王小飛

　　Qunar軟件工程師，主要從事后端開發(fā)工作。個(gè)人博客地址電話分機(jī)編號：https://www.jianshu.com/users/0d5a83b32e8f/latest_articles

　　隨著出境旅游電話分機(jī)編號的需求不斷攀升，出境WIFI、當(dāng)?shù)赝鏄贰⒃诰€向?qū)У确?wù)受到了更多客戶青睞，去哪兒需要在游客走出國門之后，做好從接機(jī)、聯(lián)系當(dāng)?shù)叵驅(qū)У铰涞亟哟日w服務(wù)升級，才能贏得口碑，留住客戶。

　　如何讓游客在國外也能找到回家的感覺，隨時(shí)隨地、輕輕松松地和去哪兒取得聯(lián)系，在遇到困難的時(shí)候，能夠及時(shí)地向去哪兒尋求幫助，是去哪兒一直在努力提升的地方。

　　為了保證游客在國外也能和國內(nèi)無縫銜接，去哪兒App的用戶可以直接通過免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)電話撥打國內(nèi)的客服電話。在沒有任何宣傳推廣的情況下，上線7天已經(jīng)有超過30%的用戶選擇網(wǎng)絡(luò)電話入口呼叫接入,這個(gè)數(shù)據(jù)顯示用戶對于網(wǎng)絡(luò)電話的認(rèn)可度是很高的。

　　下面我們來看一下網(wǎng)絡(luò)電話的整體解決方案。

　　一、VOIP介紹

　　VOIP即網(wǎng)絡(luò)電話，Voice over Internet Protocol,通過把語音信號經(jīng)過數(shù)字化處理、壓縮編碼打包、通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，然后解壓、把數(shù)字信號還原成聲音，讓通話對方聽到。 話音從源端到達(dá)目的端的基本過程是： 聲 -- 電轉(zhuǎn)換：通過壓電陶瓷等類似裝置將聲波變換為電信號。

量化采樣：將模擬電信號按照某種采樣方法（比如脈沖編碼調(diào)制，即PCM）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；

封包：將一定時(shí)長的數(shù)字化之后的語音信號組合為一幀，隨后，按照國際電聯(lián)（ITU-T）的標(biāo)準(zhǔn)，這些話音幀被封裝到一個(gè)RTP（即實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議，Realtime Transport Protocol）報(bào)文中，并被進(jìn)一步封裝到UDP報(bào)文和IP報(bào)文中。

傳輸：IP報(bào)文在IP網(wǎng)絡(luò)由源端傳遞到目的端 去抖動(dòng)：去除因封包在網(wǎng)絡(luò)中傳輸速度不均勻所造成的抖動(dòng)音 拆包 電聲轉(zhuǎn)換 一個(gè)完整的、可以大規(guī)模商用運(yùn)營的IP電話系統(tǒng)包括如下一些技術(shù)（暫不完全）：尋址 話音編解碼 回聲消除和回聲抑制 傳輸 IP報(bào)文時(shí)延控制功能 去抖動(dòng) IP報(bào)文的去抖動(dòng)（de-jitter）功能 。

　　二、VOIP與傳統(tǒng)電話的比較

　　簡單地來說，VOIP網(wǎng)絡(luò)電話免費(fèi)（流量、wifi），傳統(tǒng)電話更穩(wěn)定點(diǎn)。不過現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)電話行業(yè)發(fā)展快，很多產(chǎn)品穩(wěn)定性都超過了傳統(tǒng)電話，好比mimicall、vp3000等，所以現(xiàn)在越來越多的人習(xí)慣了使用網(wǎng)絡(luò)電話去進(jìn)行溝通。

　　三、開源軟PBX（軟交換）的選擇

　　國內(nèi)比較流行和擁有活躍用戶群的是FreeSwitch（https://freeswitch.org/）和Asterisk（https://www.asterisk.org/），由于之前對Asterisk有一定的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，所以選擇了Asterisk。二者都基于sip協(xié)議。

　　四、客戶端開源sip協(xié)議庫的選取

　　目前比較流行的開源的SIP協(xié)議庫是PJSIP（https://www.pjsip.org/），它實(shí)現(xiàn)了SIP、SDP、RTP、STUN、TURN和ICE。PJSIP作為基于SIP的一個(gè)多媒體通信框架提供了非常清晰的API，以及NAT穿越的功能。PJSIP具有非常好的移植性，幾乎支持現(xiàn)今所有系統(tǒng)：從桌面系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)到智能手機(jī)。PJSIP同時(shí)支持語音、視頻、狀態(tài)呈現(xiàn)和即時(shí)通訊。PJSIP具有非常完善的文檔，對開發(fā)者非常友好支持。

　　五、調(diào)研評估和Demo搭建

　　目前市場上對于voip的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，好多公司都在做。微信電話本等的推出說明voip完全可行。相對于去哪兒呼叫中心更好的服務(wù)于去哪兒用戶解決海外用戶撥打人工服務(wù)的困難，盡最大努力降低用戶的成本，voip完全可行。

　　1）Demo的快速搭建

　　找一臺linux機(jī)器首先下載安裝pjsip軟件 安裝過程這里不做過細(xì)講解

　　用ldconfig命令 驗(yàn)證pjsip的動(dòng)態(tài)鏈接是否創(chuàng)建

　　ldconfig -p | grep pj

　　安裝Asterisk 13(注意只有12以上才支持了pjsip)

　　這里注意在編譯的時(shí)候其實(shí)可以查詢系統(tǒng)的位數(shù)，我的是64位所以直接指定了64，查詢指定的命令如下：

　　ARCH=$(getconf LONG_BIT | grep “64”)

　　./configure –libdir=/usr/lib${ARCH}

　　用make menuselect命令選擇安裝的模塊

　　做選擇需要編譯安裝的modules，查看確保pjsip相關(guān)的module已選擇

　　然后make config 命令是將asterisk作為linux service的服務(wù)

　　還有一點(diǎn)就是Asterisk 13 requires pjsip >= 2.4. 所以選取版本的時(shí)候也 需要注意。

　　2）demo客戶端軟件選取

　　PjSua是開源的客戶端代碼，同時(shí)支持ios和android等主流操作系統(tǒng)，做測試用的話eyeBeam，X-Lite，Blink 都可以作為PC客戶端，Blink PC客戶端做tls測試的時(shí)候比較方便。

　　這里可以同時(shí)下載eyeBeam，X-Lite兩臺互撥便于測試。

　　3）Asterisk的配置

　　Demo可以配置兩個(gè)測試的分機(jī)號（可以認(rèn)為是用戶名和密碼）

　　配置是在 /etc/asterisk/pjsip.conf 中

　　監(jiān)聽地址端口配置為本機(jī)ip和5061端口，協(xié)議配置成udp

　　分別再配置兩個(gè)號 8005和8006

　　[transport-udp]

　　type=transport

　　protocol=udp

　　bind=0.0.0.0:5061

　　[8005]

　　type=endpoint

　　context=from-external

　　disallow=all

　　allow=ulaw

　　transport=transport-udp

　　auth=8005

　　aors=8005

　　[8005]

　　type=auth

　　auth_type=userpass

　　password=8005

　　username=8005

　　[8005]

　　type=aor

　　max_contacts=1

　　[8006]

　　type=endpoint

　　context=from-external

　　disallow=all

　　allow=ulaw

　　transport=transport-udp

　　auth=8006

　　aors=8006

　　[8006]

　　type=auth

　　auth_type=userpass

　　password=8006

　　username=8006

　　[8006]

　　type=aor

　　max_contacts=1

　　4）撥號方案的配置

　　撥號方案的配置在 /etc/asterisk/extensions.conf 中 增加配置

　　[from-external]

　　exten => _80XX,1,NoOp()

　　same => n,Dial(PJSIP/${EXTEN})

　　啟動(dòng)asterisk

　　service asterisk start

　　控制臺連接

　　sudo asterisk -rvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv

　　注冊分機(jī)8005 8006

　　Asterisk 控制臺輸出

　　撥打測試 戴上耳機(jī)就可以聽到你的聲音啦

　　demo用例圖

　　六、Asterisk 負(fù)載均衡的搭建

　　完美的線上解決方案是不允許單點(diǎn)的出現(xiàn)，作為pbx 也是一樣。

　　負(fù)載均衡軟件選取，sip層的負(fù)載均衡可以選取硬件，但是成本原因我們可以用軟件代替，行業(yè)中有不少做sbc的廠家，提供硬件和軟件的解決方案，我們可選取kamailio （https://www.kamailio.org/w/） 或者opensips （https://www.opensips.org/），其實(shí)二者是一家，不同的分支而已 其中的故事我就不在這里說了，這里我們選取 kamailio。

　　1）kamailio安裝

　　安裝過程這里不做過細(xì)講解 這里需要注意將kamailio做成service服務(wù)啟動(dòng)方式或者init腳本啟動(dòng)方式需要做以下操作，同時(shí)需要注意權(quán)限問題

　　cp pkg/kamailio/rpm/kamailio.init /etc/init.d/

　　mv /etc/init.d/kamailio.init /etc/init.d/kamailio

　　chmod 755 /etc/init.d/kamailio

　　/etc/init.d/kamailio start

　　2） 配置asterisk的轉(zhuǎn)發(fā)

　　cd /usr/local/etc/kamailio/

　　vim dispatcher.list

　　1 sip:192.168.0.1 0 1 weight=50

　　1 sip:192.168.0.2 0 1 weight=50

　　vim kamailio.cfg(kamailio配置比較多官方有文檔（https://www.kamailio.org.cn/data/pages/cookbooks/4.3.x/stable.html）這里列舉主要的配置)

　　listen=udp:192.168.0.3:5060

　　modparam("dispatcher", "list_file", "/usr/local/etc/kamailio/dispatcher.list")

　　Route配置中加入

　　if(!ds_select_dst("$var(dispatcher_group)", "9"))

　　{

　　send_reply("404", "No destination dispatcher");

　　exit;

　　}

　　關(guān)于dispatcher 的選項(xiàng)配置

　　3）重啟 kamailio

　　/etc/init.d/kamailio restart

　　此時(shí)呼叫 可以查看kamailio的日志或者asterisk控制臺 發(fā)現(xiàn)已經(jīng)按照我們的配置按權(quán)重做了轉(zhuǎn)發(fā)。

　　Asterisk負(fù)載均衡用例圖

　　七、kamailio的HA

　　此時(shí)發(fā)現(xiàn)雖然解決了asterisk的單點(diǎn)問題，但是沒有解決kamailio的單點(diǎn)問題。我們選取keepalived解決kamailio的HA。Keepalived 引入需要vrrp（虛擬ip）的配合，這里我們指定192.168.1.4是192.168.1.5和192.168.1.6vrrp （這個(gè)需要在路由器端配置）。

　　1）Keepalived（https://www.keepalived.org/）安裝

　　需要主備兩臺服務(wù)器 地址分別對應(yīng)192.168.1.5和192.168.1.6。兩臺都得安裝。

　　2）Keepalived 配置

　　兩臺機(jī)器的配置，基本一致只是一臺是master一臺是backup

　　還需要修改 /etc/sysctl.conf文件輸入

　　net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1

　　這條配置是允許linux的服務(wù)可以綁定虛擬ip，這里我們的kamailio需要綁定虛擬ip。

　　3）啟動(dòng)keepalived

　　service keepalived start

　　兩臺都啟動(dòng)

　　修改kamailio的配置文件 綁定虛擬ip

　　listen=udp:192.168.1.4

　　重啟kamailio 這里已經(jīng)是兩臺了 主備

　　/etc/init.d/kamailio restart

　　這是時(shí)候撥打虛擬ip就可以了

　　4）HA的主備切換的檢驗(yàn)

　　針對kamailio 我們需要引入sipsak小軟件，做sip探測比較合適

　　安裝sipsak

　　yum install sipsak

　　向kamailio發(fā)送探測 命令格式

　　sipsak -s sip:s@192.168.1.4:5060

　　根據(jù)返回值判斷echo $?

　　編寫監(jiān)測腳本 做邏輯處理

　　這里大致說下腳本思路：利用sipsak 向kamailio發(fā)送探測命令，根據(jù)返回值是否為0判斷kamailio是否存活，根據(jù)失敗次數(shù)做keepalived的關(guān)閉這樣就可以實(shí)現(xiàn)vrrp指向另一臺機(jī)器。結(jié)合crontab 和shell腳本可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)到每秒執(zhí)行一次監(jiān)測。

　　Kamailio HA后的用例圖

　　八、回?fù)芊桨傅慕鉀Q

　　現(xiàn)實(shí)中手機(jī)上并未啟動(dòng)voip電話，此時(shí)撥打用戶是打不通的。為了解決這個(gè)問題我們設(shè)計(jì)了回?fù)芊桨?，主要思路是?dāng)一方呼入電話時(shí)我們將這通電話hold起來，根據(jù)業(yè)務(wù)方式通知到另一方（比如push通知），當(dāng)對方上線后我們放行這通電話就可以正常通話了，另一種方式是會議室方式，將呼入方先加入會議室，業(yè)務(wù)通知（同樣可以push或者短信等）另一方，另一方收到通知后主動(dòng)加入會議室，此時(shí)雙方就可以通話啦。

　　回?fù)芊桨傅男蛄袌D

　　九、NAT 問題簡述

　　在企業(yè)服務(wù)中通常公司都有防火墻和DNS服務(wù)器，我熟知的一般是bind服務(wù)，在對外網(wǎng)開放的時(shí)候，需要開放端口，同時(shí)需要做端口和ip轉(zhuǎn)發(fā)。對應(yīng)的外網(wǎng)地址轉(zhuǎn)發(fā)到對應(yīng)的內(nèi)網(wǎng)地址上，這一點(diǎn)需要注意。在asterisk和kamailio中都有對NAT的支持，做對應(yīng)的配置即可，其中的坑只能自己動(dòng)手去踩坑，比較雜，這里就不做過多說明，如果公司實(shí)力強(qiáng)大，還可以搭建stun服務(wù)器，免費(fèi)的一般不靠譜，這樣既能解決端口問題又能解決NAT問題。

十、TLS和SRTP的支持

對于對外的服務(wù)來說，如果不想讓別人看到你的數(shù)據(jù)和聽到你的通話，需要在協(xié)議層引入TLS 語音層引入SRTP。tls和srtp都是需要單獨(dú)安裝的模塊，在kamailio中編譯安裝的時(shí)候就需要指定tls.so的加入。Asterisk編譯安裝的時(shí)候也需要提前編譯安裝tls和srtp。至于證書沒必要去購買 自簽名的即可。Kamailio是可以單獨(dú)配置rtpproxy的，所以這些服務(wù)都可以細(xì)分。

　　十一、問題排查

　　實(shí)際搭建過程中肯定會碰到各種各樣的問題，如網(wǎng)絡(luò)問題可以采用小工具netcat（https://www.jianshu.com/p/fa4eeac44e5c）進(jìn)行排查，如果是分析sip協(xié)議哪步出的問題linux的 tcpdump是很好的工具，如果采用了tls協(xié)議，則有相對應(yīng)的工具ssldump。最后推薦個(gè)非常實(shí)用的抓包軟件wireshark，這款軟件無論是分析sip協(xié)議還是丟包率，還是語音質(zhì)量方面都是非常好用的。

　　十二、總結(jié)

　　如圖是比較簡單的voip接入呼叫中心的架構(gòu)圖，實(shí)際的應(yīng)用項(xiàng)目中還有許多監(jiān)控的事情，比如宕機(jī)的通知之類的事情這里和業(yè)務(wù)相關(guān)的就不多說了，真正搭建的過程中會遇到許許多的問題，在此只是一個(gè)小的總結(jié)，希望對大家有所幫助。

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