北郵計算機網路實驗-用開原始碼實現一個SIP客戶端

語言: CN / TW / HK


提示:以下是本篇文章正文內容,下面案例可供參考

一、背景知識

1.1 VOIP

VOIP:基於IP的語音傳輸(英語:Voice over Internet Protocol,縮寫為VoIP)是一種語音通話技術,經由網際協議(IP)來達成語音通話與多媒體會議,也就是經由網際網路來進行通訊。也被稱為IP電話(IP telephony)、網際網路電話(Internet telephony)、寬頻電話(broadband telephony)以及寬頻電話服務(broadband phone service)等。
優勢:廣泛地採用Internet和全球IP互連的環境,提供比傳統業務更多、更好的服務;在IP網路上便宜的傳送語音、傳真、視訊、和資料等業務。
劣勢:通話質量收到網路好壞影響;停電時無法使用;清晰度與傳統的固話有差距(網路正常情況下,通話音質與傳統電話無明顯差距);安全私密性不高。
關鍵技術:信令技術,包括ITU-TH.323、IETF會話初始化協議SIP[4]、MGCP、H.248等;媒體編碼技術,包括流行的G.723.1、G.729、MPEG-II多媒體壓縮技術、MP4、H.264等;媒體實時傳輸技術,主要採用實時傳輸協議RTP。等等。


1.2 SIP協議

SIP是一種在IP網路上進行多媒體通訊的簡便通用的信令協議,是一個基於文字的應用層控制協議,用於建立、修改和釋放一個或多個參與者的會話。
SIP通過以下邏輯功能來完成通訊:
 使用者定位功能:確定參與通訊的終端使用者位置。
 使用者通訊能力協商功能:確定參與通訊的媒體終端型別和具體引數。
 使用者是否參與互動功能:確定某個終端是否加入某個特定會話中。
 建立呼叫和控制呼叫功能:包括向被叫“振鈴”、確定主叫和被叫的呼叫引數、呼叫重定向、來電轉駁、終止呼叫等。




1.3 實驗要求

1. 用PJSIP開原始碼實現一個SIP客戶端。
2. 用實現的客戶端完成在SIP呼叫中心上的註冊和測試。
3. 實現其他更復雜的通訊方式(比如視訊等)。

二、實驗準備

2.1實驗環境

本實驗的軟體環境如下表所示:

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2.2 PJSIP開源專案下載

PJSIP是一個開放原始碼的SIP協議棧,支援多種SIP的擴充套件功能。PJSIP的官網地址為https://www.pjsip.org/。下載最新版本pjproject-2.10.zip。
現如今PJSIP的開原始碼已經移動到了github平臺。可以在github上找到專案的下載連結https://github.com/pjsip/pjproject.git
在pjsip的官網上可以找到pjsip的文件支援(https://trac.pjsip.org/repos/wiki/Getting-Started/Windows),我們可以參照文件來實現此開源專案的使用。

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2.3 Visual Studio安裝

在windows官網(https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/)上可以下載最新版本的Visual Studio 2019。因為我們可以下載社群版Visual Studio Community 2019,可以免費使用,不需要購買。
安裝過程腫,選擇安裝.Net桌面開發和使用C++的桌面開發兩個工作負載,安裝成果後就可以用Visual Studio開啟PJSIP的專案了。
VS整合安裝了windows10 SDK,因此不需要再額外安裝。
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2.4 QT下載安裝(實現視訊通話)

Qt是一個由Qt Company開發的跨平臺C++圖形使用者介面應用程式開發框架,在Qt的官網下載https://www.qt.io/。安裝完成後需要將Qt目錄新增到環境變數中。

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2.5 下載SDL(實現視訊通話)

SDL是 “Simple DirectMedia Layer”的縮寫,SDL是一個開源的跨平臺的多媒體庫,封裝了複雜的音視訊底層操作,簡化了音視訊處理的難度。
下載最新版的SDL開發庫,SDL官網:http://www.libsdl.org/download-2.0.php
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2.6下載FFmpeg(實現視訊通話)

FFmpeg是一套可以用來記錄、轉換數字音訊、視訊,並能將其轉化為流的開源計算機程式。下載最新的FFmpeg Builds,官網:https://ffmpeg.zeranoe.com/builds/,需要下載兩個版本shared與dev版本。選擇的編譯平臺是win32。

三、 實現在呼叫中心的註冊

3.1 專案編譯

解壓pjproject-2.10.zip到資料夾,在解壓出…/pjproject-2.10檔案中找到pjproject-vs14.sln檔案,雙擊通過VS開啟。找到右側的解決方案資源管理器,找到pjsua專案。右鍵將其設為啟動項。點選上面的本地Windows偵錯程式按鈕,開始編譯執行。
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編譯失敗,遇到如下圖錯誤,在…\pjproject-2.10\pjlib\include\pj下新建config_site.h空檔案,重新編譯執行。
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編譯完成後程式會直接執行,編譯完成後在資料夾…\pjproject-2.10\pjsip-apps\bin中會生成可執行檔案pjsua-i386-Win32-vc14-Debug.exe或pjsua-i386-Win32-vc14-Release.exe。
使用Win+R組合鍵調出執行,輸入cmd開啟命令提示符,cd進到…\pjproject-2.10\pjsip-apps\bin目錄,使用以下命令列啟動程式,老師伺服器的網路不支援TCP。
pjsua-i386-Win32-vc14-Debug.exe –no-tcp
在這裡插入圖片描述在這裡插入圖片描述


3.2 呼叫中心註冊

3.2.1 呼叫IVP

根據提示輸入m,然後輸入然後輸入IVR的SIP地址sip:[email protected],提示音提示撥打電話成功。
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3.2.2 註冊組號

根據提示音進行註冊。sip電話中的輸入都需要先使用*調出DTMF,再進行輸入。
輸入數字儘可能快一些,不然會有影響需要重複操作。
註冊流程如下:
(提示音選擇註冊或是登入)
*
1
(提示音提示輸入學號)
*
2018111717#
(提示音重放學號,確認是否正確,1為正確,0為錯誤)
*
1
(組號是1628,請輸入密碼)
*
1628#
(最後IVR會提示註冊成功。然後掛機)














3.2.3 登入

重新撥通VIP根據提示音進行登入、查詢學號、錄音及回放流程如下:
(提示音選擇註冊或是登入)
*
2
(提示音提示輸入組號)
*
1628#
(提示音提示輸入密碼)
*
1628#
(提示音選擇1錄音或回放 2回放 3查詢學號)
*
3
(提示音播放學號2018111717,提示音選擇1錄音或回放 2回放 3查詢學號)
*
1
(提示音提示在嗶後開始錄音,#結束)
錄音
*
#
(提示音選擇1錄音或回放 2回放 3查詢學號)
*
2
回放
(超時掛機)























四、實現視訊電話

4.1 編譯pjsip的底層支援

4.1.1 檔案準備

將ffmpeg與SDL解壓到…/pjproject-2.10目錄下。
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…/pjproject-2.10/ffmpeg-4.2.1-win32-dev檔案中有include和lib目錄。
將ffmpeg-4.2.1-win32-shared\bin其中的bin目錄下全部dll檔案複製到C:\Windows\SysWOW64目錄下。
在…\pjproject-2.10\ffmpeg-4.2.1-win32-dev\include\libavcodec目錄下的avcodec.h標頭檔案中新增如下一行:
#define FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE 32




pjproject-2.10\SDL2-2.0.12資料夾下有include和lib目錄。
將…\pjproject-2.10\SDL2-2.0.12\lib\x86其中的全部dll檔案複製到C:\Windows\SysWOW64目錄下。
在…/pjproject-2.10/pjlib/include/pj/路徑下的config_site.h檔案中,填入如下語句:
#define PJMEDIA_HAS_VIDEO 1
#define PJMEDIA_VIDEO_DEV_HAS_SDL 1
#define PJMEDIA_VIDEO_DEV_HAS_DSHOW 1
#define PJMEDIA_HAS_FFMPEG 1





4.1.2 建立連結

用Visual Studio開啟pjproject-vs14.sln專案。在pjmedia、pjmedia-codec、pjmedia-videodev、pjsua、pjsystest、pjmedia_test這幾個工程中新增ffmpeg、SDL的include和lib路徑。
在解決方案資源管理器中選擇上述專案,右鍵點選屬性,左上角的配置改成Debug,在C/C+±>常規->附加包含目錄中新增如下路徑:
…/…/ ffmpeg-4.2.1-win32-dev/include
…/…/ SDL2-2.0.12/include
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在連結器->常規->附加庫目錄中新增如下路徑,
如果沒有連結器,就在文件管理程式->常規->附加庫目錄中新增如下路徑:
…/…/ ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib
…/…/ SDL2-2.0.12/lib/x86
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特別的,需要在pjsua專案屬性的連結器->命令列->其它選項中額外新增如下文字來忽略一個警告錯誤。
/SAFESEH:NO
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點選本地Windows偵錯程式按鈕,開始編譯執行。
將專案配置改成Release,再將上述過程重新進行一遍。
點選本地Windows偵錯程式按鈕,編譯出Release版本的lib檔案。
在…\pjproject-2.10\pjsip-apps\bin中生成解決方案。
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4.2 編譯pjsip的圖形介面

開啟…\pjproject\pjsip-apps\src\vidgui\vidgui.pro檔案,做如下修改:
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使用Win+R組合鍵調出執行,輸入cmd開啟命令提示符,cd進到…\pjproject\pjsip-apps\src\vidgui目錄,使用如下命令生成VS專案檔案:
qmake -tp vc


報錯:cannot run compiler ‘cl’。解決方法:把本地安裝的vs的安裝程式中的cl應用外掛和程式新增到電腦的環境變數中去,選擇對應的msvc的對應位數,如圖:
…/Visual Studio\2019\VC\Tools\MSVC\14.28.29333\bin\Hostx64\x86
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再輸入命令cl出現如下文字說明問題已解決。
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重新輸入命令qmake -tp vc,成功後生成下列檔案:
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開啟vcxproj.vcxproj檔案,模仿4.1.2節在此工程中新增ffmpeg、SDL的include和lib路徑。注意,仍然需要在連結器->命令列->其它選項中額外新增“/SAFESEH:NO”來忽略一個警告錯誤。
分別使用Debug和Release的方法進行編譯,編譯失敗,出現如下錯誤:
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將pjproject-2.9\pjsip-apps\src\vidgui中的vidwin.cpp中37行的setAttribute(Qt::WA_PaintOutsidePaintEvent);註釋掉。這句是針對directX11版本的。
將vidgui.cpp中296行的toAscii().data()改成toLatin1()。這是因為在Qt5中,Qstring物件沒有toAscii()方法。
重新分別使用Debug和Release的方法進行編譯,成功執行後即出現視訊電話的圖形介面。
在…/pjproject-2.10\pjsip-apps\src\vidgui\release路徑下我們可以找到新編譯好的vidgui.exe可執行檔案,雙擊也可實現執行。
在這裡插入圖片描述
在…/pjproject-2.10\pjsip-apps\src\vidgui資料夾下的vidgui.cpp以及vidwin.cpp中可以自定義圖形介面樣式,在修改樣式之後需要使用Debug和Release的方法重新進行編譯:
在這裡插入圖片描述















4.3 釋出可執行檔案並跨機通話測試

4.3.1 新增依賴庫

在…/pjproject-2.10\pjsip-apps\src\vidgui\release路徑下我們可以找到新編譯好的vidgui.exe可執行檔案,雙擊即可實現執行。但將這個exe傳送到其他沒有安裝qt的平臺時,就會無法執行,我們需要找到可執行檔案的依賴庫,並打包到一起。
在…/Qt/Qt5.14.0/Tools/QtCreator/bin中找到如下檔案:
Qt5Core.dll
Qt5Gui.dll
Qt5Widgets.dll



在…/Qt/Qt5.14.0/Tools/QtCreator/bin/plugins中找到如下檔案:
platforms/全部檔案(包含資料夾)

在…/pjproject/ffmpeg-4.2.1-win32-shared/bin中找到如下檔案:
avcodec-58.dll
avdevice-58.dll
avfilter-7.dll
avformat-58.dll
avutil-56.dll
postproc-55.dll
swresample-3.dll
swscale-5.dll







在…/ pjproject-2.10/ SDL2-2.0.12/lib/x86中找到如下檔案:
SDL2.dll

將這些檔案連同vidgui.exe放在同一目錄下,可執行檔案就可以運行了。
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4.3.2 通話測試

主叫使用者輸入被叫地址sip:[email protected]:5080(ip換成被叫IP)。
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主叫點選Call開始撥打電話,狀態列從Ready改變為CALLING。
被叫收到電話接入,出現了Answer和Hangup按鈕。
被叫接通電話,出現視訊視窗,Url顯示被叫sip地址。自此實現了語言和畫面的傳輸。




總結

提示:這裡對文章進行總結:
例如:以上就是今天要講的內容,https://download.csdn.net/download/Track0_0/13244133
這裡面有可下載的實驗報告、原始碼、基礎錄音版以及視訊版可執行檔案。