王小飛

　　Qunar軟件工程師局域網(wǎng)ip電話系統(tǒng)，主要從事后端開發(fā)工作。個人博客地址：https://www.jianshu.com/users/0d5a83b32e8f/latest_articles

　　隨著出境旅游的需求不斷攀升局域網(wǎng)ip電話系統(tǒng)，出境WIFI、當?shù)赝鏄?、在線向導等服務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、聯(lián)系當?shù)叵驅У铰涞亟哟日w服務升級，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，隨時隨地、輕輕松松地和去哪兒取得聯(lián)系，在遇到困難的時候，能夠及時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無縫銜接，去哪兒App的用戶可以直接通過免費網(wǎng)絡電話撥打國內的客服電話。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)絡電話入口呼叫接入,這個數(shù)據(jù)顯示用戶對于網(wǎng)絡電話的認可度是很高的。

　　下面我們來看一下網(wǎng)絡電話的整體解決方案。

　　一、VOIP介紹

　　VOIP即網(wǎng)絡電話，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。 話音從源端到達目的端的基本過程是： 聲 -- 電轉換：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（比如脈沖編碼調制，即PCM）轉換成數(shù)字信號局域網(wǎng)ip電話系統(tǒng)；

封包：將一定時長的數(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）的標準，這些話音幀被封裝到一個RTP（即實時傳輸協(xié)議，Realtime Transport Protocol）報文中，并被進一步封裝到UDP報文和IP報文中。

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

　　二、VOIP與傳統(tǒng)電話的比較

　　簡單地來說，VOIP網(wǎng)絡電話免費（流量、wifi），傳統(tǒng)電話更穩(wěn)定點。不過現(xiàn)在網(wǎng)絡電話行業(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)在越來越多的人習慣了使用網(wǎng)絡電話去進行溝通。

　　三、開源軟PBX（軟交換）的選擇

　　國內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有一定的應用經(jīng)驗，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/），它實現(xiàn)了SIP、SDP、RTP、STUN、TURN和ICE。PJSIP作為基于SIP的一個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。PJSIP同時支持語音、視頻、狀態(tài)呈現(xiàn)和即時通訊。PJSIP具有非常完善的文檔，對開發(fā)者非常友好支持。

　　五、調研評估和Demo搭建

　　目前市場上對于voip的應用已經(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于去哪兒用戶解決海外用戶撥打人工服務的困難，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機器首先下載安裝pjsip軟件 安裝過程這里不做過細講解

　　用ldconfig命令 驗證pjsip的動態(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候其實可以查詢系統(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相關的module已選擇

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

　　還有一點就是Asterisk 13 requires pjsip >= 2.4. 所以選取版本的時候也 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測試的時候比較方便。

　　這里可以同時下載eyeBeam，X-Lite兩臺互撥便于測試。

　　3）Asterisk的配置

　　Demo可以配置兩個測試的分機號（可以認為是用戶名和密碼）

　　配置是在 /etc/asterisk/pjsip.conf 中

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

　　分別再配置兩個號 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asterisk

　　service asterisk start

　　控制臺連接

　　sudo asterisk -rvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv

　　注冊分機8005 8006

　　Asterisk 控制臺輸出

　　撥打測試 戴上耳機就可以聽到你的聲音啦

　　demo用例圖

　　六、Asterisk 負載均衡的搭建

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

　　負載均衡軟件選取，sip層的負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講解 這里需要注意將kamailio做成service服務啟動方式或者init腳本啟動方式需要做以下操作，同時需要注意權限問題

　　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;

　　}

　　關于dispatcher 的選項配置

　　3）重啟 kamailio

　　/etc/init.d/kamailio restart

　　此時呼叫 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重做了轉發(fā)。

　　Asterisk負載均衡用例圖

　　七、kamailio的HA

　　此時發(fā)現(xiàn)雖然解決了asterisk的單點問題，但是沒有解決kamailio的單點問題。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

　　需要主備兩臺服務器 地址分別對應192.168.1.5和192.168.1.6。兩臺都得安裝。

　　2）Keepalived 配置

　　兩臺機器的配置，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的服務可以綁定虛擬ip，這里我們的kamailio需要綁定虛擬ip。

　　3）啟動keepalived

　　service keepalived start

　　兩臺都啟動

　　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

　　這是時候撥打虛擬ip就可以了

　　4）HA的主備切換的檢驗

　　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的關閉這樣就可以實現(xiàn)vrrp指向另一臺機器。結合crontab 和shell腳本可以實現(xiàn)精細到每秒執(zhí)行一次監(jiān)測。

　　Kamailio HA后的用例圖

　　八、回撥方案的解決

　　現(xiàn)實中手機上并未啟動voip電話，此時撥打用戶是打不通的。為了解決這個問題我們設計了回撥方案，主要思路是當一方呼入電話時我們將這通電話hold起來，根據(jù)業(yè)務方式通知到另一方（比如push通知），當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加入會議室，此時雙方就可以通話啦。

　　回撥方案的序列圖

　　九、NAT 問題簡述

　　在企業(yè)服務中通常公司都有防火墻和DNS服務器，我熟知的一般是bind服務，在對外網(wǎng)開放的時候，需要開放端口，同時需要做端口和ip轉發(fā)。對應的外網(wǎng)地址轉發(fā)到對應的內網(wǎng)地址上，這一點需要注意。在asterisk和kamailio中都有對NAT的支持，做對應的配置即可，其中的坑只能自己動手去踩坑，比較雜，這里就不做過多說明，如果公司實力強大，還可以搭建stun服務器，免費的一般不靠譜，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都是需要單獨安裝的模塊，在kamailio中編譯安裝的時候就需要指定tls.so的加入。Asterisk編譯安裝的時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是可以單獨配置rtpproxy的，所以這些服務都可以細分。

　　十一、問題排查

　　實際搭建過程中肯定會碰到各種各樣的問題，如網(wǎng)絡問題可以采用小工具netcat（https://www.jianshu.com/p/fa4eeac44e5c）進行排查，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，則有相對應的工具ssldump。最后推薦個非常實用的抓包軟件wireshark，這款軟件無論是分析sip協(xié)議還是丟包率，還是語音質量方面都是非常好用的。

　　十二、總結

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

　　歡迎留言交流或投稿，和我們一起分享知識。

　　Qunar技術沙龍