BFCP在SIP双流中的应用

作者：johney_zhou
链接：https://www.jianshu.com/p/a51bd7380894

关键词：

SIP BFCP交互流程NAT双流SDP

摘要：

我司三代高清SP4开始支持BFCP功能，下文为初探BFCP协议，如有出错欢迎大家多提意见。

案例描述

将BFCP应用于SIP双流中，主要是用BFCP消息来控制SIP双流的开启与关闭。针对SIP双流，在实现过程中我们用BFCP建立一个新的通道来记录双流。而通过将BFCP协议中所提到的层与双流通道进行关联，通过对层的请求与释放来达到间接控制双流的目的。----《BFCP协议简介及应用》

案例分析

1、BFCP在通信协议中如何体现？

2、BFCP在SIP对通中的流程分析？

3、BFCP是如何完成双流交互？

解决过程

概述

BFCP功能开发主要基于如下RFC文档：

RFC4582：该文档描述了BFCP协议通信模型，BFCP消息类型及编码方式，BFCP通信举例。是BFCP协议的主要参考文档。

RFC4583：该文档主要描述了BFCP协议和SIP协议的结合使用，在SDP中如何添加BFCP能力的m行。

以上是BFCP协议开发所参考的两个主要文档，此外还参考了其他RFC文档，如RFC4145（主要描述了BFCP协议所涉及的Setup及Connection属性等），RFC4574（主要描述了BFCP协议所涉及的Label属性等）。

BFCP在通信协议中的体现

以三代高清为例，如何通过抓包查看我们终端是否真的启用BFCP协议

BFCP是标准协议，他在RFC4583文档《rfc4583.Session

Description Protocol (SDP) Format for

Binary Floor Control Protocol (BFCP)

Streams》中明确了BFCP协议可以封装在SDP协议中的。

加入BFCP后，对于SIP SDP能力的改变主要体现在两个方面：

（1）SDP能力里多了一个m行来标识BFCP，如下图所示：

M行

（2）SDP中对于视频通道能力多了一个content及label描述项，如下图所示：

label描述

标识视频通道的有两个m行。第一个m行下面有属性content为main，表示该通道为主流视频通道，其label值为1；而第二个m行的content属性值为slides，表示该通道为双流视频通道。除了上述两点外，支持BFCP对于视频通道要求是sendrecv属性（如图中m行所示）。

BFCP是如何完成双流交互

下图为我司现在SIP双流交互流程：

交互流程

上图中，用红色标识的是BFCP消息，蓝色是正常的SIP信令，图中的部分SIP信令及BFCP消息是可选的，这里说明如下（假设主被叫两端均支持BFCP）：

SIP信令（1~8）及BFCP消息（A、B）这些流程是在呼叫开始后就会完成的，不管参与呼叫的两端是否有发双流的请求。因此要求主被叫两端在呼叫之前就事先确定好本地的双流收发能力（即开启BFCP后，协议栈内部自动完成两次INVITE交互）。其中在第二次INVITE交互的过程中参与呼叫的双方协商出本端的BFCP角色（Client/Server）。一旦一方确定了自己为BFCP Server，它即会在指定的端口开启监听。另一方确定自己为BFCP Client，它会与对端建立tcp连接，之后向对端发出BFCP消息Hello。至此BFCP初步交互完成。

接下来的双流发送根据终端是否改变双流能力分为两种情况：

（1）若双流发送方改变双流能力，则SIP信令（9~11）会执行，重新进行双流的协商；

（2）若双流发送方不改变双流能力，则SIP信令（9~11）跳过。

双流的发送与关闭也与发出请求的终端所处的BFCP角色有关。上图BFCP消息（C~F）对应的是BFCP Client发双流及关双流。其中BFCP消息C、D对应发双流，E、F对应关双流。其中BFCP server向BFCP Client回复的FloorRequestStatus消息中携带了对请求的floor状态的回复，只有该状态为Granted时才默认成功。

上图BFCP消息G、H对应的是BFCP Server发双流与关双流，其中BFCP消息G对应发双流，H对应关双流。与BFCP Client请求不同的是，BFCP Server发双流及关双流均不需要等待Client的回复，BFCP Server在发双流时会定时向BFCP Client发送状态为Granted的FloorStatus消息，直到关双流消息发出。

BFCP穿越NAT

问题1：过NAT环境，终端A（内网）和终端B（外网）都开启BFCP，建立点对点会议，且开启音频视频的防火墙端口映射；终端A（内网）终端发起双流，终端B没有建立通道。

疑问：BFCP是基于TCP连接的为何内网无法与外网进行交互呢？

环境：终端A：172.16.177.127；终端B：192.168.60.91；NAT服务器：192.168.60.11；

在终端A处抓包，搜索条件ip.addr==172.16.177.127&&ip.addr==192.168.60.91&&tcp.port==5555：

ip.addr==172.16.177.127&&ip.addr==192.168.60.91&&tcp.port==5555

终端B抓的包中TCP与NAT防火墙进行交互时都建立连接失败了！

结论：由于BFCP建立连接机制，终端A发起双流最为客户端向终端B发起请求，由终端A主动发起BFCP双流能力交换，而此时却被防火墙给阻止了（原因是终端B找不到终端A）。

解决方法：在NAT上添加TCP5555端口映射到终端A上。

问题2：过NAT环境且NAT上添加TCP5555端口映射，终端A（内网）和终端B（外网）都开启BFCP，建立点对点会议，且开启音频视频的防火墙端口映射；终端A（内网）终端发起双流成功后，挂断会议，重新开启会议发送双流，发送超时。

经排除发现是由于端口释放问题导致：

端口

但由于端口释放需要一定时间所以我们解决问题的思路如下：

让BFCP做如下策略：

1、只要发现端口被占用，终端侧监听端口往上加一，如5555端口被占有，则开启5556；

2、每次检测端口是否被占有从5555开始往上叠加；

3、NAT处开启10个TCP端口映射（5555~5564）来保证发起双流成功；

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