IP语音通信技术的研究

第 卷第 期 计算机应用与软件 Vol. No. 2005年1月 Computer Applications and Software Jan. 2005 第22卷第10期 计算机应用与软件 Vol.22, No.10 2005年10月 Computer Applications and Software Oct. 2005 IP语音通信技术的研究 摘　要 当前，IP语音的研究已较为成熟，已有许多成熟的产品能够提供稳定的通信。本文根据匿名通信机制，设计了 IP 语音匿名通信信道，其中包括匿名通信信道通信机制、匿名通道的建立和传输过程中的拥塞控制方法。 关键词 匿名通信，信道，拥塞控制 0 引　言 在匿名通信中，将IP语音客户端软件的数据流接入匿名通信信道之后，用户即可开始 IP 语音匿名通信。此时，需要解决的主要问是如何保证 IP 语音正常通信。由于采用匿名通信技术必然会对数据包传输的延时、抖动产生影响，阻碍正常语音通信。因此，需要在语音通信需求的基础上研究如何提供稳定的匿名通信。 1 匿名通信机制 在调研当前存在的众多匿名通信机制后，选择Mix通信系统作为IP语音匿名通信平台的基础，设计基于MIX结构的IP语音匿名通信机制。 MIX的基本思想是：MIX节点接受一定数量的消息，以一种隐藏输入输出对应关系的方式输出消息，从而保证发送匿名与关系匿名。为了实现这个目的，MIX节点通过加密与填充修改消息的外观。MIX的主要应用是保证发送匿名与关系匿名，实现不可追踪的消息传递。 根据MIX原理，为保证IP语音通信的稳定性，系统的拓扑结构采用级联方式，即一组专用服务器从用户群接收消息并按照预先设定的路由进行重路由转发。用户每次通信，先向服务器发送申请，由服务器建立一条路由。路由建立成功后，用户即可进行IP语音匿名通信。一次通信过程中，路由固定不变。 2 建立匿名通道 客户端登录匿名通信平台，在向服务器发起通信请求之后，服务器会建立一条匿名通道。之后的IP语音通信通信中，数据包都沿着该通道转发。每一次通信服务器都会新建一条通道。在建立匿名通道过程中，采用非对称密钥加密报文。每个服务器都有默认的公私钥。客户端登录服务器时，都会获得一对属于自己的公私钥和服务器的公钥。 每个服务器内保存相邻服务器地址的配置文件，该配置文件决定了服务器可能选取的传输路径。当服务器收到路径请求报文时，会从配置文件中随即选取一个地址，建立固定连接，作为下一跳的通道。匿名通信平台实现两种路径建立方式：固定长度通道和不定长度通道。 匿名通道建立后，每个服务器保存着一对相关联的通信地址，每收到一个数据包，服务器处理后即进行转发。 3 拥塞控制 3.1 拥塞控制机制 在 IP 语音通信匿名通信中，即使通信时有带宽的限制，仍然有可能发生拥塞。拥塞产生的一种可能是用户数据量过大所致，也有可能是攻击者用来攻击系统而产生的。在用户通信时，如果大量匿名通道都通过了同一台服务器，则可能会因服务器的处理能力下降导致传输拥塞。如果没有拥塞控制机制，这种情况会成为匿名通信系统的一个瓶颈，严重影响系统正常运行。TCP 内包含拥塞控制，但 IP 语音通信一般都使用 UDP 传输数据，不能利用 TCP 的拥塞控制机制。因此，IP 语音通信匿名通信平台必须设计自己的拥塞控制协议。 3.2 拥塞控制算法设计 在服务器之间的拥塞控制中为了将服务器之间传输的数据量保持在一定范围内，每个服务器需要保持两个滑动窗口：接收窗口和发送窗口。接收窗口记录当前已接收但还没有发送出的数据包数量，发送窗口记录当前可以发送的数据包数量。 IP 语音通信匿名通信平台的设计中，在研究 TCP 滑动窗口的基础上设计IP 语音通信匿名通信平台滑动窗口机制如下：(1)发送方和接收方设置发送窗口和接收窗口大小为 m、n；(2)发送方向接收方连续发送数据包，直至窗口 m 内的数据全部发送完成，则停止发送；(3)接收方没收到 s（s流程

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