FreeSwitch学习（1）-总体简介

1.FreeSwitch的概念

FreeSwitch是一个开源的语音通信软交换平台，是一个跨平台的/伸缩性极好的/免费的/多协议的电话软交换平台。

1.1.FreeSwitch的特性

 FreeSwitch是跨平台的。他能原生地运行于Windows、Max OS X、Linux、BSD及Solaris等诸多32/64位平台。

 FreeSwitch具有很强的可伸缩性。FreeSwitch从一个简单的软电话客户端到运营商用级软交换设备几乎无所不能。

 FreeSwitch是免费的。

 FreeSwitch支持SIP、H323、Skype、Google Talk等多种通信协议，并能很容易的与各种开源的PBX系统通信，他也可以与商用的交换系统（如华为、中兴的交换机或思科、Avaya的交换机等）互通。

 FreeSwitch可以用作一个简单的交换引擎、一个PBX、一个媒体网关或媒体支持IVR的服务器，或在运营商的IMS网络中担当CSCF或Application Server等。

 FreeSwitch遵循相关RFC并支持很多高级的SIP特性，如Presence、BLF、SLA以及TCP、TLS和sRTP等，它也可以在用作一个SBC进行透明的SIP代理以支持其他媒体。

 FreeSwitch支持宽带及窄带语音编码，电话会议桥接可同时支持8、12、16、24、32及48kHz的语音。

1.2.FreeSwitch的典型功能

在线计费、预付费功能。
电话路由服务器。
语音转码服务器。
支持资源优先权和QoS的服务器。
多点会议服务器。
IVR、语音通知服务器。
VoiceMail服务器。
PBX应用和软交换。
应用层网关。
防火墙/NAT穿越应用。
私有服务器。
第三方呼叫控制应用。
业务生成环境运行时引擎。
会话边界控制器。
IMS中的S-CSCF/P-CSCF/I-CSCF。
SIP网间互联网关。
SBC及安全网关。
传真服务器、T.30到T.38网关。

2.在windows上安装FreeSwitch

（1）使用安装包安装。
（2）从源代码安装。

3.连接SIP电话

FreeSwitch最典型的应用是作为一个服务器，并用电话客户端软件（一般叫软电话）连接到它。虽然FreeSwitch支持IAX、H323、Skype等众多的通信协议，但其最主要的协议还是SIP。支持SIP的软电话比较常用的有X-Lite和Zoiper。

4.FreeSwitch安装目录

FreeSwitch在windows上的默认安装位置是C:\Programming Files\FreeSwitch。

5.配置FreeSwitch

FreeSwitch配置文件默认是放在conf/下，它由一系列XML配置文件组成。最顶层的文件是FreeSwitch.xml，系统启动时它一次装入其他一些xml文件并最终组成一个大的XML文件。
基本的目录结构和主要配置文件如下：

6.FreeSwitch总体架构

总的来说，FreeSwitch由一个稳定的核心（Core）及一些外围模块组成、这些外围模块根据其功能和用途的不同又分为Endpoint、Codec、Application等不同的类别。

FreeSwitch内部使用线程模型来处理并发请求，每个连接都在单独的线程中进行处理，不同的线程间通过Mutex互斥访问共享资源，并通过消息和异步事件等方式进行通信。这种架构能处理很高的并发，并且在多核环境中运算能均匀分布到多颗CPU或单CUP的多个核心上。FreeSwitch的核心非常短小精悍，这也是其保持稳定的关键。绝大部分应用层的功能都在外围的模块中实现。外围模块是可以动态加载（以及卸载）的，在实际应用中可以自加载用到的模块。外围模块通过核心提供的Public API与核心进行通信，而核心则通过回调（或称钩子）机制执行外围模块中的代码。
FreeSwitch架构示意图：

6.1. 核心

FreeSwitch的核心是Core，它包含了关键的数据结构和复杂的代码、状态机、数据库等，这些代码只出现在核心中，并保持了最大限度的抽象和重用。外围模块只能通过核心代码提供的公共应用程序接口（Public API）调用核心的功能，因而核心运行在一个受保护的环境中。

6.2.数据库（DB）

FreeSwitch的核心除了使用内部的队列、哈希表存储数据外，也可以使用关系型数据库存储数据。FreeSwitch默认使用额数据库类型是SQLite，是一种嵌入式数据库。由于SQLite会进行读锁定，因此在使用SQLite时不建议通过外部应用直接读取核心数据库。

除SQLite外系统也支持通过使用ODBC方式连接其他数据库，路MySQL、Oracle、SqlServer（需要改动一些代码）等。

6.3.公共应用程序接口

FreeSwitch在核心层实现了一些Public API。这些Public API可以被外围的模块调用。核心的代码是任何模块都可以调用的。

6.4.接口

FreeSwitch在核心中处了实现了大量的Public API供外围模块调用外，还提供了很多抽象的接口。这些接口对同类型的逻辑或功能实体进行了抽象，但没有具体的实现。具体的实现一般由外围的模块负责，核心层通过回调（钩子）方式调用具体的实现代码或函数。

6.5.事件

除了使用Public API及接口回调方式执行内部逻辑和通信外，FreeSwitch在内部也使用消息和事件机制进行进程间和模块间通信。消息机制是完全内部的。事件机制既可以是内部使用也可以外部使用。当FreeSwitch内部状态发生变化或收到一些新的消息时，会产生一些事件。事件机制是一种“生产者—消费者”模型。事件的产生和处理是异步的，是一松耦合的关系。这些事件可以在FreeSwitch内部通过绑定一定的回调函数进行捕获，即FreeSwitch的核心事件系统会依次回调这些回调函数，完成相应的功能，另外在嵌入式脚本（如lua）中也可以订阅相关的事件并进行处理。

在FreeSwitch外部也可以通过Event Socket等接口订阅相关的事件，通过这种方式可了解FreeSwitch内部发生了什么，如当前的呼叫状态。

7.接口实现

接口都是抽象的，其中只有少量在核心中有具体实现，大部分最终由外部的模块来实现。

 终点（EndPoint），Endpoint是终结FreeSwitch的地方，也就是说再往外走就超出FreeSwitch的控制了。它主要包含了不同呼叫控制协议的接口。这使得FreeSwitch可以与众多不同的电话系统进行通信。

 拨号计划（Dialplan），Dialplan主要提供查找电话路由功能。系统默认的Dialplan由mod_dialplan_xml提供，它是以XML描述的。

 聊天计划（Chatplan）类似于Diaplan，不同的是ChatPlan主要对文本消息进行路由，他是在mod_sms中实现的。

 应用程序（Application，APP），FreeSwitch提供了许多APP使复杂的任务变得异常简单，如mod_voicemail模块可以很简单的实现语音留言，而mod_conference模块则可以高质量的实现多方会议。

 命令接口（FSAPI）。FSAPI简称API，他是一种对外的命令接口，他的原理非常简单----输入简单的字符串（以空格隔开），该字符串由模块的内部函数处理，然后得到一个输出。输出可以是一个简单的字符串、一大串文本、XML或JSON文本。通过使用FSAPI一个模块可以通过命令字符串的方式调用另一个模块提供的功能，而不用连接其他模块的函数（实际上FreeSwitch不鼓励也不支持模块间的互相连接）。系统中的大部分的API都是由mod_commands模块提供的，有的模块实现了一些与本模块相关的API。

 XML接口（XML Interface）。XML接口支持多种获取XML的方式，它可以从本地的配置文件或数据库中的读取，甚至可以从一个能动态返回XML的远程HTTP服务器中读取。对XML的解析和访问时在核心中实现的，当对XML的应用和扩展都是在外部模块中完成的。

 编解码器（Codec）。FreeSwitch支持最广泛的Codec，它可以同时桥接不同采样频率的电话以及电话会议等。

 语音识别及语音合成（ASR/TTS）支持语音自动识别（ASR）及文本/语音转换（TTS）。可以通过本地模块实现也可以通过MRCP协议与其他语音产品对接实现。

 格式、文本接口（Formate，File Interface）。支持不同格式的声音文件回访、录音、如WAV、MP3等。mod_sndfile模块通过libsndfile库提供了对大部分音频文件格式的支持。MP3格式是在mod_shout中实现的。

 日志（Logger）。日志可以写到控制台、日志文件、系统日志以及远程的日志服务器。实现日志功能的模块有mod_console、mod_logfile、mod_syslog等。

 定时器（Timer）。实时的语音通话需要非常准确的定时器。在FreeSwitch中可以使用软时钟或内核提供的时钟来定时。FreeSwitch最理想的工作时钟频率是1000Hz。

 嵌入式语言（Embeded Language）。通过swig可支持多种嵌入式语言进而控制呼叫流程，如Lua、Perl等。

 事件套接字（Event Socket）。通过Event Socket可以使用任何其他语言（只要支持socket），通过TCP Socket可控制呼叫流程、扩展FreeSwitch的功能。

8.FreeSwitch事件系统命令及使用

1) FreeSwitch添加一个用户

FreeSwitch默认设置了20个用户（1000~1019），用户只需要三步：
①　在con/directory/default/中添加一个用户配置文件
②　修改拨号计划（Dialplan）使其他用户可以呼叫到它。
③　重新加载配置使其生效。

2) hupall

用于挂断呼向指定号码的通话。参数为：

clearing_type dialed_ext

举个例子来说，杀掉正处于活跃状态、目标号码是1000的通话，命令为：

fsctl hupall normal_clearing dialed_ext 1000

3) pause

可以使用参数inbound或outbound来暂停创建呼入或呼出通话，如果没有指定参数的话，则呼入呼出都暂停。resume的用法类似。

4) group_call

返回组呼bridge字符串，组呼定义请参考[[XML User Directory

Guide#Groups|call group]]。
Usage: group_call group@domain[+F][+A][+E]

+F将会以串行呼叫模式返回组成员（以“|”隔开各成员）.
+A将会以并行呼叫模式返回组成员（以“，”隔开各成员）.
+E将会议呼叫模式返回组成员（以：_:隔开各成员），

请注意：如果你需要设置在外呼通道上面设置用户变量，需要确保你的domain或被拨打组的变量列表里面没有设置dial-string和group-dial-string，用设置用户默认组里面的dial-string和group-dial-string来替代。这样的话，group_call将会返回user/101,user/将会设置你的外呼通道变量。

api group_call sales@192.163.20.79+E

5) in_group

判断用户是否在指定的组中。

用法: in_group <user>[@<domain>] <group_name>

6) create_uuid

创建一个新的UUID，并以字符串的形式返回。

用法: create_uuid

7) originate

发起一个新的呼叫

Usage: originate <call_url> <exten>|&<application_name>(<app_args>)
[<dialplan>] [<context>] [<cid_name>] [<cid_num>] [<timeout_sec>]

8) pause

停止指定通道的媒体播放

用法: pause <uuid> <on|off>

9) uuid_broadcast

在一个指定UUID的信道上执行任意一个拨号方案程序。如果指定了某录音文件名，则代表将会在该信道上播放该文件。执行拨号方案程序的语法规则是“app::args”。

用法: uuid_broadcast <uuid> <path> [aleg|bleg|both]

在选定的信道上执行应用程序，执行完毕后挂断，并指明挂机原因。

用法: uuid_broadcast <uuid> app[![hangup_cause]]::args [aleg|bleg|both]

10) uuid_answer

应答

用法: uuid_answer <uuid>

11) uuid_audio

调整信道上面的音量，或直接通过一个媒体bug进行静音（读/写）。

用法: uuid_audio <uuid> [start [read|write] [mute|level <level>]|stop]
level的值范围从-4到4,默认值为0。

12) uuid_chat

发送聊天信息。

用法: <uuid> <text>

如果和会话（session，由uuid指定）相关的终端有一个receive_event handler，该消息会被发往终端，并以及时消息的形式显示出来。

13) uuid_exists

检查给定的uuid是否存在。

用法: uuid_exists

14) uuid_hold

保持通话。

用法:
uuid_hold <uuid>           保持通话
uuid_hold off <uuid>       结束保持，恢复正常通话
uuid_hold toggle <uuid>    在保持和取消保持间切换

15) uuid_kill

重置（杀掉）指定的信道。

用法: uuid_kill [cause]

16) api originate user/1000 &bridge(user/1003)

桥接两个用户

17) filter

指定监听的事件类型。一个套接字连接可以支持多个filters。
注意，这个命令实际上是筛选出事件，不是过滤掉这些事件。 (参考nixevent部分。)
设置多个filters可以更加精确地获得用户希望看到的事件类型。

语法: filter  <EventHeader> <ValueToFilter>

18) nixevents

这个命令正好和filter相反，它禁止接收一个指定类型的事件。

nixevents <event types | ALL | CUSTOM custom event sub-class>

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