相关专题：
包斌
一、TRIP产生的背景
建立在Internet上的各种通讯已经成为当今社会信息化发展的主要通讯方式，特别是IP电话渐渐将成为语音通讯的主流产品，IP电话用户的不断增加和IP网络的膨胀式的扩大，带动着越来越多的不同厂商、不同功能IP电话通讯网关(Gateway)的共存和使用，随着其数量和使用率的提增，它们的工作机制和人们对其的管理也越来越复杂，其中最困难的问题就是IP电话的网关定位问题，也就是一个呼叫设备对另一个IP终端电话进行呼叫时的网关选择、网关发现和网关路由问题等等。
在对网关的选择过程中，往往要受到可选网关数量、不同运应商之间的运营策略、终端用户的需求、网关容量和网关之间协议属性的兼容性等等方面因素的制约，因此为了全球的互通，IP电话网络不可能建立在一个全球性“网关目录”（Directory of Gateways）之上，即使建立了这个“网关目录”，其信息的动态、实时更新和维护也不是一件容易的事情。
为此，一种分布式的建立在不同国家、不同地域、不同运应商、不同网络上的路由信息和这些信息可以相互广播、自动同步、友好共享（基于策略）的IP电话路由信息操作机制的建立就很有必要，于是TRIP协议便应运而生，TRIP协议就是这种机制的协调和管理规则的集合，它允许每个网关资源的管理者根据不同的策略建立自己的本地可用网关数据库，然后按照不同的策略进行数据库之间不同网关信息的聚合、广播、交换和共享——首先使这些信息在本地对自己可用，然后再把这些信息按照一定策略传播给、同步给其它供应商，这些数据库中的网关信息供信令服务器、软交换设备和其它用户直接查询使用。
在下一代网络技术（NGN）已经到来的今天，TRIP协议已经被国内外通讯厂商普遍认同的一种必不可少的路由协议。
二、协议描述
准确地说Trip（Telephony Routing over IP）并不是一个协议，而是本文要描述的被收集、被聚合、被广播和被管理的内容——IP电话路由，为了直观地理解其被操作的过程和这些过程中所遵循的规则，人们也就把它称为TRIP协议。
2.1 TRIP的功能和要解决的问题
在介绍TRIP的功能前，先介绍TRIP中用到的几个专业术语，这些术语所对应实体的功能分别在后面有详细描述。
网 关（Gateway）: 连接电路交换网络和IP网络的一种设备，其能发起和结束IP电话信令协议和电话网络信令协议。
区域服务器（Location Server --LS））: 一个具有IP连接性的逻辑设备，它可以知道那些网关可用于结束对GSTN的呼叫，它是参与TRIP功能的主要功能实体，也是端用户完成与电话网络呼叫的联系点，它也负责向其它LS传播网关信息。
Internet电话管理域（Internet Telephony Administrative Domain --ITAD））: 单个管理机构控制下的资源集合（包括网关、区域服务器）。
提供者（Provider）: Internet电话管理域（ITAD）的管理员。
区域服务器策略（Location Server Policy）: 区域服务器处理通过TRIP发送和接收信息的一系列规则集合，包括聚集、传播、产生和接收所有网关信息的规则。
电话路由信息库（Telephony Routing Information Base--TRIB）: LS建立的网关数据库，用于保存TRIP的参与结果。
2.1.1 TRIP的功能
TRIP协议是不同管理域之间进行IP电话网关路由信息交换的一个专用协议，它是独立于任何信令协议的一种协议，其主要的功能如下：
● 建立和维护路由信息提供者之间的对等关系。
● 交换和同步提供者之间的电话网关路由信息。
● 防止稳定路由的循环。
● 以及时的和可扩展的方式广播已知的网关路由信息。
● 定义和描述电路网关路由数据的语法、语义和路由信息传送的规则。
2.1.2 TRIP要解决的问题
TRIP协议，其解决的主要问题就是IP电话的网关路由问题，从一个较高的角度来看，就是解决映射问题———给定一个电话号码映射出一个电话网关的IP地址，也可以简单的称为“电话号码到IP地址转换问题”。通常，我们遇到电话号码与IP地址转换的情况很多，只有“给定一个电路交换网络的用户电话号码，判断能够完成对其进行呼叫的网关的IP地址”是TRIP协议要解决的问题，只有它才真正的涉及到一个呼叫设备和另一个应答设备之间的信令信息在IP网络上传输时必须进行IP网关路由的层层选择，因此TRIP协议解决的是电话号码与IP地址转换的问题，但是并不是所有IP与地址转换的问题它都解决。
2.2 TRIP与目前IP电话路由协议的区别
TRIP可归类为一种域间路由协议，目前用到的域间路由协议很多，如BGP-4、OSPF、SCSP等，由于TRIP出现较晚，因此其吸取了这些“先辈”的很多优点，如它具有与BGP-4类似的格式与属性，使用了BGP的域间传输机制、对等通信、有限状态机制等特性，同时，TRIP又象OSPF、、SCSP协议一样具有一些增强的连接状态特性，如域内溢出机制（Intra-domain flooding mechanism）等等。
但是它与这些已经存在的域间路由协议有很大的区别，由于BGP-4协议目前使用较广，因此在此只对TRIP协议和BGP-4两种域间管理协议进行比较：
● TRIP运行在应用层，而不象BGP-4运行在网络层。
● TRIP运行和存在于许多中间网络和IP服务提供者的服务器（即LS）之间，而BGP-4则在邻近的路由器之间。
● TRIP的对等体之间交换的信息描述了到应用层网关设备的路由信息，而BGP-4描述的却是IP路由信息。
● TRIP假定存在底层的IP传输网络，这意味着交换TRIP路由信息的服务器不需要转发信息路由的信令消息。而在BGP-4中却非如此，对等体（路由器）必须作为IP包的转发点（或为一个相邻前转点）。
● TRIP的目的不是建立跨ITAD的全球性连接，它对很多通过TRIP互通的相对独立区域（如平行关系的省、市、县级电讯网络）尤其合适，每个区域在管理关系上都是相对封闭的一个集合，而且每个区域都可以与全球的GSTN有完全的互通。这同BGP-4形成了鲜明对比，BGP的目标是通过Internet对全球进行互连互通，如果由于BGP-4断连，一个AS就会从其他中分离出来，则它们之间就没有任何IP网络连接了。
● 由于TRIP位于应用层，而不是网络层，因此TRIP描述的网关路由信息要比BGP-4所描述的IP路由信息要复杂得多，而且这些信息的描述参数也多的多。
● BGP-4交换的是代表IP命名空间部分的前缀，而TRIP交换的是电话号码区间，这个区间表示的是GSTN号码空间的一部分，因此两种命名空间的组织和层次均不相同。
以上的区别说明TRIP与BGP-4之间真是“青出于蓝而胜于蓝”，在功能上二者虽有相近之处，但二者在功能定位和存在的先进性方面已是不可同日而语了。
三、TRIP的实现
1． TRIB的构成
TRIP协议交换的路由信息由外部路由（External routes）、内部路由（Internal routes）和本地路由（Local routes）三种类型组成，为了直观的描述TRIB的构成关系，TRIP协议从路由选择的角度把LS中的TRIB分成以下四个构成部分，这四个部分实际上是由以上三种类型的路由内容构成：
● Adj-TRIBs-In：称为临近可选TRIB，其内容是从UPDATE消息中获取的域内、域外LS上的路由信息，这些路由信息是当前路由选择中的可以使用的输入路由信息，
● Ext-TRIB：称为外部TRIB，其内容是LS根据一定的路由选择运算法则，从外部路由（存储在外部LS的Adj-TRIBs-In中）和本地路由（存储在本地LS的Adj-TRIBs-In中），为一个给定目的地址选择的最佳的路由，每个LS只有一个Ext-TRIB。
● Loc-TRIB：称为本地TRIB，其内容是LS运用其内部策略从内部LS的Adj-TRIBs-In和Ext-TRIB中选择出来的TRIP路由信息。
● Adj-TRIBs-Out：称为临近输出TRIB，其内容是LS准备广播给外部LS的路由信息，它的内容将携带在UPDATE消息中对外广播。
这几部分的关系如下图7：
虽然TRIB由以上的四个部分构成，但这并不意味也并不要求一个路由选择过程的完成必须要保留这四个每一个的单独备份，其选择并不拘泥于协议的划分，有些路由选择过程可能要用到一个TRIB，有时可能要用到多个，甚至在TRIP-MIB库设计中大家并不一定能意识其的单独存在，这根据具体需要而定。
关于TRIB标准定义的RFC至今还没有出台，只有讨论性的草案，因此TRIB内容的具体表示只能暂时参考这些草案(draft-ietf-iptel-trip-mib-01.txt)。
2． 路由消息的格式
TRIP的消息必须建立在可靠传输协议的连接上，即只能是TCP/IP连接，且使用的TCP连接端口为6069，一个消息必须而且只能在全部接收结束后才能开始进行处理，TRIP消息的最大长度是4K（4096）个字节，最短长度是只包含消息头部分的3个字节，大于4K个字节和小于3个字节长度的消息都属于无效的TRIP消息。
2.1 消息头格式
TRIP消息有固定的头格式（共3个字节长），它决定了TRIP消息的类型，如图8：
前两个字节标明了这个TRIP消息的总长度，这个长度也包括消息头的长度，最大值为4096，最小值为3；消息类别标明了本次TRIP消息的类型，取值范围是1~4，表示的意义如下：
1 – 当前消息是OPEN消息，用于建立LS之间的对等连接关系。
2 – 当前消息是UPDATE消息，用于传输LS之间的网关路由信息。
3 – 当前消息是 NOTIFICATION消息，用于通知运行中出现的错误、故障状态。
4 – 当前消息是KEEPALIVE消息，用于维护对等LS之间的连接关系处于活动状态。
下面分别介绍OPEN、UPDATE、NOTIFICATION、KEEPALIVE四种TRIP消息和其所完成的TRIP、操作功能。
2.2 OPEN（打开）消息
对等的LS之间的TCP连接建立起来后，双方发送的第一个消息就是OPEN消息，双方在收到对方的OPEN消息后就返回一个KEEPALIVE消息，以确认OPEN消息发送和对等的LS之间TRIP会话建立成功，然后UPDATE、NOTIFICATION消息才可以进行发送。
OPEN消息的最短长度为17个字节（包括消息头的三个字节），除去固定的消息头外，OPEN消息格式和域内容如图9：
其中：
Version：表示当前消息所支持的TRIP版本，现在的版本是V1。
Reserved：保留字。
Hold Time：表示所建立会话的最长寿命，单位为秒，其值要么为0，表示永远存在，要么就取最小值为3秒。
My ITAD：当前发送者所在的ITAD的编号，这是由IANA组织分配的一个唯一值，1~255是协议的私有值，一般取值为从256 到 (2**32)-1中的一个，如SNMP中企业代码一样，不能随便乱取。
TRIP Identifier：发送者在所在ITAD域中的唯一TRIP标识（序号），可以理解为在ITAD中每个LS的编号，其一旦确定就不能再修改，除非整个系统重新启动。
Optional Parameters Len：表示了Optional Parameters (variable)List域的长度，单位为字节，如果为0，则表示本消息无操作参数。
Optional Parameters (variable) List：是OPEN消息要发送数据或变量值的详细列表，包括参数类型、参数长度、参数的值。
在当前的TRIP协议中，OPEN消息主要用来告诉对方LS自己所具备的TRIP操作能力，这种能力包括两个方面：
● 所支持的路由类型（Parameter Type=1），双方LS只能处理都支持的路由类型，如果收到了不能支持的路由类型，则立即丢弃不做进一步处理。
● 发送接收的能力（Parameter Type=2），这都是针对UPDATE消息而言的，包括只发送模式（Send Only mode）、只接收（Receive Only mode）和发送接收模式（ Send Receive mode），一个LS任何时候对所有的对等LS只能处于一种模式，默认的是发送接收模式。在只发送模式下，一个LS只向其对等的LS发送UPDATE消息，对等的LS不必返回UPDATE消息，即使收到了返回的UPDATE消息，它也必须无条件丢弃；在只接收模式下，LS只能作为消极的UPDATE消息监听和接收者，不能向发送者返回和发送任何UPDATE消息；在发送接收模式中，一个LS具备接收和发送UPDATE消息的全双工功能。
2.3 UPDATE（更新）消息
UPDATE消息包中的数据勾勒出了多个ITAD之间的关系连接图，它不仅用来广播新增路由信息，也用来删除、修改已经广播出去的一些路由信息，而且这两种操作可以同时进行。
除了TRIP消息固定的消息头外，UPDATE消息体实际上是一个路由属性列表，在属性和属性之间无其它的中间数据，其最短长度为三个字节，它的列表中属性的数量可以为0，其消息的格式如图10：
● Attribute Flags
路由属性标志是在不断被扩展的，其目前的取值与TRIP协议的路由选择、路由分发、路由聚合和路由的封装等操作有着密切的关系，这个域共一个字节（8位），目前只用到了前5位，每位有不同的功能：
Bit 0， Well-Known Flag，是路由属性是否可知标志。
Bit 1， Transitive Flag，是路由属性不可知时是否传送标志。
Bit 2， Dependent Flag，是路由属性不可知时传送依赖标志。
Bit 3， Partial Flag，是Transitive Flag标志信息是否代表局部标志。
Bit 4， Link-state Encapsulated Flag，连接状态是否封装标志。
● Attribute Type Code
发送的路由属性类型码也是由IANA控制的，属性类型码的值决定了当前消息中所发送的路由信息的操作类型，属性码、属性表示和其意义如下：
1：WithdrawnRoutes，给出要从当前服务中取消的路由。
2：ReachableRoutes，给出向当前服务中增加新的可用路由。
3：NextHopServer，给出消息发送所要经过的实体标识。
4：AdvertisementPath，给出了路由消息在不同的ITAD域间广播的先后顺序。
5：RoutedPath，给出了路由消息在不同的ITAD域间广播的路径。
6：AtomicAggregate，给出了实际存在但没包括在RoutedPath中的广播路由。
7：LocalPreference，向其它的LS告诉本地LS对给定路由的首选项。
8：MultiExitDisc，相邻的域间的LS有多个对等LS的情况下，LS用这个属性来表示其在域间的首选连接。
9：Communities，在把目的地址分组成团体名来简化路由信息控制中用到的团体名称。
10：ITAD Topology，向域内的其它LS给出本域的Topology结构。
12：ConvertedRoute，指出中间的LS通过改变路由应用协议的方式所改变的路由信息。
以上每一种的路由属性在UPDATE消息中都有单独的消息格式和数据结构特点，在此不再一一称述。
● Attribute Length和Attribute Value (variable)
为以上标志和属性下路由数据的值长度和值。
UPDATE消息的处理、控制是一个很复杂的综合过程，是TRIP的四种消息中的核心，也是路由信息广播、同步操作的核心，这些过程主要包括路由信息的域内通知过程、路由选择过程、域间路由信息广播过程和各种策略的选择、确定和运用过程等。
2.4 NOTIFICATION（通知）消息
当LS检测到有某种故障、错误时，NOTIFICATION消息就产生和发送了，同时出现故障、错误的LS之间的TRIP会话就立即关闭。
除去TRIP固定的消息头外，NOTIFICATION消息的格式如图11，其最小的长度为5个字节。
在此消息格式中Error Code和Error Subcode的取值范围为：
Error Code 错误类别和错误内容
1 Message Header Error（TRIP消息头错误） ，对应的具体故障为：
Error Subcode=1 ：Bad Message Length（错误的消息长度）
Error Subcode=2 ：Bad Message Type（错误的消息类型）
2 OPEN Message Error（OPEN 消息错误），对应的具体故障为：
Error Subcode=1 ：Unsupported Version Number.（错误的版本号）
Error Subcode=2 ：Bad Peer ITAD（错误的ITAD编号）
Error Subcode=3 ：Bad TRIP Identifier（错误TRIP标识）
Error Subcode=4 ：Unsupported Optional Parameterr（错误TRIP标识）
Error Subcode=5 ：Unacceptable Hold Time（消息有效时间不合适）
Error Subcode=6 ：Unsupported Capability（无法支持的能力属性）
Error Subcode=7 ：Capability Mismatch（能力属性不匹配）
3 UPDATE Message Error（UPDATE消息错误），对应的具体故障为：
Error Subcode=1 ：Malformed Attribute List（奇形属性列表）
Error Subcode=2 ：Unrecognized Well-known Attribute（不可识别的Well-known属性值）
Error Subcode=3 ：Missing Well-known Mandatory Attribute（无Well-known强制属性）
Error Subcode=4 ：Attribute Flags Error（属性标志错误）
Error Subcode=5 ：Attribute Length Error（属性长度错误）
Error Subcode=6 ：Invalid Attribute（无效的属性值）
4 Hold Timer Expired（消息有效时间到）
5 Finite State Machine Error（有限状态机错误）
6 Cease （遇到致命性错误，TRIP交互立即停止）
通知消息中数据值的长度的计算公式是：数据值长度 = 消息的总长度 - 5
2.5 KEEPALIVE（活）消息
KEEPALIVE消息是OPEN消息成功后的一个响应消息，它主要是为了告诉双方LS它们之间已经建立的成功会话还处于活动状态，以便进行UPDATE消息的交互，KEEPALIVE消息发送的时间间隔是自定义的，一般比较合理的最大间隔是OPEN消息中设定寿命值（Hold Time）的三分之一，如果寿命值为0，则不发送KEEPALIVE消息。
KEEPALIVE消息格式就是TRIP消息的格式，如图8，其无单独的消息格式和内容，只须标明消息类型值为4。
四、TRIP协议在目前通讯产品中的应用
TRIP协议是一种分布式的对建立在不同国家、不同地域、不同运应商、不同网络上的路由信息进行相互广播、自动同步、友好共享（基于策略）的操作机制；在IP电话网关定位问题的解决中，它比目前存在的其它任何路由管理、路由控制和域间管理协议都有优势———它在继承目前相关协议功能的基础上，又在具体操作、安全方面汲取它们的优点，并对这些协议的已有特性进行了更有效地扩充和发展；其独立于运营商关系的思想包容了所有运营商的不同商业策略，只要路由信息符合其定义的格式和遵循IANA的有关约定，它都能予以交换和传递，这使得全球不同开发商所开发系统的无缝互连和路由资源相互共享成为了可能。因此TRIP协议一经产生，其先进性就吸引了所有电讯技术开发商的目光，并为其推广使用注进了动力！
4.1 SS8公司在Signaling Switch中应用TRIP协议的分析
SS8公司是美国硅谷的著名电信软件供应商，其目前的最新通讯产品信令交换机（Signaling Switch）中采用TRIP协议，实现了端到端的信令路由选择和交换，如图12：（http://www.ss8.com/solutions/SignalingSwitch/applications.cfm ）
在SS8的以上结构中，所有的SS8 Signaling Switch（包括SIP proxy server、Redirect server、Location server和Registration server）都充当TRIP中的LS，LS之间拓扑结构是TRIP中心交换模式和转发模式的结合，这些LS通过自动广播IP电话路由信息，来简化全球IP电话信令网络的生成和管理，而且扩展后的网络路由结构还可以支持PSTN的电话号码。
Signaling Switch通过网络向其它信令点动态地、自动地广播路由信息，当某处发生故障时，智能路由引擎会自动将所有受影响的路由从表中删除，使用备份路由，并将变化向全网广播，当故障修复后，受影响的路由将自动恢复，同时将变化向全网广播。
4.2 ZTE公司的Softswitch中应用TRIP协议的分析
软交换（Softswitch）体系结构是目前颇受推崇的面向网络融合的新一代多媒体业务整体解决方案，它在继承的基础上对目前各个业务网络（如PSTN/ISDN、PLMN、IN和Internet等）之间进行互通互融的思想是一个突破。ZTE（深圳中兴通讯）公司是国内的一家著名通讯设备供应商，在国内其率先开发出了自己的软交换产品，而且其目前最新版本的软交换产品就支持标准TRIP协议，———路由服务器（Route Server--RS）之间采用标准的TRIP协议来广播、同步IP电话的Softswitch路由信息，这个RS实际上就是TRIP的LS。
ZTE的RS总体上采用一种分层的结构，它结合了TRIP存在模式中的转发和联合模式的特点，如图13（http://www.zte.com.cn/Magazine_upload/ ）：
在上图中所有的Softswitch构成一个扁平的网络结构，但是为Softswitch提供路由范围的RS是金字塔式的分层结构的，所有的RS（片区RS群、主干RS群和国家级RS群）相互之间采用标准TRIP，片区的RS直接为地市级别的Softswitch提供路由服务，同一省内的片区RS群彼此之间、省际间的主干RS群之间、国家级的RS群之间通过TRIP来广播、同步平级间的路由信息，以实现路由信息添、删、改后最新路由信息的周知；
国家级的RS把聚合后的路由信息广播、同步给国内省级的主干RS群，省级主干RS群把本地的路由信息和国家级路由信息进一步聚合后再一起向所辖片区的RS群进行广播、同步。一个用户要进行一次国际长途呼叫，首先发起地的SoftSwitch向本地的片区RS请求路由信息，这样本地的RS根据上级层层广播的聚合路由信息就可以一次定位到应答方所在的国家级RS。
ZTE的RS之间TRIP的应用中，一个域中可以有多个RS（LS），有的RS专门向SoftSwitch提供路由服务，有的专门进行路由信息的对外广播和接受、管理外部广播、同步来的路由信息，这样ZTE的RS就不仅可以为ZTE自己的产品提供路由服务，也能对其它电讯供应商的通讯产品提供路由服务，只要这些通讯产品也支持标准的TRIP协议。
以上两个厂家的产品都采用了TRIP协议，但是从使用中可以看出二者是有区别的：SS8 Signaling Switch中的LS存储的是网关路由信息，LS提供的是网关路由的一次定位服务，ZTE Softswitch中的LS（RS）存储的是Softswitch路由信息，实现的是Softswitch路由的一次定位服务，这对TRIP来说都是允许的，虽然二者的产品架构不同，但其路由信息的聚合、广播、同步等操作过程和数据格式都符合TRIP协议的要求。
摘自《计算机世界》
