使用go语言,从零开发一个voip管理系统,不使用任何来源的sip服务器,媒体服务器等,给出详细的方案!

开发一个完整的VoIP管理系统是一个复杂的任务,涉及多个模块和协议。以下是一个详细的方案,帮助你从零开始使用Go语言开发一个VoIP管理系统,且不使用任何现成的SIP服务器或媒体服务器。

1. 项目架构设计

VoIP管理系统主要包括以下模块:

  1. 信令模块:处理SIP协议的解析和生成。
  2. 媒体模块:处理RTP/RTCP协议的解析和生成,以及音频编解码。
  3. 用户管理模块:管理用户注册、认证和状态。
  4. 呼叫控制模块:处理呼叫的建立、维持和终止。
  5. 网络模块:处理UDP/TCP通信。
  6. 日志和监控模块:记录系统日志和监控系统状态。

2. 技术栈

  • 编程语言:Go
  • 网络协议:SIP, RTP, RTCP
  • 音频编解码:G.711, Opus
  • 数据库:SQLite(用于存储用户信息)
  • 日志库:logrus

3. 详细实现步骤

3.1 初始化项目
mkdir voip-system
cd voip-system
go mod init voip-system
3.2 信令模块(SIP)

SIP协议用于建立、修改和终止会话。我们需要实现SIP消息的解析和生成。

package sip

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"net"
	"strings"
)

type SIPMessage struct {
	Method  string
	URI     string
	Version string
	Headers map[string]string
	Body    string
}

func ParseSIPMessage(data string) (*SIPMessage, error) {
	reader := bufio.NewReader(strings.NewReader(data))
	message := &SIPMessage{Headers: make(map[string]string)}

	// 解析起始行
	startLine, _ := reader.ReadString('\n')
	parts := strings.Fields(startLine)
	if len(parts) < 3 {
		return nil, fmt.Errorf("invalid SIP message")
	}
	message.Method = parts[0]
	message.URI = parts[1]
	message.Version = parts[2]

	// 解析头部
	for {
		line, _ := reader.ReadString('\n')
		line = strings.TrimSpace(line)
		if line == "" {
			break
		}
		parts := strings.SplitN(line, ":", 2)
		if len(parts) == 2 {
			message.Headers[strings.TrimSpace(parts[0])] = strings.TrimSpace(parts[1])
		}
	}

	// 解析Body
	body, _ := reader.ReadString('\n')
	message.Body = strings.TrimSpace(body)

	return message, nil
}

func (m *SIPMessage) String() string {
	var builder strings.Builder
	builder.WriteString(fmt.Sprintf("%s %s %s\r\n", m.Method, m.URI, m.Version))
	for key, value := range m.Headers {
		builder.WriteString(fmt.Sprintf("%s: %s\r\n", key, value))
	}
	builder.WriteString("\r\n")
	builder.WriteString(m.Body)
	return builder.String()
}
3.3 媒体模块(RTP/RTCP)

RTP协议用于传输音频数据,RTCP用于控制RTP流。

package rtp

import (
	"encoding/binary"
	"net"
)

type RTPPacket struct {
	Version        uint8
	Padding        bool
	Extension      bool
	CSRCCount      uint8
	Marker         bool
	PayloadType    uint8
	SequenceNumber uint16
	Timestamp      uint32
	SSRC           uint32
	Payload        []byte
}

func ParseRTPPacket(data []byte) (*RTPPacket, error) {
	if len(data) < 12 {
		return nil, fmt.Errorf("RTP packet too short")
	}

	packet := &RTPPacket{}
	packet.Version = data[0] >> 6
	packet.Padding = (data[0] >> 5) & 0x1
	packet.Extension = (data[0] >> 4) & 0x1
	packet.CSRCCount = data[0] & 0xF
	packet.Marker = (data[1] >> 7) & 0x1
	packet.PayloadType = data[1] & 0x7F
	packet.SequenceNumber = binary.BigEndian.Uint16(data[2:4])
	packet.Timestamp = binary.BigEndian.Uint32(data[4:8])
	packet.SSRC = binary.BigEndian.Uint32(data[8:12])
	packet.Payload = data[12:]

	return packet, nil
}

func (p *RTPPacket) Serialize() []byte {
	data := make([]byte, 12+len(p.Payload))
	data[0] = (p.Version << 6) | (boolToUint8(p.Padding) << 5) | (boolToUint8(p.Extension) << 4) | p.CSRCCount
	data[1] = (boolToUint8(p.Marker) << 7) | p.PayloadType
	binary.BigEndian.PutUint16(data[2:4], p.SequenceNumber)
	binary.BigEndian.PutUint32(data[4:8], p.Timestamp)
	binary.BigEndian.PutUint32(data[8:12], p.SSRC)
	copy(data[12:], p.Payload)
	return data
}

func boolToUint8(b bool) uint8 {
	if b {
		return 1
	}
	return 0
}
3.4 用户管理模块

使用SQLite存储用户信息,并提供注册、认证等功能。

package user

import (
	"database/sql"
	_ "github.com/mattn/go-sqlite3"
)

type User struct {
	Username string
	Password string
}

func CreateUserTable(db *sql.DB) error {
	_, err := db.Exec(`CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
		username TEXT PRIMARY KEY,
		password TEXT NOT NULL
	)`)
	return err
}

func AddUser(db *sql.DB, user *User) error {
	_, err := db.Exec("INSERT INTO users (username, password) VALUES (?, ?)", user.Username, user.Password)
	return err
}

func AuthenticateUser(db *sql.DB, username, password string) (bool, error) {
	var storedPassword string
	err := db.QueryRow("SELECT password FROM users WHERE username = ?", username).Scan(&storedPassword)
	if err != nil {
		return false, err
	}
	return storedPassword == password, nil
}
3.5 呼叫控制模块

处理呼叫的建立、维持和终止。

package call

import (
	"net"
	"voip-system/sip"
)

type Call struct {
	CallID  string
	From    string
	To      string
	State   string
	Conn    net.Conn
}

func NewCall(callID, from, to string, conn net.Conn) *Call {
	return &Call{
		CallID: callID,
		From:   from,
		To:     to,
		State:  "INITIATED",
		Conn:   conn,
	}
}

func (c *Call) Start() {
	c.State = "ACTIVE"
	// 发送SIP INVITE消息
	invite := &sip.SIPMessage{
		Method:  "INVITE",
		URI:     c.To,
		Version: "SIP/2.0",
		Headers: map[string]string{
			"From": c.From,
			"To":   c.To,
			"Call-ID": c.CallID,
		},
	}
	c.Conn.Write([]byte(invite.String()))
}

func (c *Call) End() {
	c.State = "ENDED"
	// 发送SIP BYE消息
	bye := &sip.SIPMessage{
		Method:  "BYE",
		URI:     c.To,
		Version: "SIP/2.0",
		Headers: map[string]string{
			"From": c.From,
			"To":   c.To,
			"Call-ID": c.CallID,
		},
	}
	c.Conn.Write([]byte(bye.String()))
}
3.6 网络模块

处理UDP/TCP通信。

package network

import (
	"net"
)

func StartUDPServer(addr string) (*net.UDPConn, error) {
	udpAddr, err := net.ResolveUDPAddr("udp", addr)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	conn, err := net.ListenUDP("udp", udpAddr)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return conn, nil
}

func StartTCPServer(addr string) (*net.TCPListener, error) {
	tcpAddr, err := net.ResolveTCPAddr("tcp", addr)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	listener, err := net.ListenTCP("tcp", tcpAddr)
	if err != nil {
		return nil, err
	}
	return listener, nil
}
3.7 日志和监控模块

使用logrus记录日志。

package logger

import (
	"github.com/sirupsen/logrus"
)

var Log = logrus.New()

func init() {
	Log.SetFormatter(&logrus.JSONFormatter{})
	Log.SetLevel(logrus.InfoLevel)
}

4. 集成和测试

将各个模块集成到一个主程序中,并进行测试。

package main

import (
	"log"
	"net"
	"voip-system/call"
	"voip-system/logger"
	"voip-system/network"
	"voip-system/sip"
	"voip-system/user"
)

func main() {
	// 初始化数据库
	db, err := sql.Open("sqlite3", "./users.db")
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	defer db.Close()

	err = user.CreateUserTable(db)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	// 添加测试用户
	testUser := &user.User{Username: "test", Password: "test"}
	err = user.AddUser(db, testUser)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}

	// 启动UDP服务器
	udpConn, err := network.StartUDPServer(":5060")
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	defer udpConn.Close()

	logger.Log.Info("VoIP server started on :5060")

	buffer := make([]byte, 1024)
	for {
		n, addr, err := udpConn.ReadFromUDP(buffer)
		if err != nil {
			logger.Log.Error("Error reading from UDP:", err)
			continue
		}

		// 解析SIP消息
		message, err := sip.ParseSIPMessage(string(buffer[:n]))
		if err != nil {
			logger.Log.Error("Error parsing SIP message:", err)
			continue
		}

		// 处理SIP消息
		switch message.Method {
		case "REGISTER":
			// 处理注册请求
		case "INVITE":
			// 处理呼叫请求
			newCall := call.NewCall(message.Headers["Call-ID"], message.Headers["From"], message.Headers["To"], udpConn)
			newCall.Start()
		case "BYE":
			// 处理结束呼叫请求
		default:
			logger.Log.Warn("Unsupported SIP method:", message.Method)
		}
	}
}

5. 后续工作

  1. 音频编解码:集成G.711或Opus编解码器。
  2. NAT穿透:实现STUN/TURN协议以支持NAT穿透。
  3. 安全性:实现TLS加密和SIP身份验证。
  4. 性能优化:优化网络和媒体处理性能。
  5. UI界面:开发Web或桌面客户端。

6. 总结

这个方案提供了一个基本的VoIP管理系统的框架,涵盖了信令、媒体、用户管理、呼叫控制等核心模块。你可以在此基础上进一步扩展和优化,以满足具体的需求。

voip中的线路对接有几种方式

在VoIP系统中,线路对接是指将VoIP系统与传统电话网络(PSTN)或其他VoIP系统进行连接的方式。常见的线路对接方式有以下几种:


1. 模拟线路对接(FXO/FXS)

  • FXO(Foreign Exchange Office)
    • FXO接口用于连接VoIP设备到传统电话线路(PSTN)。
    • FXO设备模拟电话机的行为,接收来自PSTN的模拟信号。
    • 适用于小型企业或家庭用户,通过模拟线路接入PSTN。
  • FXS(Foreign Exchange Station)
    • FXS接口用于连接传统电话机到VoIP设备。
    • FXS设备提供拨号音、振铃电压等,模拟PSTN交换机的行为。
    • 适用于将传统电话机接入VoIP系统。

适用场景

  • 小型办公室或家庭用户,需要将传统电话设备接入VoIP系统。
  • 需要与PSTN进行低成本对接的场景。

2. 数字线路对接(E1/T1/PRI/BRI)

  • E1/T1
    • E1(欧洲标准,30个语音通道)和T1(北美标准,24个语音通道)是数字中继线路。
    • 通过E1/T1线路,VoIP系统可以直接与PSTN或其他PBX系统对接。
    • 支持更高的呼叫容量和更清晰的语音质量。
  • PRI(Primary Rate Interface)
    • PRI是一种常见的数字中继接口,通常基于E1/T1线路。
    • 支持30个B通道(用于语音或数据)和1个D通道(用于信令)。
    • 适用于中大型企业,需要高容量呼叫处理的场景。
  • BRI(Basic Rate Interface)
    • BRI提供2个B通道和1个D通道,适合小型企业或低容量场景。
    • 通常用于ISDN线路对接。

适用场景

  • 中大型企业,需要高容量呼叫处理。
  • 需要与PSTN或其他PBX系统进行高质量数字对接。

3. SIP中继对接(SIP Trunking)

  • SIP Trunking
    • SIP中继是一种基于IP的线路对接方式,通过互联网或专网连接VoIP系统与PSTN或其他VoIP系统。
    • 使用SIP协议进行信令传输,RTP协议进行媒体传输。
    • 支持语音、视频和其他多媒体通信。
  • 优点
    • 无需物理线路,降低成本。
    • 支持灵活的呼叫路由和扩展。
    • 可以与其他SIP兼容系统无缝对接。
  • 缺点
    • 依赖网络质量,可能受带宽和延迟影响。

适用场景

  • 企业需要与多个分支机构或远程办公人员对接。
  • 需要灵活、低成本的线路对接方案。

4. IMS对接(IP Multimedia Subsystem)

  • IMS
    • IMS是一种基于IP的多媒体服务架构,支持VoIP、视频通话、即时消息等。
    • 通过IMS,VoIP系统可以与运营商的核心网络对接,提供更丰富的服务。
    • 使用SIP协议进行信令传输。
  • 优点
    • 支持多种多媒体服务。
    • 提供更高的服务质量和安全性。
  • 缺点
    • 部署复杂,成本较高。

适用场景

  • 运营商或大型企业,需要提供多媒体服务。
  • 需要与运营商核心网络对接的场景。

5. WebRTC对接

  • WebRTC
    • WebRTC是一种基于浏览器的实时通信技术,支持语音、视频和数据传输。
    • 通过WebRTC,VoIP系统可以直接与浏览器或移动端应用对接。
    • 使用SDP、ICE、STUN/TURN等协议进行媒体协商和传输。
  • 优点
    • 无需安装额外软件,直接在浏览器中使用。
    • 支持跨平台通信。
  • 缺点
    • 依赖浏览器支持,可能受限于网络环境。

适用场景

  • 需要与Web应用或移动端应用对接的场景。
  • 提供实时语音/视频通信服务。

6. H.323对接

  • H.323
    • H.323是一种传统的VoIP协议,支持语音、视频和数据传输。
    • 通过H.323网关,VoIP系统可以与PSTN或其他H.323系统对接。
    • 使用H.225(信令)和H.245(控制)协议。
  • 优点
    • 兼容传统H.323系统。
  • 缺点
    • 协议复杂,逐渐被SIP取代。

适用场景

  • 需要与传统的H.323系统对接的场景。

7. VPN对接

  • VPN
    • 通过VPN(虚拟专用网络),VoIP系统可以安全地与其他分支机构或远程用户对接。
    • 使用加密隧道传输语音和数据,确保通信安全。
  • 优点
    • 提供安全的通信环境。
    • 支持远程办公和分支机构对接。
  • 缺点
    • 可能增加网络延迟。

适用场景

  • 需要安全通信的企业网络。
  • 远程办公或分支机构对接。

8. 云对接(Cloud Peering)

  • 云对接
    • 通过云服务提供商的VoIP服务,将VoIP系统与云平台对接。
    • 支持弹性扩展和按需付费。
  • 优点
    • 无需部署硬件,快速上线。
    • 支持高可用性和弹性扩展。
  • 缺点
    • 依赖云服务提供商的稳定性。

适用场景

  • 需要快速部署和弹性扩展的场景。
  • 与云服务提供商对接的场景。

总结

VoIP系统中的线路对接方式多种多样,选择合适的方式取决于具体的需求、预算和技术环境。以下是常见的对接方式及其适用场景:

对接方式 适用场景
模拟线路(FXO/FXS) 小型办公室、家庭用户,低成本对接PSTN。
数字线路(E1/T1) 中大型企业,高容量呼叫处理。
SIP中继 灵活、低成本的IP对接,适合多分支机构。
IMS对接 运营商或大型企业,提供多媒体服务。
WebRTC 与Web应用或移动端应用对接。
H.323 与传统H.323系统对接。
VPN 安全通信,远程办公或分支机构对接。
云对接 快速部署、弹性扩展,与云服务提供商对接。

根据实际需求选择合适的对接方式,可以显著提升VoIP系统的性能和灵活性。

详细讲一下NAT穿透

NAT穿透(NAT Traversal) 是VoIP通信中的一个关键技术,用于解决位于NAT(Network Address Translation,网络地址转换)设备后的终端设备与外部网络通信的问题。由于NAT设备会修改数据包的源地址和端口,导致VoIP通信中的信令和媒体传输可能失败。以下是关于NAT穿透的详细讲解:


1. NAT的基本概念

1.1 什么是NAT?
  • NAT是一种网络技术,用于将私有网络(如家庭或企业局域网)中的设备映射到公共网络(如互联网)上的一个或多个公共IP地址。
  • NAT设备(如路由器)会修改数据包的源IP地址和端口,以便在返回数据包时能够正确路由到内部设备。
1.2 NAT的类型
  1. 完全锥形NAT(Full Cone NAT)
    • 外部主机可以通过NAT设备的公共IP和端口访问内部设备。
  2. 受限锥形NAT(Restricted Cone NAT)
    • 只有内部设备曾经通信过的外部主机才能访问。
  3. 端口受限锥形NAT(Port-Restricted Cone NAT)
    • 只有内部设备曾经通信过的外部主机的特定端口才能访问。
  4. 对称NAT(Symmetric NAT)
    • 每个外部主机和端口组合都会映射到不同的NAT端口,最难穿透。

2. NAT穿透的挑战

2.1 信令问题
  • SIP协议中的信令消息(如INVITE)包含IP地址和端口信息。
  • NAT设备会修改数据包的源IP和端口,但不会修改SIP消息体中的IP和端口,导致外部设备无法正确响应。
2.2 媒体问题
  • RTP媒体流的传输依赖于正确的IP和端口信息。
  • 如果NAT设备修改了RTP数据包的源IP和端口,媒体流可能无法到达目标设备。

3. NAT穿透的解决方案

3.1 STUN(Session Traversal Utilities for NAT)
  • 原理
    • STUN协议通过公网STUN服务器帮助终端设备发现自己的公共IP和端口。
    • 终端设备向STUN服务器发送请求,STUN服务器返回设备的公共IP和端口。
  • 适用场景
    • 适用于完全锥形NAT、受限锥形NAT和端口受限锥形NAT。
    • 不适用于对称NAT。
  • 配置示例
    • 在VoIP客户端中配置STUN服务器地址(如stun.l.google.com:19302)。
3.2 TURN(Traversal Using Relays around NAT)
  • 原理
    • TURN协议通过中继服务器转发媒体流,解决对称NAT的穿透问题。
    • 终端设备将媒体流发送到TURN服务器,TURN服务器转发到目标设备。
  • 适用场景
    • 适用于所有类型的NAT,包括对称NAT。
    • 由于需要中继转发,会增加延迟和带宽消耗。
  • 配置示例
    • 在VoIP客户端中配置TURN服务器地址和认证信息。
3.3 ICE(Interactive Connectivity Establishment)
  • 原理
    • ICE协议结合STUN和TURN,动态选择最佳的通信路径。
    • ICE会尝试直接连接(通过STUN),如果失败则使用中继(通过TURN)。
  • 适用场景
    • 适用于复杂的网络环境,支持多种NAT类型。
  • 配置示例
    • 在VoIP客户端中启用ICE,并配置STUN和TURN服务器。
3.4 SBC(Session Border Controller)
  • 原理
    • SBC设备位于网络的边缘,负责处理NAT穿透、信令和媒体的转换。
    • SBC可以修改SIP消息中的IP和端口信息,确保信令和媒体的正确传输。
  • 适用场景
    • 适用于企业级VoIP系统,提供高安全性和可靠性。
  • 配置示例
    • 在企业网络中部署SBC设备,并配置NAT穿透规则。
3.5 UPnP(Universal Plug and Play)
  • 原理
    • UPnP协议允许终端设备自动配置NAT设备的端口映射。
    • 终端设备通过UPnP请求NAT设备打开特定端口。
  • 适用场景
    • 适用于家庭网络环境,支持UPnP的路由器。
  • 配置示例
    • 在VoIP客户端中启用UPnP支持。
3.6 ALG(Application Layer Gateway)
  • 原理
    • ALG是NAT设备中的一种功能,用于识别和修改特定协议(如SIP)的消息。
    • ALG可以修改SIP消息中的IP和端口信息,使其与NAT转换后的地址一致。
  • 适用场景
    • 适用于支持ALG功能的路由器。
  • 注意事项
    • ALG的实现可能存在兼容性问题,导致通信失败。

4. NAT穿透的配置示例

4.1 STUN配置(Asterisk)

在Asterisk的pjsip.conf中配置STUN服务器:

[transport-udp]
type=transport
protocol=udp
bind=0.0.0.0

[endpoint]
type=endpoint
transport=transport-udp
aors=my_aor
stun_server=stun.l.google.com:19302
4.2 TURN配置(Asterisk)

在Asterisk的pjsip.conf中配置TURN服务器:

[transport-udp]
type=transport
protocol=udp
bind=0.0.0.0

[endpoint]
type=endpoint
transport=transport-udp
aors=my_aor
turn_server=turn.example.com:3478
turn_username=my_username
turn_password=my_password
4.3 ICE配置(WebRTC)

在WebRTC客户端中配置ICE服务器:

const pc = new RTCPeerConnection({
  iceServers: [
    { urls: "stun:stun.l.google.com:19302" },
    { urls: "turn:turn.example.com:3478", username: "my_username", credential: "my_password" }
  ]
});

5. NAT穿透的最佳实践

  1. 优先使用STUN
    • 对于非对称NAT,优先使用STUN解决穿透问题。
  2. 备用TURN
    • 对于对称NAT或STUN失败的情况,使用TURN作为备用方案。
  3. 启用ICE
    • 在复杂的网络环境中,启用ICE以动态选择最佳路径。
  4. 部署SBC
    • 在企业级VoIP系统中,部署SBC设备以提高安全性和可靠性。
  5. 测试和验证
    • 在配置完成后进行测试,确保NAT穿透功能正常工作。

6. 总结

NAT穿透是VoIP通信中的关键技术,解决NAT设备导致的信令和媒体传输问题。常用的解决方案包括STUN、TURN、ICE、SBC、UPnP和ALG。通过合理配置这些技术,可以确保VoIP系统在各种网络环境下稳定运行。

以kamailio为例,重新讲

Kamailio 是一个开源的 SIP 服务器,广泛用于构建 VoIP 系统。它支持强大的路由逻辑、负载均衡、NAT 穿透等功能。在 Kamailio 中实现 NAT 穿透是一个常见的需求,尤其是在处理位于 NAT 设备后的 SIP 客户端时。以下是基于 Kamailio 的 NAT 穿透详细讲解。


1. Kamailio 中的 NAT 穿透概述

Kamailio 提供了多种模块和功能来处理 NAT 穿透问题,主要包括:

  • nathelper 模块:用于检测 NAT 并协助处理 NAT 穿透。
  • rtpproxy 模块:用于处理 RTP 媒体的 NAT 穿透。
  • SIP ALG 支持:通过修改 SIP 消息中的 SDP 部分,确保媒体流正确传输。

2. Kamailio 中 NAT 穿透的实现步骤

2.1 安装和配置 Kamailio

确保 Kamailio 已安装并配置了以下模块:

  • nathelper
  • rtpproxy
  • textops(用于 SIP 消息的修改)

在 Kamailio 的配置文件(通常为 /etc/kamailio/kamailio.cfg)中加载这些模块:

loadmodule "nathelper.so"
loadmodule "rtpproxy.so"
loadmodule "textops.so"

2.2 配置 NAT 检测

Kamailio 使用 nathelper 模块来检测客户端是否位于 NAT 后。在配置文件中添加以下内容:

# 启用 NAT 检测
modparam("nathelper", "natping_interval", 30)
modparam("nathelper", "ping_nated_only", 1)
modparam("nathelper", "sipping_bflag", FLB_NATSIPPING)

在路由逻辑中调用 nat_uac_test 函数来检测 NAT:

route {
    # 检测 NAT
    if (nat_uac_test("19")) {
        xlog("Client is behind NAT\n");
        setflag(FLT_NATS);
    }
}

2.3 处理 SIP 信令的 NAT 穿透

对于位于 NAT 后的客户端,Kamailio 需要修改 SIP 消息中的 Contact 头和 SDP 部分,以确保信令能够正确传输。

2.3.1 修改 Contact 头

在 Kamailio 的配置文件中添加以下逻辑:

route[NATMANAGE] {
    if (isflagset(FLT_NATS)) {
        fix_nated_contact();
    }
}
2.3.2 修改 SDP

在 Kamailio 的配置文件中添加以下逻辑:

route[NATMANAGE] {
    if (isflagset(FLT_NATS)) {
        force_rport();
        fix_nated_sdp("1");
    }
}

2.4 配置 RTP 媒体的 NAT 穿透

RTP 媒体的 NAT 穿透通常通过 rtpproxy 模块实现。rtpproxy 是一个独立的服务,用于转发 RTP 媒体流。

2.4.1 安装和启动 RTPproxy

安装 rtpproxy

sudo apt install rtpproxy

启动 rtpproxy

rtpproxy -l <Kamailio_IP> -s udp:127.0.0.1:7722 -F
2.4.2 配置 Kamailio 使用 RTPproxy

在 Kamailio 的配置文件中添加以下内容:

# 加载 rtpproxy 模块
loadmodule "rtpproxy.so"

# 配置 rtpproxy 服务器
modparam("rtpproxy", "rtpproxy_sock", "udp:127.0.0.1:7722")

# 在路由逻辑中调用 rtpproxy
route[NATMANAGE] {
    if (isflagset(FLT_NATS)) {
        rtpproxy_manage("co");
    }
}

2.5 完整 NAT 穿透配置示例

以下是一个完整的 Kamailio 配置文件示例,包含 NAT 穿透的逻辑:

# 加载模块
loadmodule "nathelper.so"
loadmodule "rtpproxy.so"
loadmodule "textops.so"

# 配置模块参数
modparam("nathelper", "natping_interval", 30)
modparam("nathelper", "ping_nated_only", 1)
modparam("nathelper", "sipping_bflag", FLB_NATSIPPING)
modparam("rtpproxy", "rtpproxy_sock", "udp:127.0.0.1:7722")

# 定义标志
flag FLT_NATS;

# 主路由逻辑
route {
    # 检测 NAT
    if (nat_uac_test("19")) {
        xlog("Client is behind NAT\n");
        setflag(FLT_NATS);
    }

    # 处理 NAT 穿透
    route(NATMANAGE);

    # 其他路由逻辑
    ...
}

# NAT 管理逻辑
route[NATMANAGE] {
    if (isflagset(FLT_NATS)) {
        fix_nated_contact();
        force_rport();
        fix_nated_sdp("1");
        rtpproxy_manage("co");
    }
}

3. 测试 NAT 穿透

3.1 启动 Kamailio 和 RTPproxy

启动 Kamailio 和 RTPproxy 服务:

sudo systemctl start kamailio
rtpproxy -l <Kamailio_IP> -s udp:127.0.0.1:7722 -F

3.2 注册和呼叫测试

  1. 使用 SIP 客户端(如 Zoiper 或 Linphone)注册到 Kamailio。
  2. 发起呼叫,检查信令和媒体流是否正常传输。
  3. 查看 Kamailio 日志,确认 NAT 穿透逻辑是否生效:
    tail -f /var/log/kamailio/kamailio.log
    

4. 常见问题及解决方案

4.1 信令无法穿透 NAT

  • 问题:SIP 消息中的 Contact 头或 SDP 部分未正确修改。
  • 解决方案:检查 fix_nated_contactfix_nated_sdp 的调用逻辑。

4.2 媒体流无法穿透 NAT

  • 问题:RTP 媒体流未通过 RTPproxy 转发。
  • 解决方案:检查 RTPproxy 的配置和运行状态,确保 Kamailio 正确调用了 rtpproxy_manage

4.3 对称 NAT 无法穿透

  • 问题:对称 NAT 导致媒体流无法传输。
  • 解决方案:确保启用了 rtpproxy 并配置了 force_rport

5. 总结

在 Kamailio 中实现 NAT 穿透的关键步骤包括:

  1. 检测 NAT:使用 nathelper 模块检测客户端是否位于 NAT 后。
  2. 修改 SIP 信令:通过 fix_nated_contactfix_nated_sdp 修改 SIP 消息。
  3. 处理 RTP 媒体:使用 rtpproxy 模块转发 RTP 媒体流。
  4. 测试和验证:通过 SIP 客户端测试信令和媒体的传输。

通过合理配置 Kamailio,可以有效解决 NAT 穿透问题,确保 VoIP 系统在各种网络环境下稳定运行。

网络环境:kamailio部署在内网服务器192.168.1.68,【这是假设的】公网ip为223.118.118.118,然后通过路由器做端口映射,kamailio还需要做NAT穿透吗

在网络环境中,如果 Kamailio 部署在内网服务器(如 192.168.1.68),并且通过路由器将公网 IP(如 223.118.118.118)的端口映射到 Kamailio 的内网 IP 和端口,那么 Kamailio 仍然需要处理 NAT 穿透问题,但具体的处理方式会有所不同。

以下是详细的分析和解决方案:


1. 为什么需要 NAT 穿透?

即使 Kamailio 的公网 IP 和端口通过路由器映射到内网,以下问题仍然存在:

  1. SIP 客户端位于 NAT 后
    • 如果 SIP 客户端位于 NAT 后(如家庭路由器后的设备),客户端发送的 SIP 消息中的 Contact 头和 SDP 部分会包含私有 IP 地址和端口,导致 Kamailio 无法直接与客户端通信。
  2. RTP 媒体流的 NAT 问题
    • RTP 媒体流通常使用动态端口,NAT 设备会修改这些端口的映射,导致媒体流无法正确传输。

2. Kamailio 的 NAT 穿透配置

在 Kamailio 中,即使公网 IP 和端口已经映射到内网,仍然需要配置 NAT 穿透功能,以确保 SIP 信令和 RTP 媒体流能够正确传输。

2.1 配置 Kamailio 的公网 IP

在 Kamailio 的配置文件中,明确指定 Kamailio 的公网 IP 地址(223.118.118.118),以便 Kamailio 在 SIP 消息中正确填充公网地址。

kamailio.cfg 中添加以下配置:

# 设置 Kamailio 的公网 IP
listen=udp:192.168.1.68:5060
alias=223.118.118.118:5060

2.2 配置 NAT 检测

使用 nathelper 模块检测 SIP 客户端是否位于 NAT 后:

# 加载 nathelper 模块
loadmodule "nathelper.so"

# 配置 nathelper 模块
modparam("nathelper", "natping_interval", 30)
modparam("nathelper", "ping_nated_only", 1)
modparam("nathelper", "sipping_bflag", FLB_NATSIPPING)

# 定义 NAT 标志
flag FLT_NATS;

# 主路由逻辑
route {
    # 检测 NAT
    if (nat_uac_test("19")) {
        xlog("Client is behind NAT\n");
        setflag(FLT_NATS);
    }

    # 处理 NAT 穿透
    route(NATMANAGE);

    # 其他路由逻辑
    ...
}

2.3 修改 SIP 信令

对于位于 NAT 后的客户端,Kamailio 需要修改 SIP 消息中的 Contact 头和 SDP 部分:

# NAT 管理逻辑
route[NATMANAGE] {
    if (isflagset(FLT_NATS)) {
        fix_nated_contact();  # 修改 Contact 头
        force_rport();        # 强制使用接收端口
        fix_nated_sdp("1");   # 修改 SDP 中的 IP 地址
    }
}

2.4 配置 RTP 媒体的 NAT 穿透

使用 rtpproxy 模块处理 RTP 媒体的 NAT 穿透:

# 加载 rtpproxy 模块
loadmodule "rtpproxy.so"

# 配置 rtpproxy 服务器
modparam("rtpproxy", "rtpproxy_sock", "udp:127.0.0.1:7722")

# 在 NAT 管理逻辑中调用 rtpproxy
route[NATMANAGE] {
    if (isflagset(FLT_NATS)) {
        rtpproxy_manage("co");  # 启用 rtpproxy 管理
    }
}

3. 路由器的端口映射配置

确保路由器正确配置了端口映射,将公网 IP 的 SIP 和 RTP 端口映射到 Kamailio 的内网 IP 和端口:

  • SIP 端口:通常为 UDP 5060。
  • RTP 端口范围:通常为 UDP 10000-20000。

例如:

  • 223.118.118.118:5060 映射到 192.168.1.68:5060
  • 223.118.118.118:10000-20000 映射到 192.168.1.68:10000-20000

4. 测试 NAT 穿透

4.1 启动 Kamailio 和 RTPproxy

启动 Kamailio 和 RTPproxy 服务:

sudo systemctl start kamailio
rtpproxy -l 192.168.1.68 -s udp:127.0.0.1:7722 -F

4.2 注册和呼叫测试

  1. 使用 SIP 客户端(如 Zoiper 或 Linphone)注册到 Kamailio。
  2. 发起呼叫,检查信令和媒体流是否正常传输。
  3. 查看 Kamailio 日志,确认 NAT 穿透逻辑是否生效:
    tail -f /var/log/kamailio/kamailio.log
    

5. 常见问题及解决方案

5.1 SIP 客户端无法注册

  • 问题:SIP 客户端的注册请求未到达 Kamailio。
  • 解决方案
    • 检查路由器的端口映射配置,确保 SIP 端口(5060)正确映射。
    • 检查 Kamailio 的日志,确认是否收到注册请求。

5.2 媒体流无法传输

  • 问题:呼叫建立后,媒体流无法传输。
  • 解决方案
    • 检查 RTPproxy 的配置和运行状态。
    • 检查路由器的 RTP 端口映射配置,确保 RTP 端口范围正确映射。

5.3 对称 NAT 问题

  • 问题:对称 NAT 导致媒体流无法传输。
  • 解决方案
    • 确保启用了 rtpproxy 并配置了 force_rport

6. 总结

即使 Kamailio 的公网 IP 和端口通过路由器映射到内网,仍然需要配置 NAT 穿透功能,以解决 SIP 客户端位于 NAT 后的问题。关键步骤包括:

  1. 配置 Kamailio 的公网 IP
  2. 检测 NAT:使用 nathelper 模块检测客户端是否位于 NAT 后。
  3. 修改 SIP 信令:通过 fix_nated_contactfix_nated_sdp 修改 SIP 消息。
  4. 处理 RTP 媒体:使用 rtpproxy 模块转发 RTP 媒体流。
  5. 测试和验证:通过 SIP 客户端测试信令和媒体的传输。

通过合理配置 Kamailio 和路由器,可以确保 VoIP 系统在 NAT 环境下稳定运行。

换一种方案,
第一步:服务器安装ESXI【仅支持内网访问】
第二步在ESXI中将服务器其中一个网口做直通,在ESXI中创建虚拟机,安装ikuai软路由,将直通的网卡作为ikuai的wan口接入运营商的公网IP
第三步:在ESXI中创建kamailio虚拟机,kamailio的ip地址为ikuai路由的内网地址
第四步:使用ikuai的端口映射功能,这个方案可行吗
这种方案可行吗?

您提出的方案是可行的,并且是一种更安全的架构设计。以下是详细分析及实施建议:


方案可行性分析

1. 架构设计
  • 网络拓扑
    公网 (223.118.118.118) → iKuai WAN 口(直通网卡) → iKuai 内网 → Kamailio(内网服务器)
    
  • 核心优势
    • Kamailio 完全隐藏在内网,不直接暴露于公网。
    • iKuai 作为边界网关,提供防火墙、NAT、端口映射、DDoS防护等功能。
    • ESXi 虚拟化环境提升资源利用率和管理灵活性。
2. 关键步骤验证
  1. ESXi 仅支持内网访问

    • ESXi 管理接口绑定到内网网卡,避免公网直接访问,降低被攻击风险。
    • 安全建议:禁用 ESXi 的 SSH 服务,使用强密码 + VPN 访问管理界面。
  2. iKuai 直通网卡作为 WAN 口

    • 直通网卡(PCI Passthrough)可提升 iKuai 的网络性能,减少虚拟化层延迟。
    • 配置 iKuai 的 WAN 口为运营商提供的公网 IP(如 223.118.118.118)。
  3. Kamailio 部署在内网

    • Kamailio 虚拟机绑定到 ESXi 的虚拟交换机(如 vSwitch0),分配内网 IP(如 192.168.1.68)。
    • 通过 iKuai 的 DHCP 或静态 IP 分配确保 Kamailio 与 iKuai 内网互通。
  4. iKuai 端口映射

    • 将公网 IP 的 SIP 端口(如 5060)和 RTP 端口范围(如 10000-20000)映射到 Kamailio 的内网 IP 和端口。
    • 示例配置(iKuai 界面):
      • 协议:UDP
      • 外网端口:5060 → 内网 IP:192.168.1.68,内网端口:5060
      • 外网端口:10000-20000 → 内网 IP:192.168.1.68,内网端口:10000-20000

实施步骤与注意事项

1. ESXi 环境配置
  1. 网卡直通(Passthrough)

    • 在 ESXi 的硬件设置中,将连接公网的物理网卡设置为“直通模式”。
    • 重启 ESXi 使配置生效。
  2. 虚拟交换机配置

    • 创建两个虚拟交换机:
      • vSwitch-WAN:绑定直通网卡,供 iKuai 的 WAN 口使用。
      • vSwitch-LAN:绑定内网网卡,供 iKuai 的 LAN 口和 Kamailio 使用。
2. iKuai 虚拟机配置
  1. 网络适配器绑定

    • WAN 口:绑定到 vSwitch-WAN(直通网卡)。
    • LAN 口:绑定到 vSwitch-LAN(内网虚拟交换机)。
  2. iKuai 基础配置

    • WAN 口设置静态 IP(运营商提供的公网 IP:223.118.118.118)。
    • LAN 口设置内网网段(如 192.168.1.1/24),启用 DHCP 服务。
3. Kamailio 虚拟机配置
  1. 网络绑定

    • Kamailio 虚拟机绑定到 vSwitch-LAN,分配内网 IP(如 192.168.1.68)。
    • 确保 Kamailio 能通过 iKuai 访问外网(如需更新软件)。
  2. Kamailio 安全配置

    • 启用防火墙(如 ufw),仅允许 iKuai 的 LAN 口 IP 访问 SIP 和 RTP 端口。
      ufw allow from 192.168.1.0/24 to any port 5060 proto udp
      ufw allow from 192.168.1.0/24 to any port 10000:20000 proto udp
      ufw enable
      
4. iKuai 端口映射与安全加固
  1. 端口映射规则

    • 在 iKuai 的“端口映射”或“NAT规则”中,添加以下规则:
      • SIP 信令:外网 223.118.118.118:5060 → 内网 192.168.1.68:5060(UDP)。
      • RTP 媒体:外网 223.118.118.118:10000-20000 → 内网 192.168.1.68:10000-20000(UDP)。
  2. 防火墙与 DDoS 防护

    • 启用 iKuai 的“攻击防御”功能,过滤 SIP 扫描和 Flood 攻击。
    • 设置 ACL 规则,仅允许可信 IP 访问 SIP 端口(如合作伙伴或分支机构 IP)。

潜在问题与解决方案

1. NAT 穿透问题
  • 问题:SIP 客户端位于 NAT 后,可能导致媒体流传输失败。
  • 解决方案
    1. Kamailio 配置 NAT 穿透
      # 启用 nathelper 和 rtpproxy
      loadmodule "nathelper.so"
      loadmodule "rtpproxy.so"
      modparam("nathelper", "natping_interval", 30)
      modparam("rtpproxy", "rtpproxy_sock", "udp:127.0.0.1:7722")
      
      route {
          if (nat_uac_test("19")) {
              setflag(FLT_NATS);
              fix_nated_contact();
              fix_nated_sdp("1");
              rtpproxy_manage("co");
          }
      }
      
    2. iKuai 配置
      • 启用“Full Cone NAT”模式(如支持),优化 NAT 类型。
2. 公网 IP 暴露风险
  • 问题:iKuai 的 WAN 口直接暴露在公网,可能成为攻击目标。
  • 解决方案
    • 启用 iKuai 的“IP/MAC 绑定”,防止 ARP 欺骗。
    • 定期更新 iKuai 固件,修复已知漏洞。
    • 使用 iKuai 的“VPN 服务”(如 IPsec/L2TP),将远程用户接入内网后再访问 Kamailio。

方案总结

优点
  1. 安全性高:Kamailio 隐藏在内网,通过 iKuai 的防火墙和端口映射间接暴露服务。
  2. 灵活性强:ESXi 虚拟化支持快速扩展(如新增 PBX、监控系统等虚拟机)。
  3. 性能优化:直通网卡提升 iKuai 的吞吐量,适合高并发 VoIP 流量。
推荐改进
  1. 部署 SBC(会话边界控制器)
    • 在 iKuai 和 Kamailio 之间部署开源 SBC(如 OpenSIPS),提供深度 SIP 协议过滤和加密。
  2. 启用 TLS/SRTP
    • 在 Kamailio 中配置 TLS 加密 SIP 信令,SRTP 加密媒体流,防止窃听。
最终结论

您的方案完全可行,且是一种兼顾安全性与性能的架构设计。通过合理配置 iKuai 和 Kamailio,可以构建一个稳定、安全的 VoIP 系统。

在确认您的方案可行后,接下来我们将进一步细化实施步骤,并提供一些优化建议,以确保整个系统的稳定性、安全性和性能。


详细实施步骤

1. ESXi 环境配置

1.1 安装 ESXi
  1. 下载 ESXi 安装镜像并制作启动盘。
  2. 在服务器上安装 ESXi,确保选择正确的磁盘分区和网络配置。
  3. 配置管理网络(Management Network)为内网网卡,确保 ESXi 管理界面仅能通过内网访问。
1.2 配置网卡直通
  1. 登录 ESXi 管理界面(vSphere Client 或 Web UI)。
  2. 进入“主机 → 管理 → 硬件 → PCI 设备”。
  3. 找到连接公网的物理网卡,启用“直通模式”。
  4. 重启 ESXi 使配置生效。
1.3 创建虚拟交换机
  1. 创建两个虚拟交换机:
    • vSwitch-WAN:绑定直通网卡,用于 iKuai 的 WAN 口。
    • vSwitch-LAN:绑定内网网卡,用于 iKuai 的 LAN 口和 Kamailio。
  2. 确保虚拟交换机的安全策略:
    • 禁用“混杂模式”(Promiscuous Mode)。
    • 启用“MAC 地址更改”和“伪传输”检测。

2. iKuai 虚拟机配置

2.1 创建 iKuai 虚拟机
  1. 在 ESXi 中创建虚拟机:
    • 操作系统类型:Linux(64 位)。
    • 分配 CPU(2 核)、内存(2 GB)和磁盘(20 GB)。
  2. 添加两个网络适配器:
    • 适配器 1:绑定到 vSwitch-WAN(WAN 口)。
    • 适配器 2:绑定到 vSwitch-LAN(LAN 口)。
2.2 安装 iKuai
  1. 下载 iKuai 镜像并挂载到虚拟机。
  2. 启动虚拟机并安装 iKuai。
  3. 配置网络:
    • WAN 口:静态 IP(运营商提供的公网 IP:223.118.118.118)。
    • LAN 口:内网 IP(如 192.168.1.1/24),启用 DHCP 服务。
2.3 配置端口映射
  1. 登录 iKuai 管理界面。
  2. 进入“网络设置 → 端口映射”。
  3. 添加以下规则:
    • SIP 信令:
      • 外网 IP:223.118.118.118
      • 外网端口:5060(UDP)
      • 内网 IP:192.168.1.68
      • 内网端口:5060(UDP)
    • RTP 媒体:
      • 外网 IP:223.118.118.118
      • 外网端口:10000-20000(UDP)
      • 内网 IP:192.168.1.68
      • 内网端口:10000-20000(UDP)
2.4 配置防火墙
  1. 启用“攻击防御”功能,过滤 SIP 扫描和 Flood 攻击。
  2. 设置 ACL 规则,仅允许可信 IP 访问 SIP 端口。

3. Kamailio 虚拟机配置

3.1 创建 Kamailio 虚拟机
  1. 在 ESXi 中创建虚拟机:
    • 操作系统类型:Linux(64 位)。
    • 分配 CPU(4 核)、内存(4 GB)和磁盘(50 GB)。
  2. 添加一个网络适配器,绑定到 vSwitch-LAN
3.2 安装 Kamailio
  1. 安装操作系统(如 Ubuntu Server)。
  2. 安装 Kamailio:
    sudo apt update
    sudo apt install kamailio kamailio-mysql-modules
    
  3. 配置 Kamailio:
    • 绑定到内网 IP(如 192.168.1.68)。
    • 配置 NAT 穿透(如 nathelperrtpproxy)。
3.3 配置防火墙
  1. 启用 ufw 防火墙:
    sudo ufw allow from 192.168.1.0/24 to any port 5060 proto udp
    sudo ufw allow from 192.168.1.0/24 to any port 10000:20000 proto udp
    sudo ufw enable
    

4. 测试与优化

4.1 测试 SIP 注册与呼叫
  1. 使用 SIP 客户端(如 Zoiper)注册到 Kamailio。
  2. 发起呼叫,检查信令和媒体流是否正常传输。
  3. 查看 Kamailio 日志,确认 NAT 穿透和端口映射是否生效:
    tail -f /var/log/kamailio/kamailio.log
    
4.2 优化性能
  1. 调整 iKuai 的 QoS
    • 在 iKuai 中启用 QoS,优先保障 SIP 和 RTP 流量。
  2. 优化 Kamailio 配置
    • 调整 rtpproxy 的线程数和缓冲区大小。
    • 启用 tlssrtp 加密。
4.3 监控与维护
  1. 使用监控工具(如 Zabbix、Prometheus)实时监控 Kamailio 和 iKuai 的状态。
  2. 定期备份 Kamailio 的配置文件和数据。

优化建议

1. 部署 SBC(会话边界控制器)

在 iKuai 和 Kamailio 之间部署开源 SBC(如 OpenSIPS),提供以下功能:

  • 深度 SIP 协议过滤:防止 SIP 攻击。
  • 负载均衡:支持多台 Kamailio 服务器。
  • 加密支持:集成 TLS 和 SRTP。

2. 启用 TLS/SRTP

  1. TLS 加密 SIP 信令
    • 生成 TLS 证书并配置 Kamailio 使用 TLS。
    • 修改 SIP 客户端配置,使用 TLS 端口(如 5061)。
  2. SRTP 加密媒体流
    • 配置 Kamailio 和 SIP 客户端支持 SRTP。

3. 高可用性设计

  1. 部署多台 Kamailio 服务器
    • 使用 iKuai 的负载均衡功能,将流量分发到多台 Kamailio。
  2. 配置数据库集群
    • 使用 MySQL 或 PostgreSQL 集群存储用户数据和呼叫记录。

总结

通过 ESXi 虚拟化、iKuai 软路由和 Kamailio 的组合,您可以构建一个安全、高性能的 VoIP 系统。以下是关键点:

  1. ESXi:提供虚拟化环境,支持灵活的资源分配。
  2. iKuai:作为边界网关,提供防火墙、NAT 和端口映射功能。
  3. Kamailio:作为核心 SIP 服务器,处理信令和媒体流。

通过合理配置和优化,您的方案可以满足企业级 VoIP 系统的需求,同时确保高安全性和稳定性。

为了安全,又增加了一台物理防火墙设备,现在该如何配置网络

增加一台物理防火墙设备后,网络架构将更加安全,但需要重新设计网络拓扑和配置。以下是详细的网络配置方案:


1. 网络拓扑设计

1.1 网络架构

公网 (223.118.118.118) → 物理防火墙 (WAN 口) → iKuai (WAN 口) → iKuai (LAN 口) → Kamailio (内网)
  • 物理防火墙:作为第一道防线,负责过滤恶意流量、DDoS 防护和访问控制。
  • iKuai 软路由:作为第二道防线,负责 NAT、端口映射和 QoS。
  • Kamailio:部署在内网,通过 iKuai 的端口映射对外提供服务。

1.2 IP 地址规划

设备 接口 IP 地址 说明
物理防火墙 WAN 口 223.118.118.118 运营商提供的公网 IP
物理防火墙 LAN 口 192.168.2.1/24 内网网段 1(连接 iKuai WAN)
iKuai 软路由 WAN 口 192.168.2.2/24 连接物理防火墙 LAN 口
iKuai 软路由 LAN 口 192.168.1.1/24 内网网段 2(连接 Kamailio)
Kamailio 内网接口 192.168.1.68/24 内网 IP

2. 物理防火墙配置

2.1 基本配置

  1. WAN 口配置
    • IP 地址:223.118.118.118(运营商提供的公网 IP)。
    • 网关:运营商提供的网关地址。
  2. LAN 口配置
    • IP 地址:192.168.2.1/24
    • DHCP 服务:关闭(由 iKuai 分配 IP)。

2.2 安全策略

  1. 访问控制列表(ACL)
    • 允许 SIP 端口(UDP 5060)和 RTP 端口范围(UDP 10000-20000)通过。
    • 拒绝其他所有流量。
  2. DDoS 防护
    • 启用 SYN Flood、UDP Flood 防护。
  3. 入侵检测与防御(IDS/IPS)
    • 启用 SIP 协议检测,过滤恶意 SIP 流量。

2.3 NAT 配置

  1. 端口映射
    • 将公网 IP 的 SIP 端口(5060)和 RTP 端口范围(10000-20000)映射到 iKuai 的 WAN 口 IP(192.168.2.2)。
    • 示例:
      • SIP:223.118.118.118:5060192.168.2.2:5060(UDP)。
      • RTP:223.118.118.118:10000-20000192.168.2.2:10000-20000(UDP)。

3. iKuai 软路由配置

3.1 基本配置

  1. WAN 口配置
    • IP 地址:192.168.2.2/24
    • 网关:192.168.2.1(物理防火墙 LAN 口 IP)。
  2. LAN 口配置
    • IP 地址:192.168.1.1/24
    • DHCP 服务:启用,为 Kamailio 分配内网 IP。

3.2 端口映射

  1. SIP 信令
    • 外网 IP:192.168.2.2(iKuai WAN 口)。
    • 外网端口:5060(UDP)。
    • 内网 IP:192.168.1.68(Kamailio)。
    • 内网端口:5060(UDP)。
  2. RTP 媒体
    • 外网 IP:192.168.2.2(iKuai WAN 口)。
    • 外网端口:10000-20000(UDP)。
    • 内网 IP:192.168.1.68(Kamailio)。
    • 内网端口:10000-20000(UDP)。

3.3 防火墙与 QoS

  1. 防火墙规则
    • 允许内网(192.168.1.0/24)访问 Kamailio 的 SIP 和 RTP 端口。
    • 拒绝其他所有流量。
  2. QoS 配置
    • 优先保障 SIP 和 RTP 流量。

4. Kamailio 配置

4.1 基本配置

  1. 网络接口
    • IP 地址:192.168.1.68/24
    • 网关:192.168.1.1(iKuai LAN 口 IP)。
  2. 防火墙配置
    • 使用 ufw 限制访问:
      sudo ufw allow from 192.168.1.0/24 to any port 5060 proto udp
      sudo ufw allow from 192.168.1.0/24 to any port 10000:20000 proto udp
      sudo ufw enable
      

4.2 NAT 穿透

  1. 启用 nathelperrtpproxy
    • 修改 Kamailio 配置文件(kamailio.cfg):
      loadmodule "nathelper.so"
      loadmodule "rtpproxy.so"
      modparam("nathelper", "natping_interval", 30)
      modparam("rtpproxy", "rtpproxy_sock", "udp:127.0.0.1:7722")
      
      route {
          if (nat_uac_test("19")) {
              setflag(FLT_NATS);
              fix_nated_contact();
              fix_nated_sdp("1");
              rtpproxy_manage("co");
          }
      }
      

5. 测试与验证

5.1 测试 SIP 注册与呼叫

  1. 使用 SIP 客户端(如 Zoiper)注册到 Kamailio。
  2. 发起呼叫,检查信令和媒体流是否正常传输。
  3. 查看 Kamailio 日志,确认 NAT 穿透和端口映射是否生效:
    tail -f /var/log/kamailio/kamailio.log
    

5.2 监控与维护

  1. 监控工具
    • 使用 Zabbix 或 Prometheus 监控 Kamailio 和 iKuai 的状态。
  2. 定期备份
    • 定期备份 Kamailio 的配置文件和数据。

6. 优化建议

6.1 启用 TLS/SRTP

  1. TLS 加密 SIP 信令
    • 生成 TLS 证书并配置 Kamailio 使用 TLS。
    • 修改 SIP 客户端配置,使用 TLS 端口(如 5061)。
  2. SRTP 加密媒体流
    • 配置 Kamailio 和 SIP 客户端支持 SRTP。

6.2 高可用性设计

  1. 部署多台 Kamailio 服务器
    • 使用 iKuai 的负载均衡功能,将流量分发到多台 Kamailio。
  2. 配置数据库集群
    • 使用 MySQL 或 PostgreSQL 集群存储用户数据和呼叫记录。

总结

通过增加物理防火墙设备,您的网络架构更加安全。以下是关键点:

  1. 物理防火墙:作为第一道防线,过滤恶意流量和 DDoS 攻击。
  2. iKuai 软路由:作为第二道防线,提供 NAT、端口映射和 QoS。
  3. Kamailio:部署在内网,通过端口映射对外提供服务。

通过合理配置和优化,您的方案可以满足企业级 VoIP 系统的需求,同时确保高安全性和稳定性。

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