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1、 毕业论文（设计）网络语音交换平台的管理与维护The Management and Maintenance of VoIP完成日期 2013 年01月03日网络语音交换平台的管理与维护摘要近年来，随着互联网技术的不断发展，使得语音可以被封包成像资料一样的传输于Internet上，也就是所谓的网络电话，即VoIP。那么，伴随着科技的不断进步，VoIP技术也是日趋成熟。由于它提供了诸如节省通话费、设备简单、维护成本低、增强语音品质、极佳的移动能力、操作弹性大等优点，从而越来越被广泛考虑和采取。虽然网路电话的语音传输品质、服务品质、安全性与紧急呼叫功能等等，仍无法达到传统电话的水准，但随着IP技术的
2、突破与应用服务的增加，网络电话取代传统电话是指日可待的。本次设计是针对目前台湾的情况，将网络电话的管理和维护应用到台湾各高校上面，根据各高校交际频繁的特点，将网络电话部署于各个高校，进而对其进行管理与维护，让各高校之间的通信交流也有一定的日志记录，在这过程中也将近一步优化网络电话的管理和维护。关键词: VoIP；PHP；MySQL；MSSQL；数据库技术；The Management and Maintenance of VoIPAbstractIn recent years, with the continuous development of Internet technology, ma
3、king voice packets can be the same imaging data transmission on the Internet, which is the so-called Internet telephony, namely VoIP. Well, along with the continuous progress of science and technology, VoIP technology is maturing. Because it provides such as save the airtime, equipment, maintenance,
4、 low cost, and enhanced voice quality, excellent ability to move the operating flexibility, which are increasingly considered and taken. Although VoIP voice transmission quality, service quality, security and emergency call features, etc., are still unable to meet the standards of the traditional te
5、lephone,with IP technology breakthrough and application services increasing, Internet telephony to replace traditional telephone is just around the corner.According to the above-mentioned disadvantages, this design is for the current situation in Taiwan, management and maintenance of the VoIP applic
6、ation to the above of all colleges and universities in Taiwan, according to universities communication frequently. Internet telephony is deployed in various colleges and universities, and then it could be managed and be maintenance . Communication between the various colleges and universities also h
7、ave some logging, taking a step forward in this process will also optimize the management and maintenance of the network telephone.Key words：VoIP；PHP；MySQL；MSSQL；Database Technology；目录1 绪论11.1 研究背景11.2 开发环境简介11.2.1 PHP概述11.2.2 数据库简介22 需求分析32.1 平台需求32.2 需求分析32.3 平台功能的模块设计32.4可行性分析42.4.1 技术可行性42.4.2 经
8、济可行性52.4.3运行可行性52.4.4法律可行性52.5系统分析52.5.1平台的功能分析62.5.2平台的数据分析和描述62.5.3实现本平台功能的方法63 总体设计73.1 平台结构图73.2 总体功能设计73.2.1 平台设计目标73.3 数据库设计73.3.1 平台数据分析73.3.2 平台ER图83.4 数据流图83.5 数据字典93.5.1 cdr表93.5.2 codeforarea表103.5.3 mos_taiwan表103.5.4 phone表104 设计思想与实现124.1 服务器配置124.1.1 Opensips服务器搭建124.1.2话机认证124.2 功能模块
9、的开发134.2.1 话机通话质量检测134.2.2 月流量的统计144.2.3 数据库转移155 平台测试与运行175.1 平台运行环境175.2 平台测试175.3 平台测试总结226 结束语23参考文献24致谢2501 绪论1.1 研究背景网络电话的产生是在Internet商业化以后，在全世界，特别是发达国家迅速发展起来。在一些国家（如美国）本地电话Internet接入采用包月制，不限时限量，因此Internet是近乎免费的（Free）的，人们都希望能通过这近乎免费的网络进行传统的电话和传真服务。网络电话是语音数据集成与语音/分组技术进展结合的经济优势，从而迎来一个新的网络环境，这个新环
10、境提供了低成本、高灵活性、高生产率及效率的增强应用等优点。网络电话的这些优点使企业、服务供应商和电信运营商们看到了许多美好的前景，把语音和数据集成在一个分组交换网络中的契机是由以下因素推动的：通过统计上的多路复用而提高的效率。通过语音压缩和语音活动检测（安静抑制）等增强功能而提高的效率。通过在私有数据网络上传送电话呼叫而节省长途费用。通过联合基础设施组件降低管理成本。利用计算机电话集成的新应用的可能性。数据应用上的语音连接。有效使用新的宽带WAN 技术。然而，要对网络电话的推广和应用，首先必须对这个平台进行有效的管理和维护。台湾宜兰大学资讯工程研究所VoIP实验室（即我的实习单位）针对目前台湾
11、各高校通讯往来比较频繁的特点，构建了这一网路语音交换平台，并提出了具体的需求。我在实习期间根据要求对该平台进行了有效的管理和维护，并且对需求进行了分析设计且最终完成了对部分功能的设计开发。1.2 开发环境简介该网络语音交换平台是基于Opensips服务器以及利用PHPMYSQL进行开发的部分功能上进行管理和维护的。开发是用堪称Web数据库黄金组合的PHP/MySQL，PHP是一个类似微软ASP的服务器端的嵌入式超文本处理语言，是建立动态网站的强大工具。而MySQL是一个轻型SQL数据库服务器，可运行在多种平台上，被认为是建立数据库驱动的动态网站的最佳产品。PHP、MySQL和Apache是Li
12、nux平台网站的最佳拍档。1.2.1 PHP概述PHP 是一种 HTML 内嵌式的语言 (类似 IIS 上的 ASP)。而 PHP 独特的语法混合了 C、Java、Perl 以及 PHP 式的新语法。它可以比 CGI 或者 Perl 更快速的执行动态网页。PHP是一种服务器端的、跨平台的技术。PHP是一种服务器端解释的脚本语言，PHP代码在服务器一端被解释转变成普通的HTML页面内容，送给浏览器一端。这种模式使得我们可以用它来完成相当复杂的功能。而PHP的跨平台性意味着PHP可以运行在大多数操作系统上，包括Windows/UNIX(及其许多变体)和Macintosh。对于在一台服务器上编写的P
13、HP脚本，通常不用修改或者只做很少的修改即可在另一台服务器上工作。1.2.2 数据库简介数据库是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。如今信息资源的管理是越来越复杂、越来越重要，而数据库是信息系统的核心和基础技术。数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。数据库解决多用户、多应用共享数据的需要，使数据为尽可能多的应用服务。MySQL是最流行、最佳的开源数据库。MySQL是一个小巧灵珑的数据库服务器软件，对于小型（当然也不一定很小）应用系统是非常理想的。除了支持标准的ANSI SQL语句，它还支持多种平台，而在Unix系统上该软件支持多线程运行方式，从而能获得相当好的性能。对于不使
14、用Unix的用户，它可以在Windows NT系统上以系统服务方式运行，或者在Windows 95/98系统上以普通进程方式运行。像PHP一样，MySQL具有很好的性能、可移植性和可靠性，并且易于学习，与PHP一样MySQL是开源应用程序，所以它几乎也是免费的。2 需求分析2.1 平台需求网络语音交换平台的搭建是基于Linux系统上的，应用于各个系统上的，通过对目前台湾各个高校的联系进行分析和总结，研究出一套适合高校内部的网络语音交换平台。该平台要求能够比较方便的管理和维护，其最根本的宗旨就是有良好的可操作性和交互性，既能使管理人员在后台易于管理和维护，从而减少管理人员的负担，又能使用户能够像
15、传统电话那样方便、快捷、简单地进行操作。该平台还有很强的稳定性、可维护性、扩充性、可移植性以及可靠性。同时，实现控制各种用户权限，从而保证平台的安全性。2.2 需求分析根据平台分析，网络语音交换平台的要求如下 ：1. 平台需求分析：（1） 通过服务器能够查看当前在线用户；（2） 能够对话机进行认证，从而起到保护通话内容的作用；（3） 通过计算MOS值来衡量当前的网络质量；（4） 能够根据每个月的通话日志查询出当月的通话流量；（5） Enum同步。2. 系统性能要求：（1）系统安全、可靠；2.3 平台功能的模块设计在系统功能分析基础上，考虑该网络语音管理的特点，编制如图所示的平台功能模块图。网络
16、语音交换平台的管理与维护Opensips服务器的搭建话机认证话机质量检测月流量的统计数据库转移图2-1系统功能分析图2.4可行性分析当接受一个软件开发任务，就进入软件生命的第一个阶段，即进行可行性的研究。并不是所有问题具有简单的解决办法，许多问题不能在预定的规模之内解决。因此通过可行性的研究分析可以知道问题。有无可行性的解决方法，进而避免人力、物力和才力的浪费。在现行系统初步调查的基础上就可以提出新系统目标，即新系统建立后所要求达到的运行指标，这是系统开发和评价的依据。系统目标应充分体现，直接为网络语音交换平台服务，并且，程序可以分期分批实现。但是，需要指出的是，系统目标是不可能在总体规划阶段
17、就提得非常具体，它还将在开发过程中逐步明确和定量化。以达到更加出色的程序系统。系统的目标确定后，就可以从以下四方面对能否实现新系统目标进行可行性分析：2.4.1 技术可行性根据客户提出的系统功能、性能及实现系统的各项约束条件，根据新系统目标来衡量所需的技术是否具备，本平台是一个网络语音管理和维护的系统，现有的技术以较为成熟，硬件、软件的性能要求、环境条件等各项条件良好，估计利用现有技术条件应完全可以达到该系统的功能目标。同时，考虑给予的开发期限也较为充裕，预计系统是可以在规定期限内完成开发。2.4.2 经济可行性估算新系统的成本效益分析，其中包括估计项目开发的成本，开发费用和今后的运行、维护费
18、用，估计新系统将获得的效益，估算开发成本是否回高于项目预期的全部经费。并且，分析系统开发是否会对其它产品或利润带来一定影响。（1） 支出：基础投资：硬件设备： PC机、话机软件设备：Windows7、fedora、WORD2000其它一次性支出：软件设计和开发费用经常性支出：软件维护费用、软件使用费用。（2） 效益：系统的效益可以从经济效益和社会效益两方面考虑。对于网络语音交换平台这个系统则应侧重分析其社会效益。例如：该平台投入运行后可以使得各个高校之间实现科学化、规范化。增强各个高校之间的信息学术交流、提高工作效率。2.4.3运行可行性新系统的研制和开发是充分得考虑工作人员对网络语音平台的易
19、于管理，管理者方便查询设备信息效率。从而能完全满足使用者的要求。2.4.4法律可行性新系统的研制和开发，将不会侵犯他人、集体和国家的利益，不会违反国家政策和法律。2.5系统分析现已确定系统开发的目标，系统需求规格。确定系统的总体结构，给出系统中各个组成模块的联系。划分功能模块，将软件功能需求分配给所有单元模块。下一步工作就是在上述结果基础上，考虑怎样实现这个软件系统。2.5.1平台的功能分析1. 管理权限设置平台仅为管理员提供权限，对话机进行注册，需要管理员为之进行注册。2. 平台操作包括启动/关闭服务器、数据库、存储等几个主要功能。3. 数据维护该平台主要是管理员在管理及维护，所以用户无法对
20、数据进行随意修改。管理员可以对用户的通话日志、MOS值、流量等进行增加、删除、修改等维护操作。4. 数据查询数据查询这一块主要体现在对流量的查询。该模块用户也可以进行查询，其提供的数据可作为分析各个高校之间交流的重要记录。5. 数据报表提供打印和预览系统信息报表的功能。6. 帮助文件提供关于、作者信息、使用说明等信息，供用户参考。本平台的以上功能会更适合网络语音平台的发展情况，将会给各个高校之间带来一种更为科学的服务系统，是各个高校联系自动化的一面新窗口。2.5.2平台的数据分析和描述1. 通话日志表包括dateon、timeon、dateoff、timeoff、callerid；2. 区域前
21、置码表包括precode、areas；3. MOS值表包括id、showdate、areas、mos；2.5.3实现本平台功能的方法首先要搭建一个服务器，以用管理资源并为用户提供服务，作为主题工作后台；接下来还是为后台延伸部分功能，以完成各方面操作；最后新平台要在稳定的运行中，达到使用预期，并要在良好的可靠性、高速的效率、易使用的目的在安全性和稳定性前提下，给用户们提供各种方便的操作。3总体设计3.1 平台结构图网络语音交换平台结构图：Opensips服务器网络语音交换平台用户话机认证通话质量检测数据库转移流量统计3.2 总体功能设计3.2.1 平台设计目标平台总的设计是为了达到以下目标：*
22、平台的总目标是实现各个高校之间通讯联系的系统化、规范化、科学化和自动化，从而达到提高该语音交换平台管理效率的目的。3.3 数据库设计3.3.1 平台数据分析通过对网络语音交换平台的分析，可以得出该平台涉及两类实体：管理员、用户。这些实体涉及的数据项有：id、拨出时刻、拨入时刻、拨出日期、拨入日期、前置码、MOS值、用户电话号码、区域。3.3.2 平台ER图通过对平台实体数据关系的分析，可以画出如下E-R图:User管理员流量统计MSSQLMYSQLUser1User2UserNOpensips服务器话机认证通话质量检测3.4 数据流图以下为数据流图：Y开始启动平台启动服务器启动数据库用户通话质
23、量检测流量统计服务器1服务器N用户用户结束NNNNNYYY3.5 数据字典3.5.1 cdr表描述：对各个高校之间通话的详细记录，通话日志的基本信息包括:dateon、timeon、dateoff、timeoff、callerid几个项。表3-1 通话日志表3.5.2 codeforarea表描述：记录各个区域网路电话的前置码，包括两个基本项：precode和areas。表3-2 区域前置码表3.5.3 mos_taiwan表描述：通过查看MOS值可以判断当前通话质量的好坏，包括: id , showdate, areas, mos。表3-3 mos值表3.5.4 phone表描述：主要用于数
24、据库转移，包括: id , timeon, fromon, timeoff, precode。表3-4 phone表4 开发与实现整个平台最初的搭建以及需求上功能的实现都是由我一个人完成的。以下是介绍由我的设计与实现情况。4.1 服务器配置4.1.1 Opensips服务器搭建Opensips服务器搭建成功画面：图4-1 Opensips服务器搭建成功画面在Linux系统下对Opensips服务器的搭建主要有4个步骤：1 前期准备，线上安装套件：主要是gcc、bison、flex、zlib-devel、openssl-devel 这五个套件，由于此平台是在fedora系统下搭建，因此可以采用y
25、um命令进行套件的安装；2 安装Opensips：通过wget命令线上下载Opensips档案，进而解压缩以及安装；3 修改Opensips设定档，根据我们需要的服务去修改Opensips设定档（比如添加数据库）；4 测试Opensips是否能正常执行：有显示PID系统执行序列，则表示Opensips能够正常执行。4.1.2话机认证用户管理员主界面如图4-2：图4-2 用户管理员主界面话机的认证是为了保证通话者的通话内容不被外部所监听，主要是通过为Opensips创建数据库，然后添加用户与密码，同时，在D-Link话机Web设定界面也要设定同样的用户和密码与Opensips对应起来。可以通过实
26、体话机也可以通过虚拟话机实现。4.2 功能模块的开发4.2.1 话机通话质量检测每日存储的MOS值如图4-3:图4-3 MOS值存储于mos_taiwan表中话机通话质量的检测主要是看MOS值，该值的正常范围是在4.00-5.00之间，出现Ping fail是因为所在区域的服务器未开。该功能是一个后台处理功能，通过ping命令，取得各个区域网络的Delay Time，进而运用公式将Delay Time转化成MOS值，然后再将取得的MOS值存入数据库。这一操作是让系统每天在18:00自动去执行，（通过设定计划任务可以让系统自动完成需要执行的任务）然后我们需要的时候去数据表查询MOS值就好了。4.
27、2.2 月流量的统计月流量查询界面如图4-4:图4-4月流量查询界面月流量查询结果如图4-5:图4-5月流量查询结果界面用户可以登录网页对本月各区域的流量进行查询，该流量指的是当月各区网所在话机拨打出的次数的总和。最终显示出所在区域及所在区域本月所拨打的次数。设计主要是通过对各区域的通话日志进行语句的查询，以各区域的前置码进行统计，进而计算出拨打的次数总和，也就是我们所要的流量。4.2.3 数据库转移通过SQL Dumper将数据从MSSQL导出，如图4-6:图4-6 SQL Dumper页面将导出的数据表导入到MYSQL中，如图4-7:图4-7 导入成功页面数据库转移主要是通过SQL Dum
28、per结合PHP来完成的。先利用SQL Dumper筛选出需要导出的栏位，然后从MSSQL数据库中导出，然后再利用PHP写的程序对导出的数据表（XXX.sql）进行格式的调整和转换，最后在将转换完成的数据表导入到MYSQL中。如果MYSQL数据库中已经存在要导入的表，则不自动创建，如果不存在，则自动创建该表再进而导入数据。5 平台测试与运行5.1 平台运行环境根据以上对系统各种需求的分析和定义，建议系统采用以下配置，已保证系统能够稳定、高效地运行。(1) 最低配置 C233以上CPU，32MB以上内存，2.1GB硬盘。(2) 建议配置 CII300以上CPU，64MB内存，6.4GB硬盘。(3
29、) UPS不间断电源一台（避免数据因突然停电等意外情况下的丢失）软件环境PC工作站 Windows XP，Windows 7，Linux等操作系统5.2 平台测试测试内容：新增用户账号及密码：opensipsctl add 100 100；输出结果：如果该账户存在则提示“user 100 already exists”,如果该账户不存在则提示“new user 100 added”。图5-2-1用户注册示意图测试内容：通过计划任务设定的每天下午6：00时自动触发mos；输出结果：如果触发成功则记录在数据表中，触发不成功则数据表没有记录。图5-2-2计划任务触发mos界面图5-2-3成功触发之后
30、的数据测试内容：通过网页输入当日要查询的流量，输入为空时；输出结果：如果输入为空时，则显示“You forgot the date text”。图5-2-4输入为空时的显示界面测试内容：通过网页输入当日要查询的流量，输入不为空时；输出结果：输入不为空时，则显示出当月的流量。图5-2-5月流量查询界面图5-2-6月流量查询结果界面测试内容：数据库转移，通过执行SQL Dumper和PHP网页，将MSSQL的数据表转化成MYSQL的数据表，进而导入到MYSQL中。输出结果：如果导入成功，则在MYSQL中能够查询得到。图5-2-7SQL Dumper页面图5-2-8数据成功导入页面测试内容：用户20
31、0拨打给用户100；输出结果：如果服务器架设成功，则可通，如果服务器架设不成功则不通，以下显示两个话机成功连通了。图5-2-9用户100拨打给用户200图5-2-10拨打成功，通话中5.3 平台测试总结各功能模块运行测试显示，平台能满足基本的功能需求，具有一定的可靠性和健壮性。6 结束语2012年12月，我开始了我的毕业论文工作，时至今日，论文基本完成了。从最初的茫然，到慢慢地进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个过程难以用言语表达。经历了一个多月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想起这段日子的经历和感受，我感慨往前，在这次毕业设计的过程中，也让拥有了无数难忘的回忆和收获。12月初
32、，开始选题，当时其实很犹豫，不知道要选什么题目，但是我又不想白白浪费在台湾实习期间所做的东西，所以最后决定将实习所做的东西整合成一片论文，也就是我现在的这篇论文：网络语音交换平台的管理和维护。12月中期，我开始着手论文的写作，在写作过程中遇到困难就及时跟老师及学长交流，在大家的帮助下，困难一个一个解决掉，论文也慢慢成形。1月初，论文已经基本完成。不过还需要额外的完善，例如一些截图以及排版工作，由于前期疏忽了截图，导致在论文结束后又得重现对本次的设计步骤然后去截图，这点上花费了不少时间，不过经过多次的反复操作也让自己认识到自己作品的不足之处，进而改善之；在排版方面上，由于之前在金山WPS从事过相
33、应的工作，所以排版上相对来说得心应手些。当我最终完成我的论文后，虽然整个人很累，但是看着鼠标滚动着一页一页的文字时还是感到很欣慰的。短短的一个多月论文写作时间让我很难忘，在我徜徉书海查找资料的日子里，面对无数书本的罗列，最难忘的莫过于每次找到信息点，然后在自己的设计上尝试，最后成功了并且撰写到我的论文里，每一个细节都是那么重要。整个过程中，我学到了新知识，增长了见识，在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。脚踏实地，认真谨慎，实事求是的学习态度，不怕困难，坚持不懈，吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志上的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来
34、的学习和工作有很大的帮助。参考文献1 鸟哥. 鸟哥的LINUX私房菜伺服器架设篇M.台北上奇科技, 2003, (民92)2 鸟哥. 鸟哥的LINUX私房菜基础学习篇（第三版）M.台北基峰资讯, 2010.013 施威铭研究室. 最新PHP+MySQL+AJAX网页程式设计M.旗标出版股份有限公司4 杨仁和. 深入浅出PHP与MySQLM.台北市欧莱礼, 2009, (民98)5 国立宜兰大学VOIP实验室. 网路电话功能性测试环境建置手册M.国立宜兰大学资讯工程研究所, 2009.12, (民98)致谢在这次设计首先要感谢我的导师，给予我毕业论文设计上的指导。董老师在我毕业设计过程中，从选题、研究到设计给了我很好意见和指导，对于我的设计工作有很大的帮助。另外，还要感谢我在台湾宜兰大学资讯工程研究所陈怀恩老师以及邱俊杰学长在我实习期间和论文设计上也给了我很多指导。
