freeswitch系列五解決xlite和freeswitch通話沒有語音的問題

1. 概述

本文解決如下問題：xlite之間已經正常的進行sip協定的互動，并且1008和1018已經呼通，但是1008和1018互相之間無法聽到聲音。

主要涉及如下内容：

1. 語音不通的原因分析

2. SDP協定

2. NAT的問題

3. freeswitch如何實作NAT的穿越的問題

2. 案例環境說明

軟電話使用x-lite，使用freeswitch的預設的兩個号碼1008和1018。

freeswitch部署在伺服器的私網位址是172.23.4.92，公網位址115.aa.aa.aa。

1008的測試機器在私網上（IP為10.240.80.69），通過115.aa.aa.aa:5060注冊freeswitch，但是出去後的公網位址是59.bb.bb.bb。

1018的測試機器在私網上，通過115.aa.aa.aa:5060注冊freeswitch,但是出去後的公網位址是123.cc.cc.cc

在172.23.4.92上，使用tcpdump捕獲通信過程中的所有包

為了安全，本文把真實環境的公網位址，全部使用假的位址進行替換

3. 原因分析

xlite之間已經正常的進行sip協定的互動，并且1008和1018已經呼通，但是1008和1018互相之間無法聽到聲音。

3.1 初步判斷原因

a. 正常的流程時，1008和1018之間使用sip協定建立通話後，1008和1018的語音包不直接發送給對方，而是都先發送到freeswitch，由freeswitch轉發給對方。但是他們之間通話資訊傳輸使用的卻是rtp包或其他UPD包，并且rtp包或其他UPD包不是在已經建立的sip協定線路上傳輸資料，而是使用别外一條線路傳輸，所有猜測有可能1008和1018的包都沒有成功傳輸到freeswitch，導緻無法聽到對方聲音
b. rtp包的傳輸使用的是UDP，且1008和1018都在内網，fs部署到公網，是以這裡又涉及NAT的問題

3.2. SDP

第一個問題：1008和1018之間是如何知道對方的RTP包或其他UPD包互動的IP位址？答案是通過SDP互相知道的。SIP在建立會話時，SIP協定會包含相關的媒體(如視訊和音頻)的資訊，媒體的相關的資料會包含在SDP中。SDP也會放在SIP協定的正文(body)中

3.3. 1008主叫的問題分析

1008 向freeswitch發起INVITE 消息包分析

No.     Time           Source                Destination           Protocol Length Info
           aa.aa.aa                    SIP/SDP      Request: INVITE sip:@aa.aa.aa: | 

Frame :  bytes on wire ( bits),  bytes captured ( bits)
Ethernet II, Src: ZteCorpo_60:: (:::::), Dst: Vmware_83::d (:::::d)
Internet Protocol Version , Src: aa.aa.aa, Dst: 
User Datagram Protocol, Src Port:  (), Dst Port:  ()
Session Initiation Protocol (INVITE)
    Request-Line: INVITE sip:@aa.aa.aa: SIP/
    Message Header
    略..      
    Message Body
        Session Description Protocol
            Session Description Protocol Version (v): 
            Owner/Creator, Session Id (o): -   IN IP4 
            Session Name (s): X-Lite release  stamp 
            Connection Information (c): IN IP4 
            Time Description, active time (t):  
            Media Description, name and address (m): audio  RTP/AVP      
            Media Attribute (a): rtpmap: opus//
            Media Attribute (a): fmtp: useinbandfec=; usedtx=; maxaveragebitrate=
            Media Attribute (a): rtpmap: speex/
            Media Attribute (a): rtpmap: telephone-event/
            Media Attribute (a): fmtp: -
            Media Attribute (a): sendrecv

SDP協定的字段說明如下：

freeswitch系列五解決xlite和freeswitch通話沒有語音的問題

和通信位址相關的是：

1.Connection Information (c): IN IP4 10.240.80.69：告訴freeswitch本機的通信ip為10.240.80.69
2.Media Description, name and address (m): audio 64836 RTP/AVP 9 8 120 0 84 101：告訴freeswitch本機的通信端口為64836

FS 向1008産生一個回鈴音時，會通過SDP告訴1008自己的接受語音的IP位址

No.     Time           Source                Destination           Protocol Length Info
                      aa.aa.aa         SIP/SDP     Status:  Session Progress | 

Frame :  bytes on wire ( bits),  bytes captured ( bits)
Ethernet II, Src: Vmware_83::d (:::::d), Dst: IETF-VRRP-VRID_04 (::e:::)
Internet Protocol Version , Src: , Dst: aa.aa.aa
User Datagram Protocol, Src Port:  (), Dst Port:  ()
Session Initiation Protocol ()
    Status-Line: SIP/  Session Progress
    Message Header
        略
    Message Body
        Session Description Protocol
            Session Description Protocol Version (v): 
            Owner/Creator, Session Id (o): FreeSWITCH   IN IP4 aa.aa.aa
            Session Name (s): FreeSWITCH
            Connection Information (c): 
            Time Description, active time (t):  
            Media Description, name and address (m): audio  RTP/AVP  
            Media Attribute (a): rtpmap: G722/
            Media Attribute (a): rtpmap: telephone-event/
            Media Attribute (a): fmtp: -
            Media Attribute (a): ptime:

在這個消息中freeswitch通知1008的音頻的本機的ip為172.23.4.92，是個私網位址

因為1008和freeswitch不在一個區域網路中，所有1008發送給freeswitch全部失敗。

3.4. 1018被叫的問題分析

freeswitch 進行路由找到1018的資訊，向1018發送INVITE資訊時，也會通過SDP資訊帶上自己的接收語音包的IP位址

No.     Time           Source                Destination           Protocol Length Info
                              SIP/SDP     Request: INVITE sip:@:;rinstance=d9373ba78a06600 | 

Frame :  bytes on wire ( bits),  bytes captured ( bits)
Ethernet II, Src: Vmware_83::d (:::::d), Dst: IETF-VRRP-VRID_04 (::e:::)
Internet Protocol Version , Src: , Dst: 
User Datagram Protocol, Src Port:  (), Dst Port:  ()
Session Initiation Protocol (INVITE)
    Request-Line: INVITE sip:@:;rinstance=d9373ba78a06600 SIP/
    Message Header
        略…
    Message Body
        Session Description Protocol
            Session Description Protocol Version (v): 
            Owner/Creator, Session Id (o): FreeSWITCH   IN IP4 aa.aa.aa
            Session Name (s): FreeSWITCH
            Connection Information (c): IN IP4 
            Time Description, active time (t):  
            Media Description, name and address (m): audio  RTP/AVP    
            Media Attribute (a): rtpmap: G722/
            Media Attribute (a): rtpmap: PCMA/
            Media Attribute (a): rtpmap: PCMU/
            Media Attribute (a): rtpmap: telephone-event/
            Media Attribute (a): fmtp: -
            Media Attribute (a): ptime:

這裡也時使用的私網位址： Connection Information (c): IN IP4 172.23.4.92

1018 接聽電話，向FS回送200 OK消息，通過SDP告訴freeswitch自己的位址

No.     Time           Source                Destination           Protocol Length Info
                              SIP/SDP      Status:  OK | 

Frame :  bytes on wire ( bits),  bytes captured ( bits)
Ethernet II, Src: ZteCorpo_60:: (:::::), Dst: Vmware_83::d (:::::d)
Internet Protocol Version , Src: , Dst: 
User Datagram Protocol, Src Port:  (), Dst Port:  ()
Session Initiation Protocol ()
    Status-Line: SIP/  OK
    Message Header
        ….
    Message Body
        Session Description Protocol
            Session Description Protocol Version (v): 
            Owner/Creator, Session Id (o): -   IN IP4 
            Session Name (s): X-Lite release  stamp 
            Connection Information (c): IN IP4 
            Time Description, active time (t):  
            Media Description, name and address (m): audio  RTP/AVP    
            Media Attribute (a): rtpmap: telephone-event/
            Media Attribute (a): fmtp: -
            Media Attribute (a): sendrecv

Connection Information (c): IN IP4 10.240.80.146:此時1018告訴freeswitch的也是私網位址

3.5. 結論

是以的問題的原因如下：

a. freeswitch傳回給1008和1018的SDP資訊裡的自己的IP位址是私網位址，那麼1008和1018向這個私網位址發送語音udp包，當然無法送到freeswitch。是以需要freeswitch在回送的SDP的中的IP位址是自己的公網ip
b. 解決a的問題，還需要解決freeswitch正确回送語音包的問題。1008和1018向freeswitch提供的SDP裡的IP資訊也都是私網位址，freeswitch也必須需要識别出1008和1018的對外的公網位址

以上兩個問題都是NAT的問題，要解決問題，必須實作NAT穿越

4. NAT

4.1. 什麼是NAT的問題

以下已經講的很清楚，這時不在說明

freeswitch系列五解決xlite和freeswitch通話沒有語音的問題

4.2. NAT的種類

freeswitch系列五解決xlite和freeswitch通話沒有語音的問題

5. freeswich端解決NAT的問題

解決NAT的方法有很多，如用戶端的解決方案ICE，STUM，TURN。這裡我們略。我目前碰到的NAT問題，使用freeswitch端的NAT的方案即可。

5.1. 修改配置sip_profiles/internal.xml

修改ext-rtp-ip和ext-sip-ip為freeswitch公網位址

<param name="ext-rtp-ip" value="115.aa.aa.aa"/>
<param name="ext-sip-ip" value="115.aa.aa.aa"/>

5.2. 修改freeswitch支援NAT方式啟動

預設安裝後，freesiwtch是以不支援NAT的方式啟動，這時一個大坑。使用ps檢視

修改freeswitch支援NAT

// ## 修改freeswitch啟動配置
vim /lib/systemd/system/freeswitch.service 
// 注釋掉這一行
#Environment="DAEMON_OPTS=-nonat"
// 重新加載配置
systemctl daemon-reload
// 重新開機freeswitch
systemctl restart freeswitch

5.3. 開放公網端口

開啟freeswitch對應公網的位址的rtp的UDP端口，可以被外網通路

5.4. 測試

如果配置成功，則1008和1018收到freeswitch的回送的SDP的c屬性的IP位址為freeswitch的公網IP，并且fs_cli的控制台會輸出以下類似的資訊，保證freeswitch會将1008和1018傳送過來的私網位址轉化為對應的公網位址，freeswitch會向1008和1018的公網位址回送語音包，進而保證1008和1018進行正确的通話

Auto Changing audio port from : to aa.aa.aa:
…
Auto Changing audio port from : to aa.aa.aa:
…

至此，問題解決

6. 參考文獻

本文中的所有的圖，都是作者用手機拍攝自圖書”freeswitch權威指南”

freeswitch系列五解決xlite和freeswitch通話沒有語音的問題

1. 概述

2. 案例環境說明

3. 原因分析

3.1 初步判斷原因

3.2. SDP

3.3. 1008主叫的問題分析

3.4. 1018被叫的問題分析

3.5. 結論

4. NAT

4.1. 什麼是NAT的問題

4.2. NAT的種類

5. freeswich端解決NAT的問題

5.1. 修改配置sip_profiles/internal.xml

5.2. 修改freeswitch支援NAT方式啟動

5.3. 開放公網端口

5.4. 測試

6. 參考文獻

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freeswitch系列五 解決xlite和freeswitch通話沒有語音的問題

1. 概述

2. 案例環境說明

3. 原因分析

3.1 初步判斷原因

3.2. SDP

3.3. 1008主叫的問題分析

3.4. 1018被叫的問題分析

3.5. 結論

4. NAT

4.1. 什麼是NAT的問題

4.2. NAT的種類

5. freeswich端解決NAT的問題

5.1. 修改配置sip_profiles/internal.xml

5.2. 修改freeswitch支援NAT方式啟動

5.3. 開放公網端口

5.4. 測試

6. 參考文獻

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