤了此地址。需要用户配合服务器端地址进行进一步检查。这里,笔者仅讨论注册阶段出现的403 问题,当然也可能是系统防火墙或者其他的配置禁止了注册消息。如果是呼叫时出现403的话,则可能是另外的原因,例如可能欠费,可能呼叫了服务器端禁止的号码码位等其他因素。

二、我们经常会遇到客户抱怨这样的问题,电话通话时,在大概30秒左右就断线。这样的问题最主要的原因是SIP终端没有收到ACK消息。SIP终端发送了 200 OK以后就开始了媒体的创建,RTP语音流开始启动,事实上,SIP终端可能还没有收到ACK消息,因此在30秒左右,没有收到消息的一方就发送了一个BYE消息。那么,为什么我们没有收到ACK消息呢?具体的场景如下两种示例,返回时因为NAT问题导致ACK没有办法返回到相应的终端:
示例一
示例二
在很多应用场景中,用户可能遇到更为复杂的NAT环境,如果其中一个代理出现了NAT处理无效的结果,就可能导致整个SIP信令路径出现ACK丢失的问题。
SIP信令路径出现ACK丢失的问题
一般情况下,缺少ACK消息的原因主要来自于以下几个方面:
Contact header 错误
客户端没有支持router header
网关在NAT后
Contact header 的地址在NAT后
以上几种情况都需要用户排查网络环境和NAT设置。因为NAT问题,ACK返回的路径地址发生了改变,所以SIP终端没有收到ACK消息。一些厂家的设备或者媒体服务器也有类似的设置,例如Lync 服务器,它支持了RTCP 呼叫活动检测功能,如果超过30秒的检测周期没有收到RTCP数据包,则会挂机。在开源Asterisk平台上,RTP的默认设置时间为30秒,一些SIP运营商可能会忽略UPDTAE消息,在SIP的设置中可以对其进行设置调整disallowed_methods=UPDATE 或SIP的会话定时器设置。

三、SIP终端不能挂机或者处于摘机状态是第三个经常遇到的问题。在SIP终端中的表现形式为终端没有发送BYE消息或者发送了错误的BYE消息内容。
误的BYE消息内容
没有发送BYE的状态:
没有发送BYE的状态-图示
其原因主要表现在:
  • 没有发送BYE消息
  • 发送到BYE消息携带了错误的to-tag
  • 发送了格式不规范的BYE消息,例如格式错误,sequences错误或者时间戳错误。
  • 发送的BYE消息中携带的是错误的路由信息
对于出现的这些问题,用户需要根据SIP消息来进行排查,对比哪些路径节点出现了问题。当然,这些问题带来的结果大家可能都非常清楚。首先,计费的准确性出现了问题,用户的计费不能完整准确地监控。另外,如果媒体服务器对呼叫有限制的话,因为其中一个SIP终端没有真正挂机,其他用户可能不能呼出的问题。如果是一台模拟网关的话,可能出现FXO或者FXS不能正常工作的问题。出现以上这些问题,读者还是要从终端的配置来解决问题,是否出现了终端的配置问题,终端的质量问题。如果是FXO或者FXS的话,是否出现了制式不匹配的问题导致咬线或者摘机的问题。
从服务器端处理的话,可以通过两种办法来通过服务器端对其进行强制挂机处理。这四种服务器端的检测方式是:
  • 开启RTP超时检测来检测终端的RTP流是否仍然活动
  • 开启SIP的KeepAlive 检测SIP 会话状态
  • 使用Proxy中的dialog中的OPTION来检测SIP终端响应状态,SIP终端发送 200 OK到proxy来检测终端的状态。
使用SIP session timer 定时器来进行周期检测,SIP终端一直在周期内刷新自己的状态。如果SIP终端来定时器的时间范围内,则表示终端参与活动状态;否则,则对其发送BYE消息,强行挂机。
强行挂机
关于session timer的规范,大家可以参考rfc4028,具体的定义方式如下:
参考rfc4028
完整的SIP sesison timer 流程图如下:
SIP sesison timer 流程图
但是,因为很多SIP网络环境中介入了SBC或者其他的网络设备,很多情况下,有时定时器时间设置过短,SBC作为UAC或者UAS,或者proxy不刷新都可能出现上述问题。所以,会话的定时器的管理需要特别小心。

在SIP 语音呼叫中,一些用户也经常遇到单通的问题,简单来说,就是双方呼叫时,只能听到一方的语音。单通问题的主要原因来自于以下几个方面:
  • INVITE和200 OK中的SDP的地址不通。用户可以通过sngrep工具来检查SDP的地址是否可以ping 通。如果INVITE中的地址不能和200 OK中的SDP地址不能连通的话,可能导致单通的问题,有时也存在NAT问题,需要用户针对性地进行排查。
    针对性地进行排查
  • 网络防火墙过滤了UDP端口。如果以上两个地址相通的话,也有可能是网络的防火墙过滤了RTP端口。用户必须开启路由器的端口转发策略,媒体服务器的端口范围不同,可能rtp的端口设置不同。一般的例如Asterisk或者FreeSWITCH都是10000-20000的端口范围,也有一些服务器端口从其他的数值开始计算。
  • ALG 网关设置问题。ALG网关有时可以解决NAT问题,但是也同样会带来其他的问题。ALG可以设置其他的SIP 服务器端口。有时用户可以关闭路由器上的ALG选项解决单通问题。