VoIP軟交換協(xié)議適配的目標(biāo)是將不同的協(xié)議轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的BCSM到用戶的接入指示，以驅(qū)動(dòng)BCSM按照其預(yù)定義的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的交互。簡單地說，就是將接收的不同信令消息解釋成呼叫模型可以識別的BCSM指示，并將呼叫模型發(fā)出的BC?SM指示轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的協(xié)議行為。不同協(xié)議的信令流程是有差別的，通過一定的映射關(guān)系，就可以轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的BCSM指示。但是，由千協(xié)議是多樣的，它們與標(biāo)準(zhǔn)BCSM指示之間的適配方式并不固定，如果適配模式設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)導(dǎo)致呼叫處理操作與用戶設(shè)備實(shí)際執(zhí)行動(dòng)作之間的偏差，這就需要盡可能采用規(guī)范化的模式來處理不同協(xié)議與BCSM模型之間的適配規(guī)則。
協(xié)議適配的核心是消息映射以及過程匹配，因此可以認(rèn)為協(xié)議適配需要實(shí)現(xiàn)兩方面的功能：靜態(tài)映射和動(dòng)態(tài)交互。靜態(tài)映射主要是實(shí)現(xiàn)特定協(xié)議的消息／事件到BCSM指示／事件的映射，這種映射包括消息格式、消息名稱、消息參數(shù)的轉(zhuǎn)換等；動(dòng)態(tài)交互則主要考慮如何使協(xié)議處理過程適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化的BCSM處理過程的需要，比如在呼叫掛起時(shí)，實(shí)現(xiàn)協(xié)議處理過程的暫停和恢復(fù)等，尤其是在需要接入外部業(yè)務(wù)的時(shí)候。概括地說，上述靜態(tài)映射和動(dòng)態(tài)交互功能，就是以BCSM為基礎(chǔ)，對特定協(xié)議的語義和語法進(jìn)行解釋的過程。
UniNet軟交換設(shè)備的設(shè)計(jì)中，協(xié)議適配功能也是以有限狀態(tài)機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，可以稱之為協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)。首先通過狀態(tài)等價(jià)映射的方式找出協(xié)議消息與BCSM指示的對應(yīng)方式（靜態(tài)匹配）；然后通過FSM疊加的方式實(shí)現(xiàn)兩者狀態(tài)遷移的聯(lián)動(dòng)過程（動(dòng)態(tài)匹配）。
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協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)
協(xié)議適配的核心就是映射狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)，協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是對其狀態(tài)的設(shè)定。通常情況下，通信協(xié)議采用有限狀態(tài)機(jī)的方式對協(xié)議功能進(jìn)行形式化描述，并實(shí)現(xiàn)對協(xié)議消息收發(fā)上下文的管理。在一定程度上，可以認(rèn)為這個(gè)狀態(tài)機(jī)就是針對該協(xié)議的“基本呼叫狀態(tài)模型”。因此，在協(xié)議適配的實(shí)現(xiàn)機(jī)制中，可以在各協(xié)議已定義的協(xié)議狀態(tài)機(jī)的基礎(chǔ)上，首先實(shí)現(xiàn)它們與BCSM之間的狀態(tài)映射，這是進(jìn)行消息映射的基礎(chǔ)。顯而易見，如果兩個(gè)狀態(tài)機(jī)在某個(gè)狀態(tài)上是等價(jià)的，那么它們的輸入事件和輸出事件都應(yīng)該是等價(jià)的，因此只要找出協(xié)議狀態(tài)機(jī)與BCSM在狀態(tài)上的對應(yīng)關(guān)系，就可以很容易給出協(xié)議消息與BCSM指令之間的對應(yīng)關(guān)系。
在前文中已提到，UniNetBCSM是通過提取各協(xié)議呼叫處理流程的共性部分所形成的。在功能上，BCSM所代表的呼叫處理功能與各協(xié)議本身所具有的功能是不完全一致的。比如，H.323和SIP都具有處理多媒體呼叫的功能，但是在處理簡單語音呼叫時(shí)，只需要它們提供BCSM所要求的功能就可以，其他的功能可以認(rèn)為是這個(gè)協(xié)議的特殊能力，只是暫時(shí)不需要。而且，不同的協(xié)議由于應(yīng)用環(huán)境的不同，其協(xié)議的定義方式也各有特點(diǎn)。比如SIP協(xié)議主要是針對無傳輸保證的IP網(wǎng)設(shè)計(jì)的，在協(xié)議中設(shè)計(jì)了“三次握手”的機(jī)制。而在H.323以及IUSP協(xié)議中就沒有這種機(jī)制，所以在BCSM中也不會(huì)采用。因此，由于協(xié)議特點(diǎn)的不同以及協(xié)議本身處理能力的不同，在協(xié)議狀態(tài)機(jī)與BCSM狀態(tài)機(jī)對等映射過程中，經(jīng)常出現(xiàn)的情況是兩個(gè)FSM(狀態(tài)模型）不具有同樣數(shù)目的狀態(tài)，或者說，在兩個(gè)狀態(tài)模型之間不存在完全等價(jià)關(guān)系。在這種情況下，就需要根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)對映射方式進(jìn)行補(bǔ)償。對千軟交換設(shè)備的設(shè)計(jì)而言，協(xié)議映射的最終目的是按照BCSM的要求進(jìn)行呼叫處理，所以當(dāng)存在不完全等價(jià)映射時(shí)，應(yīng)以BCSM為基準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)償。這就可能導(dǎo)致某協(xié)議狀態(tài)機(jī)中的多個(gè)狀態(tài)會(huì)被映射到BCSM中的單一狀態(tài)（即忽略VoIP軟交換協(xié)議處理中的某些特殊能力），或者反之，BCSM中的單一狀態(tài)被映射到協(xié)議狀態(tài)機(jī)中的多個(gè)狀態(tài)（即對協(xié)議處理進(jìn)行一定的擴(kuò)展，一般用千業(yè)務(wù)提供的需要）。下圖進(jìn)一步解釋了FSM狀態(tài)映射的幾種表現(xiàn)方式。
呼叫模型狀態(tài)映射方式示意圖
在上圖中，以FSMA(基本呼叫狀態(tài)模型）為基準(zhǔn)，F(xiàn)SMA與FSMB(協(xié)議狀態(tài)模型）之間的狀態(tài)映射有4種方式：
? 一對一，如Q到l;
? 一對多，如P到G、H;
? 多對一，如T、U到K;
? 多對多，如R、S到J和K。
在上述映射方式中，多個(gè)狀態(tài)之間的交叉映射（即出現(xiàn)多對多映射的情況）是我們所不希望出現(xiàn)的情況，因?yàn)樗赡軒矶x性問題。比如在上圖中，F(xiàn)SMA中的狀態(tài)S被分別映射到FSMB的狀態(tài)J和狀態(tài)K,但是FSMB中的狀態(tài)J與FSMA中的狀態(tài)R也存在一個(gè)映射。這樣，在將FSMA中的狀態(tài)R到狀態(tài)S的遷移過程映射到FSMB時(shí)，存在二義性的解釋方式，F(xiàn)SMB將不存在唯一的遷移方式：它可能從狀態(tài)J遷移到狀態(tài)K,也可能繼續(xù)停留在狀態(tài)J上。
如果確實(shí)存在這種映射結(jié)果，并且不可避免，那么在映射過程中可以采取兩種補(bǔ)償方式：一種是協(xié)議狀態(tài)機(jī)(FSMB)保持不變，將基本呼叫狀態(tài)模型(FSMA)中的狀態(tài)S拆分成兩個(gè)子狀態(tài)Sl和S2來處理，并在這兩個(gè)狀態(tài)之間加入一個(gè)轉(zhuǎn)移，其中Sl對應(yīng)FSMB中的狀態(tài)J'而S2對應(yīng)K,如圖7.19(a)所示；另一種是保持基本呼叫狀態(tài)模型(FSMA)不變，將協(xié)議狀態(tài)機(jī)(FSMB)中的狀態(tài)J和狀態(tài)K合并成一個(gè)狀態(tài)來處理，并映射到FSMA中的狀態(tài)R和狀態(tài)s,如圖所示。
由此所得到的兩種簡化映射在語義上與初始的復(fù)雜映射是等價(jià)的。在協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)中，除非是通過這種狀態(tài)映射發(fā)現(xiàn)BCSM設(shè)計(jì)上存在的缺陷（比如某種重要的網(wǎng)絡(luò)操作方式在BCSM中沒有反映出來），而需要對BCSM的狀態(tài)做出調(diào)整外，一般情況下，還是采取修改協(xié)議狀態(tài)機(jī)的方式，使協(xié)議的處理向BCSM靠攏，即通過限制某些協(xié)議所具有的特殊能力，以保證BCSM的設(shè)計(jì)對千所有（或者絕大多數(shù)）協(xié)議都是適用的。
基于上述原理，可以在各種軟交換信令的協(xié)議狀態(tài)機(jī)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出與BCSM等價(jià)（這里所謂的等價(jià)是指從控制基本語音呼叫的角度實(shí)現(xiàn)的等價(jià)）的協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)，它是維系協(xié)議接入與呼叫控制的紐帶，負(fù)責(zé)將收到的協(xié)議消息按照目前所處的呼叫狀態(tài)進(jìn)行映射，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的BCSM指示。這一過程可能是將一條協(xié)議消息分解成若干條BCSM接入指示序列，或者將多條協(xié)議消息序列組合成一條BCSM接入指示，甚至對某些協(xié)議消息序列進(jìn)行屏蔽，完全由協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)自行處理而不用上報(bào)基本呼叫狀態(tài)模型。盡管從協(xié)議處理的角度，這種映射有些“削足適履＂的含義，導(dǎo)致一些協(xié)議自身功能的缺失，也可能會(huì)引入對協(xié)議功能的局部擴(kuò)充，但從呼叫控制過程來說，這種映射保證了呼叫控制功能的一致性（即保證了軟交換設(shè)備呼叫處理過程中每一步操作含義的一致性），并且實(shí)現(xiàn)了不同協(xié)議之間基千呼叫控制能力的等價(jià)性，這是為了實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的統(tǒng)一接入不得不付出的代價(jià)。
需要說明的是，由千BCSM包含兩個(gè)有限狀態(tài)自動(dòng)機(jī)：O_BCSM和T_BCSM,與此對應(yīng)，每一種協(xié)議的適配器最終也要包括兩種協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)，分別完成該協(xié)議消息與O_BCSM指示的適配以及與T_BCSM指示的適配。H.323協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)的一個(gè)例子，如圖7.20所示。左側(cè)是發(fā)端側(cè)H.323協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)，右側(cè)是終端側(cè)H.323協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)，以及它們與BCSM在狀態(tài)上的對應(yīng)方式。
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協(xié)議適配的實(shí)現(xiàn)
從協(xié)議適配的角度，將一個(gè)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中的事件一個(gè)接一個(gè)單獨(dú)地映射到另一個(gè)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中的事件是不夠的。一般來說，應(yīng)該將一個(gè)體系中的事件序列映射為另一體系中的事件序列，而且有時(shí)這樣的事件序列的時(shí)間跨度很大。不同協(xié)議的適配功能，不僅要完成消息的映射／轉(zhuǎn)換，還需要根據(jù)呼叫處理的進(jìn)展對不同消息的發(fā)送和接收時(shí)序做出明確的規(guī)定，這實(shí)際上是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程。另一方面，如前文所述，在呼叫控制功能中，為了提供業(yè)務(wù)的需要，通常需要進(jìn)行DP點(diǎn)的處理以及呼叫的掛起、恢復(fù)等操作，這種特性是各種協(xié)議處理本身所沒有的，而且在協(xié)議映射過程中也難以體現(xiàn)出來，它們更多地涉及到的是一種過程化的操作，或者說涉及的是協(xié)議處理與呼叫處理過程的動(dòng)態(tài)映射過程，稱之為狀態(tài)機(jī)的同步遷移過程。
在UniNet軟交換設(shè)備的設(shè)計(jì)中，協(xié)議適配器的實(shí)現(xiàn)采用了有限狀態(tài)機(jī)CFSM)疊加原理，將協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)與呼叫狀態(tài)模型進(jìn)行狀態(tài)遷移同步鎖定，并保證這一過程對千所有協(xié)議都是可用的。所謂有限狀態(tài)機(jī)疊加方式，就是指在呼叫的處理過程中，以BCSM為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)與BCSM在等價(jià)狀態(tài)上的同步遷移。換句話說，由BCSM的狀態(tài)遷移來同步驅(qū)動(dòng)協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)的遷移，在呼叫處理的任意特定時(shí)刻，保持兩者處于等價(jià)的狀態(tài)，從而使得協(xié)議行為與預(yù)定的呼叫控制行為保持一致性，也就是軟交換設(shè)備所要求的呼叫控制服務(wù)以及它所能觀察到的服務(wù)性質(zhì)與特定協(xié)議內(nèi)部機(jī)制所表現(xiàn)出的總體行為和性質(zhì)是一致的。這種一致性包括兩方面：協(xié)議應(yīng)該提供語音呼叫控制要求的服務(wù)；協(xié)議無需提供語音呼叫控制沒有要求的服務(wù)。此外，更重要的是使協(xié)議的處理過程滿足業(yè)務(wù)提供的需要，尤其是DP處理的需要。
綜上所述，如果要有效地實(shí)現(xiàn)呼叫控制和協(xié)議處理的一致操作，就必須保證當(dāng)BCSM發(fā)生從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)的遷移時(shí)，協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)也必須進(jìn)行等價(jià)的遷移，反之亦然。例如，假設(shè)圖7.19(b)中，F(xiàn)SMA位千狀態(tài)Q(此時(shí)隱含F(xiàn)SMB位千狀態(tài)1)'現(xiàn)在FSMB收到一個(gè)事件，導(dǎo)致到狀態(tài)J的一個(gè)狀態(tài)遷移（假定這種遷移是合法的）。FSMB的這一狀態(tài)改變將導(dǎo)致FSMA遷移到狀態(tài)RC因?yàn)镽對應(yīng)千FSMB中狀態(tài)J的開始）。
當(dāng)兩個(gè)被集成在一起的FSM中只有其中一個(gè)接收到一個(gè)外部事件時(shí)，事件的處理是很容易描述的。例如，圖7.19(h)中，如果FSMA在狀態(tài)P,FSMB在狀態(tài)H,假定一個(gè)事件EC記為)將導(dǎo)致協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)(FSMB)從狀態(tài)H到I的一個(gè)遷移，則基本呼叫狀態(tài)模型(FSMA)將被驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)移到狀態(tài)Q。
但是這種情況并不總能夠被保證。在很多情況下，被集成的協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)和BC?SM可能會(huì)同時(shí)收到多個(gè)事件，例如，如果FSMA在狀態(tài)P,FSMB在狀態(tài)H,并且FSMA收到業(yè)務(wù)事件e'W>和,而FSMB同時(shí)收到協(xié)議事件,當(dāng)進(jìn)行映射時(shí)，就必須詳細(xì)定義一些規(guī)則，以說明：
? 允許哪一個(gè)FSM首先處理事件；
? 這些事件可能以什么樣的順序被處理；
? 這些事件中的每一個(gè)是否允許以及允許什么樣的狀態(tài)遷移；
? 被同步的狀態(tài)機(jī)是否也能夠處理事件，它能夠處理什么樣的事件，以及按照什么樣的順序處理事件。
可以在不同種類的事件之間定義一個(gè)依賴關(guān)系，這些事件是每一個(gè)FSM在給定的當(dāng)前狀態(tài)可以接收的，并在FSM之間建立起一個(gè)先后關(guān)系。當(dāng)事件被異步接收時(shí)，就能夠擁有一個(gè)定義明確的、合理的遷移集合。但是也可能存在一些例外的情況，它們是在執(zhí)行FSM疊加時(shí)需要明確給出的一些復(fù)雜性的指示。
一般而言，協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)中的遷移可能是由于接收到外部實(shí)體發(fā)送的消息產(chǎn)生的。考慮這樣的情況：兩個(gè)狀態(tài)機(jī)FSM_A和FSM_B被緊密地集成在一起。在FSM_B中狀態(tài)Nl和NZ映射到FSM_A中的狀態(tài)Ml和M2,并且在FSM_B中支持從Nl到NZ的一個(gè)轉(zhuǎn)移。假定在正常情況下，F(xiàn)SM_A中從狀態(tài)Ml到狀態(tài)M2的遷移是由接收到外部實(shí)體的消息引起的。
現(xiàn)在，當(dāng)FSM_B首先發(fā)生一個(gè)從Nl到NZ的轉(zhuǎn)移時(shí)，為了保待狀態(tài)同步，F(xiàn)SM_A會(huì)被要求實(shí)現(xiàn)從Ml到M2的一個(gè)相應(yīng)的轉(zhuǎn)移，即使沒有接收到正在等待中的消息。但是該消息可能包含了進(jìn)一步的呼叫處理所需要的信息，而FSM_A現(xiàn)在還沒有，這樣就需要定義一些附加規(guī)則以決定是否允許這種情況發(fā)生。
另一方面，當(dāng)一些基于FSM_A的狀態(tài)遷移標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到時(shí)，作為FSM_A操作的一部分，如果從Ml到M2的轉(zhuǎn)移要求在遷移發(fā)生的同時(shí)必須發(fā)送一條消息到一些外部實(shí)體，那么也會(huì)存在同樣的問題。因此，如果在這兩個(gè)FSM被疊加以后，F(xiàn)SM_A進(jìn)行這種狀態(tài)轉(zhuǎn)移是作為FSM_B狀態(tài)改變的一個(gè)結(jié)果時(shí)，就需要決定：
? 在FSM_A中是否有足夠的信息來生成它在正常（獨(dú)立）的操作條件下需要發(fā)送的消息；
? 并且給定當(dāng)前的呼叫上下文，這樣的一條消息是否確實(shí)需要被發(fā)送。
需要注意的是，F(xiàn)SM疊加的最終目的是使協(xié)議狀態(tài)機(jī)的遷移行為按照BCSM預(yù)期的方式進(jìn)行。因此，在模型集成中，如果協(xié)議狀態(tài)機(jī)呼叫模型狀態(tài)與BCSM狀態(tài)之間存在非等價(jià)關(guān)系或者在事件處理上存在沖突，則需要在映射過程中進(jìn)行補(bǔ)償。一般情況下是保證BCSM的正常行為，而對協(xié)議狀態(tài)機(jī)的行為進(jìn)行一定的限制。如何補(bǔ)償和限制，則需要在各種具體情況的基礎(chǔ)上仔細(xì)考慮和處理。
- H.323信令與呼叫模型的集成舉例
下圖描述了在一次完整的呼叫建立過程中，發(fā)端側(cè)和收端側(cè)在FSM疊加的情況下，BCSM和H.323協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)之間的同步遷移關(guān)系。下圖中，H.323協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)狀態(tài)與BCSM狀態(tài)之間的箭頭指向代表同步點(diǎn)，BCSM或者H.323呼叫控制狀態(tài)內(nèi)的箭頭指向代表各自內(nèi)部狀態(tài)遷移的方向。圖中連接協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)以及BCSM的線條代表了一次完整的呼叫建立過程中，收端側(cè)和發(fā)端側(cè)呼叫模型所有主要狀態(tài)之間的同步遷移順序。
下面以發(fā)端側(cè)呼叫模型的集成為例，詳細(xì)說明H.323發(fā)端協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)與O_BC?SM之間的同步遷移關(guān)系，以及在呼叫建立過程中，控制關(guān)系的轉(zhuǎn)移過程。首先，H.323發(fā)端協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)處千"NULL"狀態(tài)，O_BCSM處千"O_NULL"狀態(tài)，表示呼叫尚未發(fā)起。當(dāng)H.323發(fā)端協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)接收到來自用戶終端的H.323消息"Setup"后，驅(qū)動(dòng)狀態(tài)遷移到"CallInitiated",并將該消息轉(zhuǎn)換成O_BCSM可識別的BCSM接入指示，然后發(fā)送給O_BCSM中。O_BCSM首先分析H.323發(fā)端協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)送上來的BCSM指示包含的信息，并發(fā)生一系列的狀態(tài)遷移，當(dāng)這一分析過程結(jié)束后，O_BCSM遷移到PIC"Selecte_Route",同時(shí)向H.323協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)發(fā)送BCSM指示，驅(qū)動(dòng)后者的狀態(tài)遷移至"IncomingCallProcessing",在該狀態(tài)上，H.323發(fā)端協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)將向主叫終端發(fā)送H.323消息"CallProceeding"。
隨后，O_BCSM繼續(xù)下一步處理，狀態(tài)遷移至PIC"SendCall",此時(shí)終端側(cè)T_BCSM被激活，O_BCSM則停留在"Send_Call"狀態(tài)，等待T_BCSM發(fā)送來的處理指示，此時(shí)H. 323發(fā)端協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)也將繼續(xù)停留在"IncomingCallProcessing"狀態(tài)。當(dāng)O_BCSM接收到T_BCSM側(cè)發(fā)送來的被叫振鈴事件后，狀態(tài)遷移至"O_Alerting"PIC,同時(shí)向H.323發(fā)端協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)發(fā)送BCSM指示，帶動(dòng)后者狀態(tài)遷移至"CallDelivered",并將BCSM指示轉(zhuǎn)換成H.323消息"Alerting",發(fā)送給主叫終端。
最后，當(dāng)O_BCSM接收到T_BCSM側(cè)發(fā)送來的被叫摘機(jī)指示后，狀態(tài)遷移至"O_Active"PIC,同時(shí)向H.323發(fā)端協(xié)議映射狀態(tài)機(jī)發(fā)送BCSM指示，帶動(dòng)后者遷移至"Active"狀態(tài)，并向主叫終端發(fā)送H.323消息"Connect"。至此完成主、被叫終端之間的呼叫建立過程。
在上述過程中，當(dāng)BCSM中的PIC發(fā)生遷移時(shí)，如果相應(yīng)的DP點(diǎn)被配置，就會(huì)觸發(fā)外部業(yè)務(wù)邏輯請求，掛起呼叫處理過程并等待外部業(yè)務(wù)指示。
