对基于SIP协议的VoIP的研究
金晶
北京邮电大学计算机科学与技术系，北京（100876）
E-mail：cathrine0816@https://www.doczj.com/doc/5d12986343.html,
摘要：在网络技术不断发展的今天，传统的电话方式已经不能满足人们的需要了，对V oIP 的研究与应用已经变得越来越重要。在本文中将首先对V oIP的基本原理、框架等进行解释，然后会对SIP协议的相关内容进行概述，最后介绍了一中采用SIP协议的V oIP设计方案。关键词：SIP协议，互联网，V oIP，媒体网关
1.引言
随着网络技术的不断发展，传统的电话服务在网络电话来势汹汹的挑战面前，已经显露出陈旧、乏味和呆板的疲态。越来越多的公司推出了网络电话服务，V oIP技术和传统电话之间的竞争也趋于白热化的状态，语音和综合业务IP化已经是不可逆转的历史潮流，是大趋势所向，整个语音IP化正在实现。
2.VoIP的基本原理
V oIP－V oice over IP，即透过IP网络传输的语音讯号或影像讯号，所以V oIP就是一种可以在IP网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术。简单地说，它是藉由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，好让该语音数据可以在IP网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者接收。
2.1 VoIP架构
一个基本的V oIP架构包含4个基本元素[1]：
1）媒体网关器（MdeiaGateWay）：主要扮演将语音讯号转换为IP封包的角色；
2）媒体网关控制器（Media Gateway Controller）：主要负责管理讯号传输与转换的工作；
3）语音服务器：主要提供电话不通、占先或忙线时的语音响应服务
4）信号网关器（Signaling Gateway）：主要在交换过程中进行相关控制，以决定通话建立与否，以及提供相关应用的增值服务；
由于V oIP在短期内不可能完全取代已经发展成熟并且市场占有率高的PSTN电路交换网，所以两者相并存的局面必将维持很长一段时间。为了让两者间能相互沟通，必须要建立个互通的接口和管道，媒体网关器与网关管理器，由于其具有将媒体数据流及IP封包转译成不同网络所支持的各类协议，所以就扮演了这样的中介角色。其运作原理是，媒体网关器先将语音转换为IP封包，然后交由媒体网关控制器加以控制管理，并决定IP封包在网络中的传送路径。至于信号网关器则负责将SS7信号格式转换为IP封包。
2.2 VoIP三大主流协议
要想在IP网络中正确的寻找到要通话的对方并建立对答，同时还要能依照彼此自生的处理能力来传送语音数据，必须藉由国际电信组织所拟定的标准协议才能达到。目前使用较多的是H.323、SIP及MGCP这3种标准协议。
H.323是由ITU-T第16研究组在1996年颁布的，在原则上，该协议提供了基础网络架构上的多媒体通讯系统标准，并为IP网络上的多媒体通讯应用提供了技术基础。但H.323协议本身也具有一些问题，如采用H.323协议的IP电话网络在接入端仍要经过当地的PSTN 电路交换网等等。
SIP是由IETF所制定，其特性几乎与H.323相反，原则上它是一种比较简单的会话初始化协议，也就是只提供会话或呼叫的建立与控制功能[2]。SIP支持单点播送和群播功能，也即用户可以随时加入一个已经存在的视讯会议之中。另外，SIP是属于一种基于文本的协议，采用SIP规则资源定位语言描述，所以其灵活性与扩展性比H.323要好一些。
MGCP在原则上去前两种协议皆不同，MGCP与IP电话网络无关，之牵涉到网关分解上的问题，所以这个协议可同时适用于支持H.323或SIP协议的网络电话系统。
基于这三种协议的VOIP架构的主要特征如表1所示。
表1 基于三种协议V oIP比较
H.323 SIP MGCP
拟定组织ITU-T IETF IETF
架构P2P P2P 主从式
设计对象 ISDN及ATM Internet Gateway
QoS 无有N/A
复杂度高低N/A
扩充性低高中
延伸性中高低
传真中继传输T.38 T.38 T.38
编码二进位编码基于文本编码N/A
3.SIP协议概述
SIP――会话初始协议――作为一个应用层的多媒体会话信令协议，可以被用来发起一个会话进程、在会话中邀请其他参加者加入会议。其主要用于语音与数据相结合的业务、多媒体业务的呼叫建立与释放[3]。
SIP协议是想借鉴Web的成功经验，它通过使用SIP终端将网络设备的复杂性推向网络的边沿，同时SIP可以充分利用已定义的头域，对其进行简单必要的扩充就能很方便地支持各项新业务和智能业务，有利于与Internet的各项应用集成开发V oIP 的增值业务。SIP协议遵循因特网一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩展等原则，并充分注意到因特网开放而复杂的网络环境下的安全问题，同时，SIP协议也充分考虑了对传统公共电话网的各种业务，包括IN 业务和ISDN业务的支持。
SIP协议采用基于文本格式的客户－服务器方式，以文本的形式表示消息的语法、语义和编码。其主要用于SIP终端和软交换之间、软交换和软交换之间以及软交换与应用服务器之间。
图1 SIP客户－服务器方式
3.1 SIP基本信令功能
1) 用户定位：确定参加通信的终端用户的位置；
2) 用户能力：确定通信采用的媒体类型和参数；
3) 用户可用性：确定被叫是否愿意加入通信过程；
4) 呼叫建立：包括向被叫“振铃”，确定主叫和被叫的连接参数；
5) 呼叫处理：包括呼叫重定向、呼叫转移、终止呼叫等等。
3.2 SIP网络组件
SIP网络包含两类组件：用户代理和网络服务器[4]。
1) 用户代理：用户代理有分为用户代理客户端（UAC）和服务器（UAS）。UAC负责发起SIP呼叫请求，UAS负责对呼叫请求作出响应。
2) 网络服务器主要为用户代理提供注册，认证，鉴权，路由等服务，分为代理服务器，重定向服务器和注册服务器。代理服务器提供路由功能，代理其他客户机发起的请求，请求由本地服务器响应或可能被翻译之后再传送给其他服务器。代理服务器在转发请求之前需要对原请求消息进行解释，而且必要的话则还必须重写原请求消息；重定向服务器是一个接受SIP请求、把该地址映射成零个或更多个新地址并把这写地址返回给请求客户。不同于代理服务器，重定向服务器不发起它自己的SIP请求，并且它也不接受呼叫；注册服务器接受终端的Register请求，用户终端在启动后都需要进行注册，纪录。一个注册服务器通常和一个代理或重定向服务器位于同一个物理实体中。并可提供定位服务。
3.3 SIP典型流程
SIP的核心通信机制是请求响应。一个基本的SIP呼叫过程可分为以下3部分[5]：
1) UAC发出呼叫邀请，在请求消息起始行中写入INVITE，在头部字段To中写入被叫的SIP URI地址。代理服务器收到请求后，将自己的地址压入头部字段Via栈中。当消息到达被叫用户代理服务器时，代理服务器向定位服务器查询被叫当前的位置信息，如果被叫的位置信息未发生更新，请求消息则直接发给被叫；如果发生了更新，则继续根据新的地址转发请求消息，直到到达被叫UAS。
2) 被邀请时，quAs收到请求消息后，回送响应。响应分为两种类型：一是中间响应，报告呼叫进展情况，如用户空闲、正在振铃等；一类是最终响应，如成功响应和异常失败响应。响应根据请求消息中的Via字段，原路返回主叫UAC。对于表示成功的响应，UAC使用
“确认”（ACK）方法向被叫UAS发请求消息，被叫UAC收到确认消息后，主被叫间会话建立，双方通过RTP协议互发信息。
3) 通信结束后，任何一方向对方发送“再见”（BYE）请求，请求终止会话，接收方回送成功响应，则会话结束。在通信过程中，任何一方如果想更改会话的状态可以再次发起呼叫INVITE请求，使用相同的Call?ID，并在命令序列字段Cseq中对原有请求的Cseq加1，请求的接收方根据收到的头部信息和消息体，与以前的进行对比，调整相应的状态和媒体参数。
4.用SIP实现VoIP
以下介绍一种采用SIP协议的V oIP设计方案，主要由基于USB接口的IP终端、计算机网络终端(内含SIP用户代理)、局域网、SIP网络服务器等组成。整个系统布局分为若干域，每个部门为一个域，每个域内有多个终端用户，并由统一的服务器管理控制。
4.1 系统基本工作流程
4.1.1 用户注册
用户上线后，首先通过代理客户机向其所在域的服务器发送注册信息；该服务器的SIP 注册服务模块接收到注册信息后，对该用户进行身份验证，确认其合法后对该用户的状态信息、IP地址信息等进行更新。
4.1.2 会话建立
本方案采用代理呼叫和重定向呼叫相结合的方式进行会话建立。即同一域的客户用代理呼叫方式，域之间的用户采用重定向呼叫方式。如A域的小王准备要与小钱建立一次通话，小王首先通过用户代理客户机将呼叫请求传至其所在域的代理服务器1，服务器1首先判断小钱是否也属于该服务器所管理的域。如果属于同一个域，就通过服务器查找小钱的有关信息并精确定位，同时，服务器判定小钱是否为可接通状态，如果是，就将小王的请求发给小钱，否则就发给小王拒绝信息；如果小钱不属于同一个域，那么代理服务其1就将请求转发给小钱所在的域的重定向服务器2，该服务器对小钱精确定位，并判定它是否为可接通状态，如果可以，就将小钱的地址信息传送给代理服务器1，代理服务器1把小王的呼叫请求传给小钱，否则，就向代理服务器1返回不可接通信息，由代理服务器1向小王返回拒绝信息。
4.1.3 通话过程
如果小王和小钱之间的通信建立成功，那么他们直接进行通话直至会话结束，通话结束时向代理服务器发送会话技术请求。
4.2 服务器端设计
系统中每个域都由一个服务器负责管理和控制，每个网络服务器主要分四个功能模块：代理服务模块、重定向模块、注册服务模块和增值业务模块。
4.2.1 代理服务器模块
SIP代理服务模块接收到UAC呼叫请求后，通过对呼叫ID的解析确定被叫方所在域，然后将请求转发至下一跳服务器或UAS。
4.2.2 重定向服务模块
SIP重定向模块收到请求，完成地址解析，将被叫方的地址信息返回给呼叫方，让呼叫方直接向下一跳发送请求。
4.2.3 注册服务模块
SIP注册服务模块用于为新用户分配ID号，以及用户登陆注册后地址等信息的更新，同时提供定位服务。
4.2.4 增值业务模块
它利用IP系统数据库提供的所有会话详细记录、客户注册信息等开放的接口，为用户提供多种SIP增值业务服务，诸如计费管理、话单查询、用户留言、来电过滤以及跟踪呼叫等。系统的运行、使用以及增值业务等功能模块基本是以客户注册和会话详细记录等表为中心进行的。此外还有许多其它重要数据表，如用户IP地址表，用户费用表、级别权限表、业务表等。
4.3 客户端设计
客户端主要分两个模块：用户代理模块和语音模块。
4.3.1 用户代理模块
分为用户代理客户机(UAC)模块和用户代理服务器（UAS）模块。其中UAC向其它客户或服务器发起呼叫，UAS负责响应其它客户或服务器的呼叫。
4.3.2 语音模块
包括音频数据的采集/播放、A/D转换、编/解码、收/发等子模块。其中数据采集/播放和A/D互转模块由数字电话机终端设备实现。本系统的终端设备为一特别设计的一款基于USB接口的数字电话机。它采用以MCU为控制中心的体系结构，具有拨号、语音采集播放和A/D互转等功能。
4.4 系统安全机制
本方案重点对服务器端数据库管理和网络语音数据传输两个环节的安全问题做了考虑。通过代理更新、身份鉴定和授权可有效提高服务器端的数据安全性。系统严格限定UA对服务器的操作指令权限，并对用户身份鉴定，给不同的用户以不同的权限。
根据需要，本系统也可以对会话参与者之间传送的语音数据进行加密。在客户终端的语音发送和接受模块嵌入数据加密算法，这样即使数据被截获，也能有效避免泄密
5.小结
SIP借鉴了互联网的标准和协议，结构简单，便于扩展，其中SIP-T协议解决了PSTN 网络信令在IP网络上的协议转换和传输问题。基于SIP的V oIP是一项革命性技术，在国内外的市场都是前景广阔。但是目前看来，大规模的V oIP运营业务还没有到来，这其中有V oIP 语音QoS先天缺陷的原因，也有业务合法性争议的原因，这些都是需要进一步去研究的。
参考文献
[1]（美国)戴维森等著,凡璇译．《部署VoIP解决方案》[M]，北京：人民邮电出版社，2007.5
[2]徐培文,谢水珍,杨从保．《软交换与SIP实用技术》[M]，北京：机械工业出版社，2007.6。
[3]张海涛,王鹰,陈绮,蒋亮．《下一代网络》[M]，北京：机械工业出版社，2006.11。
[4]张智江．《SIP协议及其应用》[M]，北京：电子工业出版社，2006.9。
[5]by Alan B. Johnston.《SIP: Understanding the Session Initiation Protocol》2004。
The Research of VoIP Based On SIP Protocol
Jin Jing
Institute of Computer Science and Technology，Beijing University of Posts and
Telecommunication，Beijing （100876）
Abstract
With the development of the network technology, traditional telephone method can not fit people’s new need. It’s more and more import to do the research of V oIP. In this paper, I will first explain the basic principle and frame of V oIP, then general introduce the SIP protocol, last I will present a plan of V oIP based on SIP protocol.
Keywords：SIP Protocol，Internet，V oIP，Media Gateway
一、SIP协议介绍： 会话发起协议SIP（Session Initiation Protocol）是一个应用层控制信令协议，用于建立、更改和终止多媒体会话或呼叫。SIP作为一个基础，可以在其上提供很多不同的服务。目前已经定义的媒体类型有音频、视频、应用、数据、控制。 二、SIP呼叫流程： 注册流程： （1）用户首次试呼时，终端代理A 向代理服务器发送REGISTER 注册请求； （2）代理服务器通过后端认证/计费中心获知用户信息不在数据库中，便向终端代理回送401Unauthorized 质询信息，其中包含安全认证所需的令牌； （3）终端代理提示用户输入其标识和密码后，根据安全认证令牌将其加密后，再次用REGISTER 消息报告给代理服务器； （4）代理服务器将REGISTER 消息中的用户信息解密，通过认证/计费中心验证其合法后，将该用户信息登记到数据库中，并向终端代理A 返回成功响应消息200 OK。 呼叫流程：
（1）用户摘机发起一路呼叫，终端代理A 向该区域的代理服务器发起Invite 请求；（2）代理服务器通过认证/计费中心确认用户认证已通过后，检查请求消息中的Via 头域中是否已包含其地址。若已包含，说明发生环回，返回指示错误的应答；如果没有问题，代理服务器在请求消息的Via 头域插入自身地址，并向Invite 消息的To 域所指示的被叫终端代理B 转送Invite 请求； （3）代理服务器向终端代理A 送呼叫处理中的应答消息，100 Trying； （4）终端代理B 向代理服务器送呼叫处理中的应答消息，100 Trying; （5）终端代理B 指示被叫用户振铃，用户振铃后，向代理服务器发送180 Ringing 振铃信息； （6）代理服务器向终端代理A 转发被叫用户振铃信息； （7）被叫用户摘机，终端代理B 向代理服务器返回表示连接成功的应答（200 OK）；（8）代理服务器向终端代理A 转发该成功指示（200 OK）； （9）终端代理A 收到消息后，向代理服务器发ACK 消息进行确认； （10）代理服务器将ACK 确认消息转发给终端代理B； （11）主被叫用户之间建立通信连接，开始通话； 结束流程：
SIP协议学习总结 1、SIP协议定义 SIP（Session Initiation Protocol，即初始会话协议）是IETF提出的基于文本编码的IP电话/多媒体会议协议。用于建立、修改并终止多媒体会话。SIP 协议可用于发起会话，也可以用于邀请成员加入已经用其它方式建立的会话。多媒体会话可以是点到点的话音通信或视频通信，也可以是多点参与的话音或视频会议等。SIP协议透明地支持名字映射和重定向服务，便于实现ISDN，智能网以及个人移动业务。SIP协议可以用多点控制单元（MCU）或全互连的方式代替组播发起多方呼叫。与PSTN相连的IP电话网关也可以用SIP协议来建立普通电话用户之间的呼叫。 SIP协议在IETF多媒体数据及控制体系协议栈结构的位置 H.323SIP RTSP RSVP RTCP H.263 etc. RTP TCP UDP IP PPP Sonet AAL3/4AAL5 ATM Ethernet PPP V.34 SIP协议支持多媒体通信的五个方面： ◆用户定位：确定用于通信的终端系统； ◆用户能力：确定通信媒体和媒体的使用参数； ◆用户有效性：确定被叫加入通信的意愿； ◆会话建立：建立主叫和被叫的呼叫参数； ◆会话管理：包括呼叫转移和呼叫终止； SIP协议的结构 SIP是一个分层的协议，也就是说SIP协议由一组相当无关的处理层次组成，这些层次之间只有松散的关系。 SIP最底层的是它的语法和编码层。编码方式是采用扩展的Backus-Naur Form grammar (BNF范式)。 第二层是传输层。它定义了一个客户端发送请求和接收应答的方式，以及一 个服务器接收请求和发送应答的方式。所有的SIP要素都包含一个通讯层。 第三层是事务层。事务是SIP的基本组成部分。一个事务是UAC向UAS发送的一个请求以及UAS向UAC发送的一系列应答。事务层处理应用服务层的重发，匹配请求的应答，以及应用服务层的超时。任何一个用户代理客户端完成的事情都是
Osip2是一个开放源代码的sip协议栈，是开源代码中不多使用C语言写的协议栈之一，它具有短小简洁的特点，专注于sip底层解析使得它的效率比较高。 eXosip是Osip2的一个扩展协议集，它部分封装了Osip2协议栈，使得它更容易被使用。 一、介绍 Osip2是一个开放源代码的sip协议栈，是开源代码中不多使用C语言写的协议栈之一，它具有短小简洁的特点，专注于sip底层解析使得它的效率比较高。但缺点也专门明显，首先确实是可用性差，没有专门好的api封装，使得上层应用在调用协议栈时专门破裂；其次，只做到了transaction层次的协议过程解析，
缺少call、session、dialog等过程的解析，这也增加了使用的难度；再次，缺少线程并发处理的机制，使得它的处理能力有限。 eXosip是Osip2的一个扩展协议集，它部分封装了Osip2协议栈，使得它更容易被使用。eXosip增加了call、dialog、registration、subscription等过程的解析，使得有用性更强。然而eXosip局限于UA的实现，使得它用于registrar、sip server等应用时极其不容易。另外，它并没有增加线程并发处理的机制。而且只实现了音频支持，缺少对视频和其它数据格式的支持。 综合来讲，Osip2加上eXosip协议栈仍然是个实现Sip协议不错的选择。因此需要依照不同的需求来增加更多的内容。 二、Osip2协议栈的组成 Osip2协议栈大致能够分为三部分：sip协议的语法分析、sip 协议的过程分析和协议栈框架。 1、Sip协议的语法分析：
要紧是osipparser2部分，目前支持RFC3261和RFC3265定义的sip协议消息，包括INVITE、ACK、OPTIONS、CANCEL、BYE、SUBSCRIBE、NOTIFY、MESSAGE、REFER和INFO。不支持RFC3262定义的PRACK。 遵循RFC3264关于SDP的offer/answer模式。带有SDP的语法分析。 支持MD5加解密算法。支持Authorization、www_authenticate 和proxy_authenticate。 2、Sip协议的过程分析： 要紧是osip2部分，基于RFC3261、RFC3264和RFC3265的sip 协议描述过程，围绕transaction这一层来实现sip的解析。 Transaction是指一个发送方和接收方的交互过程，由请求和应答组成。请求分为Invite类型和Non-Invite类型。应答分为响应型的应答和确认型的应答。响应型的应答是指那个应答仅代表
第一章SIP协议主要消息 1.1 SIP消息分类 SIP协议是以层协议的形式组成的，就是说它的行为是以一套相对独立的处理阶段来描述的，每个阶段之间的关系不是很密切。 SIP协议将Server和User Agent之间的通讯的消息分为两类：请求消息和响应消息。 请求消息：客户端为了激活特定操作而发给服务器的SIP消息，包括INVITE、ACK、BYE、CANCEL、OPTION和UPDATE消息。 SIP请求的6种方法： 1、邀请（INVITE）——邀请用户加入呼叫 2、确认（ACK）——确认客户机已经接收到对INVITE的最终响应 3、可选项（OPTIONS）——请求关于服务器能力的信息 4、再见（BYE）——终止呼叫上的两个用户之间的呼叫 5、取消（CANCEL） 6、注册（REGISTER）——提供地址解析的映射，让服务器知道其它用户的位置 响应消息：服务器向客户反馈对应请求的处理结果的SIP消息，包括1xx、2xx、3xx、4xx、5xx、6xx响应 1.2 SIP消息结构 请求消息和响应消息都包括SIP消息头字段和SIP消息体字段； SIP消息头主要用来指明本消息是有由谁发起和由谁接受，经过多少跳转等基本信息； SIP消息体主要用来描述本次会话具体实现方式； 1.3 消息格式 1.3.1 请求消息格式 SIP请求消息的格式，由SIP消息头和一组参数行组成，如图1-1所示。通过换行符区分命令行和每一条参数行。
图1-1 SIP 请求消息结构 注意：参数行的顺序不是固定的。对应的参数解释见错误！未找到引用源。。 消息体定义： Call-ID ：头字段是用来将消息分组的唯一性标识 From ：头字段是指示请求发起方的逻辑标识，它可能是用户的注册地址。From 头字段包含一个URI 和一个可选的显示名称 CSeq ：头字段用于标识事务并对事务进行排序。它由一个请求方法和一个序列号组成，请求方法必须与对应的请求消息类型一致 Max-Fowords ：头字段限定一个请求消息在到达目的地之前允许经过的最大跳数。它包含一个整数值，每经过一跳，这个值就被减一。如果在请求消息到达目的地之前该值变为零，那么请求将被拒绝并返回一个483（跳数过多）错误响应消息。 Via ：头字段定义SIP 事务的下层（传输层）传输协议，并标识响应消息将要被发送的位置。只有当到达下一跳所用的传输协议被选定后，才能在请求消息中加入Via 头字段值。 expires ：参数指出了该值中包含的URI 地址的有效期。这个参数的值是以秒为单位计算的。如果没有提供该参数，那么URI 地址的有效期由Expires 头字段值来确定。 消息头
1.SIP 1.1.1.SIP格式 每条SIP消息由以下三部分组成： （1）起始行（Start Line）：每个SIP消息由起始行开始。起始行传达消息类型（在请求中是方法类型，在响应中是响应代码）与协议版本。起始行可以是一请求行（请求）或状态行（响应）。 （2）SIP头：用来传递消息属性和修改消息意义。它们在语法和语义上与HTTP头域相同（实际上有些头就是借自HTTP），并且总是保持格式：<名字>:<值>。 （3）消息体：用于描述被初始的会话（例如，在多媒体会话中包括音频和视频编码类型，采样率等）。消息体能够显示在请求与响应中。SIP清晰区别了在SIP起始行和头中传递的信令信息与在SIP 范围之外的会话描述信息。可能的体类型就包括本文将要描述的SDP会话描述协议。
1.1. 2.消息头 Header field where proxy ACK BYE CAN INV OPT REG Accept R - o - o m* o Accept 2xx - - - o m* o Accept 415 - c - c c c Accept-Encoding R - o - o o o Accept-Encoding 2xx - - - o m* o Accept-Encoding 415 - c - c c c Accept-Language R - o - o o o
Accept-Language 2xx - - - o m* o Accept-Language 415 - c - c c c Alert-Info R ar - - - o - - Alter-Info 180 ar - - - o - - Allow R - o - o o o Allow 2xx - o - m* m* o Allow r - o - o o o Allow 405 - m - m m m Authentication-Info 2xx - o - o o o Authorization R o o o o o o Call-ID c r m m m m m m Call-Info ar - - - o o o Contact R o - - m o o Contact 1xx - - - o - - Contact 2xx - - - m o o Contact 3xx d - o - o o o Contact 485 - o - o o o Content-Disposition o o - o o o Content-Encoding o o - o o o Content-Language o o - o o o Content-Length ar t t t t t t Content-Type * * - * * * Cseq c r m m m m m m Date a o o o o o o Error-Info 300-699 a - o o o o o Expires - - - o - o From c r m m m m m m In-Reply-To R - - - o - - Max-Forwards R amr m m m m m m Min-Expires 423 - - - - - m MIME-Version o o - o o o Organization ar - - - o o o Priority R ar - - - o - - Proxy-Authenticate 407 ar - m - m m m Proxy-Authenticate 401 ar - o o o o o Proxy-Authorization R dr o o - o o o Proxy-Require R ar - o - o o o Record-Route R ar o o o o o o Record-Route 2xx,18x mr - o o o o - Reply-To - - - o - - Require ar - c - c c c - o o o o o Retry-After 404, 413,
协议分析 协议扩展分析 STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK ????STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK ???STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK ???STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK ?
SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK 与传统 Telephony 业务互通的场景 ?Encapsulation –'Transparent' Transit of ISUP Messages –SIP 与ISUP 协议不可能一一映射 –如果为了保证SP1－SP2之间业务的无缝互通，只有SP1发出的ISUP 消息能够透传到SP2–将ISUP 消息封装在SIP 消息体里–Content-Type: application/ISUP
STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK ?可STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK SIP GW INVITE SIP Proxy PSTN PSTN IAM SIP GW Transaction STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK ???准?STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK SIP GW INVITE SIP Proxy PSTN PSTN IAM SIP GW STATE KEY LABORATORY OF SWITCHING TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATION NETWORK ?规则CANCEL ???
sip协议解析与实现(c和c++使用osip)11 第八章查询能力 SIP的OPTIONS方法允许一个UA查询另外一个UA或者一个代理服务器的能力。这能让客户端探测关于它们所支持的方法、内容类型、扩展和编码等信息，而不用"呼叫(ringing)"另外一端。例如，在客户端插入了一个Require头域到INVITE 中，并列出了不确定目标UAS是否支持的能力之前，它可以先使用OPTIONS方法查询目标UAS是否要查询的选项被目标UAS在应答的Supported头域中返回。所有UA必须支持OPTIONS方法。 OPTIONS方法的目标使用Request-URI来标识，因为它可以表示不同的UA或者SIP服务器。如果OPTIONS被定位到一个代理服务器，Request-URI不由客户端设置，这类似于REGISTER请求设置Request-URI的方法。 如果服务器接收到一个Max-Forwards头域的值为0的的OPTIONS请求，它要对这个请求进行应答而不用管Request-URI. 这个行为与HTTP/1.1一致。这个行为可以被用于"追踪路由线路(traceroute)"功能，从而使用发送一系列递增的 Max-Forwards值的OPTIONS请求的方法检查消息路由过程中个别服务器的能力。
作为一般UA的行为，如果OPTIONS长时间没有应答，事务层能够返回一个超时错误。这将指出，目标是不可到达的并且查询的能力是不可以使用的。 OPTIONS请求可能由建立一个对话的一端发送，用于查询对端在后面的对话中可能会被使用到的能力。 第一节构造OPTIONS请求 OPTIONS请求使用像RFC3261第8.1.1讨论的标准的构造SIP请求的规则来构造。 OPTIONS可能会有一个Contact头域。 应该包含一个Accept头域用来指出UAC希望接收到的应答中的消息体类型。典型的，这可能被设置成用来描述UA的媒体能力的类型，比如，SDP(application/adp)。OPTIONS请求的应答被认为是有限定范围的，它被限定在原始请求的Request-URI内。只有当OPTIONS被作为建立对话的一部分发送，它保证会话中后继的请求也由应答OPTIONS的服务器所接收时，对OPTIONS请求的应答才是可用的。 OPTIONS请求的例子： OPTIONS sip:carol@https://www.doczj.com/doc/5d12986343.html, SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP https://www.doczj.com/doc/5d12986343.html,;branch=z9hG4bKhjhs8ass877 Max-Forwards: 70
2017年第2期信息通信2017 (总第170 期）INFORM ATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 170) SIP协议介绍及应用前景分析 杜鑫 (中国人民解放军9155〇部队3分队） 摘要:S IP是一种源于互联网的IP语音会话控制协议，具有灵活、易于实现、便于扩展等特点。文章介绍了 S IP协议的发 展历史、网络组成，通过与传统的电信网络协议对比分析了 S IP协议的特点，结合S IP协议特点及现状对其应用前景进 行了分析。 关键词：SIP ;融合通信;VO LTE;互联网 中图分类号:TN913.23 文献标识码:A文章编号：1673-1131(2017)02-0105-02 1S IP协议的发展历史 SIP(Session Initiation Protocal)会话初始化协议的概念在 1996年出现，主要运用在Internet的不同文本类型当中，用于 电子邮件以及文字聊天等各项环节中。1999年由IE T F最初 建立，应用于Internet的相关网络环境结构当中，实现实时性 通讯。二H世纪初，由IE T F当中的S IP工作团队发出 RFC3261建议后才得到了逐渐推广。 S IP协议最初应用于Internet网络中，实现多媒体的会话 建立控制，后来作为IMS(IP M ultim edia Subsystem IP多媒体 子系统）的主要信令应用于电信领域的VOBB(V oiceover Broad Band宽带语音)，近年来随着LT E的推广，SIP成为LTE 的语音最终解决方案V O LTE的主要信令协议，其应用范围从 特定环境逐步扩展至主流多媒体通信环境。 2 S IP网络组成 2.1 S IP协议在IM S中的应用 S IP协议是IM S中的基本协议,应用于M w、U t、ISC、M i、M g、M j、M k、M r等众多接口，整个IM S网络的会话控制功能 都是由S IP协议完成，具体使用情况如图1所示： P-CSCF ATS IM-SSF SIPl 4 M RFC UGC 19 图1S IP协议在IM S网络中应用示意图 2.2 S IP网络架构 S IP使用CS(Client/server客户端/服务器)架构如图2所 示，交互形式为请求、响应的方式。User Agent C lie n t即客户 端，发起S IP请求;User Agent Server即服务器端，进行S IP请 求处理，并进行响应，Request Proxy Server起到消息路由转发的功能。 3.2认证测试标准 系统B模型采用的简表是07B0,根据K N X协议必须满 足如表1所列的功能需求。认证测试将会针对这些基本功能 来设计测试例进行测试。 按照测试规范[6]要求，先通过E TS配置软件配置好K N X 设备后，采用E IT T软件编写好测试例，运行测试序列，所有测 试例均通过，说明该协议栈符合K N X协议规范要求。在软件 开发过程中，可以通过该方式进行各个功能点的验证，从而保 证软件的可靠性，缩短最终的认证周期。 表1系统B的基本功能表 协议栈主要功能 数据链路层数据帧的封装和解析、应答、数据过滤 网络层正确设置路由计数器 传输层支持四种传输模式；支持style3的状态机 配置和管理直接内存访问；用户内存的直接内存访问；验证模式；接口对象处理；下载状态机；运行状态机；重启；授权；设备描述业务；编程模式；K N X序列号；地址表?，关 联表；组对象表；应用相关参数 4结语 本文介绍的系统B模型的K N X设备是基于LPC处理器、L in u x系统来设计和实现的，并采用了 NCN5120芯片作为 K N X总线收发模块。该设备通过了第三方认证测试实验室的 认证测试，符合K N X协议规范。系统B模型K N X具有更丰 富的资源，可应用于复杂的智能家居和楼宇控制系统中，具有 广阔的市场价值和应用前景。 参考文献： [1]夏长凤.基于K N X总线智能家居控制系统的设计[J].电 器自动化，2016, 38⑴. [2]任志勇.基于K N X智能家居的应用[J].重庆电子工程职 业学院学报,2010, 19(4). [3]Jason Richards,Development o f Complex K N X Devices. W EINZIERL ENGINNERING GmbH,2010. [4]Konnex Association.Konnex Standard,Vol3,System Specifications,2013. [5]Konnex Association.Konnex Standard,Vol6,Profiles,2013. [6]Konnex Association.Konnex Standard,Vol8,System Test Specifications,2013. 作者简介:朱莉(1979-)，女，四川省资中县人，电子工程师，硕 士学位，主要研宄方向为智能家居、大数据、LTE。 105
SIP协议测试总结 一：响应码定义 1、响应（Response） 1）1XX：临时响应，表示请求消息正在被处理。 2）2XX：成功响应，表示请求已被成功接收，完全理解并被接受。 3）3XX：重定向响应，表示需采取进一步以完成该请求。 4）4XX：客户机错误，表示请求消息中包含语法错误信息或服务器无法完成客户机请求。 5）5XX：服务器错误，表示服务器无法完成合法请求。 6）6XX：全局故障，表示任何服务器无法完成该请求。 100：临时响应，正在尝试 180：振铃，UA收到INVITE请求之后用该响应通知用户，该响应也可以再发起一个本地回铃 181：呼叫正在转发 182：排队 183：会话进行 200：OK 300网络协议不兼容:会话描述中的一个或多个网络协议不可用。 301网络地址格式不兼容:会话描述中的一个或多个地址格式不可用。 302传送协议不兼容:会话描述中的一个或多个传送协议不可用。 303带宽单位不兼容:会话描述中的一个或多个带宽度量单位不被理解。 304媒体类型不可用:对话描述中的一个或多个媒体类型不可用。 305媒体格式不兼容:对话描述中的一个或多个媒体格式不可用。 306媒体特征不被理解:对话描述中的一个或多个媒体特征不被支持。
307对话描述参数不被理解:除上述几种参数之外的参数不被理解。 330组播不可用:用户站点不支持组播。 331单播不可用:用户站点不支持单播通信(通常是由于防火墙的存在)。 370带宽不足:对话描述中定义的或者媒体定义的带宽超出可用带宽。 399混合告警:该告警表示用户存在的任意一种错误，收到该告警的系统不可以采取任何自动的动作 401：未授权 403：禁止 404：未找到 405：不允许的请求方法 406：不接受 407：代理服务器需要鉴权 408：请求超时 413：请求消息过大 415：不支持的媒体类型 414：Request-URI过长 415：不支持媒体类型 416：不支持的URI方案 420：错误的扩展 421：需要扩展支持 423：间隔太短 480：临时不可用 481：呼叫/事务不存在 482：检测到路由循环
《软交换系统实验》实验报告四 实验室名称：现代通信网络实验室实验日期： 2011 年 6月 5日 学院（系）专业、班级姓名成绩 实验项目SIP协议的认识及呼叫追踪分析实验指导教师 教师评语 教师签名： 年月日 一、实验过程原始记录(数据、图表等) 1．设备配置实验记录 设备名称设备IP地址短号设置长号设置 EIA2016设备192.168.0.3 101 EIT200 SIP电话192.168.1.101 802 2．呼叫跟踪实验记录 3．1）主叫信息 群号： 1 短号： 101 长号：用户标识码: （2）被叫信息 群号：1 短号： 102 长号：用户标识码: （3）呼叫消息原始记录（包括：主叫方和被叫方与EIX交互的信令消息） ①主叫方与EIX交互的呼叫信令消息跟踪结果： [151-12:02:09:970] MSG :--->> to 192.168.0.3/58525 crypt:TRUE Phone Call proto:P2PV2 len:739 INVITE sip:25130016@192.168.0.3 SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 192.168.0.3:2080;branch=z9hG4bK7155de6d801d63c038d6335428dfb99e ;rport From:
14 SIP协议关于本章
本章将对SIP协议做一简要介绍，包括涉及的基本概念、消息结构以及简要的消息流程。 14.1 概述 SIP（Session Initiation Protocol）是一个应用层控制协议，用于创建、更改和终止会话。这里的会话类型包括多媒体会议、Internet电话等类似的应用。SIP是实现VOIP（Voice over IP）的关键协议之一。 SIP支持别名映射、重定向服务、ISDN和智能网业务。它支持个人移动（personal mobility），即终端用户能够在任何地方、任何时间请求和获得已订购的任何电信业务。总的来说，SIP能够支持下列五种多媒体通信的信令功能。 l用户定位：确定参加通信的终端用户的位置； l用户通信能力协商：确定通信的媒体类型和参数； l用户意愿交互：确定被叫是否乐意参加某个通信； l建立呼叫：包括向被叫“振铃”，确定主叫和被叫的呼叫参数； l呼叫处理和控制：包括呼叫重定向、呼叫转移、终止呼叫等等。 SIP可以通过MCU（Multipoint Control Unit）、单播联网方式、或组播方式创建多方会话，支持PSTN和IP电话之间的网关功能。 SIP协议对低层协议作了最少的假设，低层协议可以为SIP协议提供可靠或非可靠传输，可以为分组或字节流业务。SIP可以使用UDP协议或TCP协议作为传输层协议，首选UDP协议。 14.1.1 相关概念 呼叫 一个呼叫是由一个会议中被同一个发起者邀请加入的所有成员组成的。一个SIP 呼叫由Call-ID进行标识。 因此，如果一个用户是被不同的人邀请参加同一个多点会议，那么每个邀请都构成一个呼叫。点到点IP电话会话是一种最简单的会话，它映射为单一的SIP呼叫。 呼叫分支 一个呼叫分支（Call leg）由Call-ID、To、From三个参数共同决定。在同一个Call-ID中，从A到B的请求与从B到A的请求都属于同一个呼叫分支，呼叫分支也可以理解成一次呼叫中消息经过的路径。 事务 事务是发生在客户端和服务器之间的，包括从客户端发给服务器的第一个请求消息直到服务器端发给客户端的最终响应消息，这期间的所有的消息。 事务是由一个呼叫分支中的CSeq顺序号来标识的。但也有例外，比如一个ACK 请求与对应的INVITE请求具有相同的CSeq，但它们却构成了各自的事务。 一个正常的呼叫一般包含三个事务。其中，呼叫启动包含两个操作请求：邀请（INVITE）和证实（ACK），前者需要回送响应，后者只是证实已收到最终响应，不需要回送响应。呼叫终结包含一个操作请求：再见（BYE）。 定位服务 SIP重定位服务器或代理服务器用来获得被叫位置的一种服务，可由定位服务器提供，但SIP协议不规定SIP服务器如何请求定位服务。 代理服务器 代理服务器（Proxy Server）是用于将SIP请求路由到目的地的中间路径。它既是客户端也是服务器。用户请求可以直接被代理服务器处理或被转发给别的代理服务器。代理服务器在转发之前要对消息进行解析，必要时还会改写请求。 重定向服务器