北郵計算機網絡實驗-用開源代碼實現一個SIP客戶端


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,縮寫爲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,也就是經由互聯網來進行通信。也被稱爲IP電話(IP telephony)、互聯網電話(Internet telephony)、寬帶電話(broadband telephony)以及寬帶電話服務(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網絡上便宜的傳送語音、傳真、視頻、和數據等業務。
劣勢:通話質量收到網絡好壞影響;停電時無法使用;清晰度與傳統的固話有差距(網絡正常情況下,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網絡上進行多媒體通信的簡便通用的信令協議,是一個基於文本的應用層控制協議,用於創建、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信:
 用戶定位功能:確定參與通信的終端用戶位置。
 用戶通信能力協商功能:確定參與通信的媒體終端類型和具體參數。
 用戶是否參與交互功能: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參數、呼叫重定向、呼叫轉移、終止呼叫等。




1.3 實驗要求

1. 用PJSIP開源代碼實現一個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信方式(比如視頻等)。

二、實驗準備

2.1實驗環境

本實驗的軟件環境如下表所示:

在這裏插入圖片描述

2.2 PJSIP開源項目下載

PJSIP是一個開放源代碼的SIP協議棧,支持多種SIP的擴展功能。PJSIP的官網地址爲https://www.pjsip.org/。下載最新版本pjproject-2.10.zip。
現如今PJSIP的開源代碼已經移動到了github平臺。可以在github上找到項目的下載鏈接https://github.com/pjsip/pjproject.git
在pjsip的官網上可以找到pjsip的文檔支持(https://trac.pjsip.org/repos/wiki/Getting-Started/Windows),我們可以參照文檔來實現此開源項目的使用。

在這裏插入圖片描述

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。因爲我們可以下載社區版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打開PJSIP的項目了。
VS集成安裝了windows10 SDK,因此不需要再額外安裝。
在這裏插入圖片描述


2.4 QT下載安裝(實現視頻通話)

Qt是一個由Qt Company開發的跨平臺C++圖形用戶界面應用程序開發框架,在Qt的官網下載https://www.qt.io/。安裝完成後需要將Qt目錄添加到環境變量中。

在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

2.5 下載SDL(實現視頻通話)

SDL是 “Simple DirectMedia Layer”的縮寫,SDL是一個開源的跨平臺的多媒體庫,封裝了複雜的音視頻底層操作,簡化了音視頻處理的難度。
下載最新版的SDL開發庫,SDL官網:http://www.libsdl.org/download-2.0.php
在這裏插入圖片描述

2.6下載FFmpeg(實現視頻通話)

FFmpeg是一套可以用來記錄、轉換數字音頻、視頻,並能將其轉化爲流的開源計算機程序。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 項目編譯

解壓pjproject-2.10.zip到文件夾,在解壓出…/pjproject-2.10文件中找到pjproject-vs14.sln文件,雙擊通過VS打開。找到右側的解決方案資源管理器,找到pjsua項目。右鍵將其設爲啓動項。點擊上面的本地Windows調試器按鈕,開始編譯運行。
在這裏插入圖片描述

編譯失敗,遇到如下圖錯誤,在…\pjproject-2.10\pjlib\include\pj下新建config_site.h空文件,重新編譯運行。
在這裏插入圖片描述

編譯完成後程序會直接運行,編譯完成後在文件夾…\pjproject-2.10\pjsip-apps\bin中會生成可執行文件pjsua-i386-Win32-vc14-Debug.exe或pjsua-i386-Win32-vc14-Release.exe。
使用Win+R組合鍵調出運行,輸入cmd打開命令提示符,cd進到…\pjproject-2.10\pjsip-apps\bin目錄,使用以下命令行啓動程序,老師服務器的網絡不支持TCP。
pjsua-i386-Win32-vc14-Debug.exe –no-tcp
在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述


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。
在這裏插入圖片描述

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錄)
*
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爲正確,0爲錯誤)
*
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 登錄

重新撥通VIP根據提示音進行登錄、查詢學號、錄音及回放流程如下:
(提示音選擇註冊或是登錄)
*
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、實現視頻電話

4.1 編譯pjsip的底層支持

4.1.1 文件準備

將ffmpeg與SDL解壓到…/pjproject-2.10目錄下。
在這裏插入圖片描述
…/pjproject-2.10/ffmpeg-4.2.1-win32-dev文件中有include和lib目錄。
將ffmpeg-4.2.1-win32-shared\bin其中的bin目錄下全部dll文件複製到C:\Windows\SysWOW64目錄下。
在…\pjproject-2.10\ffmpeg-4.2.1-win32-dev\include\libavcodec目錄下的avcodec.h頭文件中添加如下一行:
#define FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE 32




pjproject-2.10\SDL2-2.0.12文件夾下有include和lib目錄。
將…\pjproject-2.10\SDL2-2.0.12\lib\x86其中的全部dll文件複製到C:\Windows\SysWOW64目錄下。
在…/pjproject-2.10/pjlib/include/pj/路徑下的config_site.h文件中,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 建立鏈接

用Visual Studio打開pjproject-vs14.sln項目。在pjmedia、pjmedia-codec、pjmedia-videodev、pjsua、pjsystest、pjmedia_test這幾個工程中添加ffmpeg、SDL的include和lib路徑。
在解決方案資源管理器中選擇上述項目,右鍵點擊屬性,左上角的配置改成Debug,在C/C+±>常規->附加包含目錄中添加如下路徑:
…/…/ ffmpeg-4.2.1-win32-dev/include
…/…/ SDL2-2.0.12/include
在這裏插入圖片描述



在鏈接器->常規->附加庫目錄中添加如下路徑,
如果沒有鏈接器,就在文檔管理程序->常規->附加庫目錄中添加如下路徑:
…/…/ ffmpeg-4.2.1-win32-dev/lib
…/…/ SDL2-2.0.12/lib/x86
在這裏插入圖片描述
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特別的,需要在pjsua項目屬性的鏈接器->命令行->其它選項中額外添加如下文字來忽略一個警告錯誤。
/SAFESEH:NO
在這裏插入圖片描述

點擊本地Windows調試器按鈕,開始編譯運行。
將項目配置改成Release,再將上述過程重新進行一遍。
點擊本地Windows調試器按鈕,編譯出Release版本的lib文件。
在…\pjproject-2.10\pjsip-apps\bin中生成解決方案。
在這裏插入圖片描述



4.2 編譯pjsip的圖形界面

打開…\pjproject\pjsip-apps\src\vidgui\vidgui.pro文件,做如下修改:
在這裏插入圖片描述
使用Win+R組合鍵調出運行,輸入cmd打開命令提示符,cd進到…\pjproject\pjsip-apps\src\vidgui目錄,使用如下命令生成VS項目文件:
qmake -tp vc


報錯:cannot run compiler ‘cl’。解決方法:把本地安裝的vs的安裝程序中的cl應用插件和程序添加到電腦的環境變量中去,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
在這裏插入圖片描述
再輸入命令cl出現如下文字說明問題已解決。
在這裏插入圖片描述
重新輸入命令qmake -tp vc,成功後生成下列文件:
在這裏插入圖片描述
打開vcxproj.vcxproj文件,模仿4.1.2節在此工程中添加ffmpeg、SDL的include和lib路徑。注意,仍然需要在鏈接器->命令行->其它選項中額外添加“/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:
在這裏插入圖片描述
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()。這是因爲在Qt5中,Qstring對象沒有toAscii()方法。
重新分別使用Debug和Release的方法進行編譯,成功運行後即出現視頻電話的圖形界面。
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可執行文件,雙擊也可實現運行。
在這裏插入圖片描述
在…/pjproject-2.10\pjsip-apps\src\vidgui文件夾下的vidgui.cpp以及vidwin.cpp中可以自定義圖形界面樣式,在修改樣式之後需要使用Debug和Release的方法重新進行編譯:
在這裏插入圖片描述















4.3 發佈可執行文件並跨機通話測試

4.3.1 添加依賴庫

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可執行文件,雙擊即可實現運行。但將這個exe發送到其他沒有安裝qt的平臺時,就會無法運行,我們需要找到可執行文件的依賴庫,並打包到一起。
在…/Qt/Qt5.14.0/Tools/QtCreator/bin中找到如下文件:
Qt5Core.dll
Qt5Gui.dll
Qt5Widgets.dll



在…/Qt/Qt5.14.0/Tools/QtCreator/bin/plugins中找到如下文件:
platforms/全部文件(包含文件夾)

在…/pjproject/ffmpeg-4.2.1-win32-shared/bin中找到如下文件:
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中找到如下文件:
SDL2.dll

將這些文件連同vidgui.exe放在同一目錄下,可執行文件就可以運行了。
在這裏插入圖片描述

4.3.2 通話測試

主叫用戶輸入被叫地址sip:[email protected]:5080(ip換成被叫IP)。
在這裏插入圖片描述
主叫點擊Call開始撥打電話,狀態欄從Ready改變爲CALLING。
被叫收到電話接入,出現了Answer和Hangup按鈕。
被叫接通電話,出現視頻窗口,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:這裏對文章進行總結:
例如:以上就是今天要講的內容,https://download.csdn.net/download/Track0_0/13244133
這裏面有可下載的實驗報告、源碼、基礎錄音版以及視頻版可執行文件。

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