SIP協(xié)議及會話構(gòu)成介紹

SIP是類似于HTTP的基于文本的協(xié)議。SIP可以減少應(yīng)用特別是高級應(yīng)用的開發(fā)時間。由于基于IP協(xié)議的SIP利用了IP網(wǎng)絡(luò)，固定網(wǎng)運(yùn)營商也會逐漸認(rèn)識到SIP技術(shù)對于他們的深遠(yuǎn)意義。

　　一、介紹

　　什么是SIP

　　SIP(Session Initiation Protocol)是一個應(yīng)用層的信令控制協(xié)議。用于創(chuàng)建、修改和釋放一個或多個參與者的會話。這些會話可以好似Internet多媒體會議、IP電話或多媒體分發(fā)。會話的參與者可以通過組播(multicast)、網(wǎng)狀單播(unicast)或兩者的混合體進(jìn)行通信。

　　SIP是類似于HTTP的基于文本的協(xié)議。SIP可以減少應(yīng)用特別是高級應(yīng)用的開發(fā)時間。由于基于IP協(xié)議的SIP利用了IP網(wǎng)絡(luò)，固定網(wǎng)運(yùn)營商也會逐漸認(rèn)識到SIP技術(shù)對于他們的深遠(yuǎn)意義。

　　使用 SIP，服務(wù)提供商可以隨意選擇標(biāo)準(zhǔn)組件。不論媒體內(nèi)容和參與方數(shù)量，用戶都可以查找和聯(lián)系對方。SIP 對會話進(jìn)行協(xié)商，以便所有參與方都能夠就會話功能達(dá)成一致以及進(jìn)行修改。它甚至可以添加、刪除或轉(zhuǎn)移用戶。

　　SIP它既不是會話描述協(xié)議，也不提供會議控制功能。為了描述消息內(nèi)容的負(fù)載情況和特點(diǎn)，SIP 使用 Internet 的會話描述協(xié)議 (SDP) 來描述終端設(shè)備的特點(diǎn)。SIP 自身也不提供服務(wù)質(zhì)量 (QoS)，它與負(fù)責(zé)語音質(zhì)量的資源預(yù)留協(xié)議 (RSVP) 互操作。它還與若干個其他協(xié)議進(jìn)行協(xié)作，包括負(fù)責(zé)定位的輕型目錄訪問協(xié)議 (LDAP)、負(fù)責(zé)身份驗(yàn)證的遠(yuǎn)程身份驗(yàn)證撥入用戶服務(wù) (RADIUS) 以及負(fù)責(zé)實(shí)時傳輸?shù)?RTP 等多個協(xié)議。

　　SIP 的一個重要特點(diǎn)是它不定義要建立的會話的類型，而只定義應(yīng)該如何管理會話。有了這種靈活性，也就意味著SIP可以用于眾多應(yīng)用和服務(wù)中，包括交互式游戲、音樂和視頻點(diǎn)播以及語音、視頻和 Web 會議。SIP消息是基于文本的，因而易于讀取和調(diào)試。新服務(wù)的編程更加簡單，對于設(shè)計人員而言更加直觀。SIP如同電子郵件客戶機(jī)一樣重用 MIME 類型描述，因此與會話相關(guān)的應(yīng)用程序可以自動啟動。SIP 重用幾個現(xiàn)有的比較成熟的 Internet 服務(wù)和協(xié)議，如 DNS、RTP、RSVP 等。不必再引入新服務(wù)對 SIP 基礎(chǔ)設(shè)施提供支持，因?yàn)樵摶A(chǔ)設(shè)施很多部分已經(jīng)到位或現(xiàn)成可用。

　　對 SIP 的擴(kuò)充易于定義，可由服務(wù)提供商在新的應(yīng)用中添加，不會損壞網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中基于 SIP 的舊設(shè)備不會妨礙基于 SIP 的新服務(wù)。例如，如果舊 SIP 實(shí)施不支持新的 SIP 應(yīng)用所用的方法/標(biāo)頭，則會將其忽略。

　　SIP 獨(dú)立于傳輸層。因此，底層傳輸可以是采用 ATM 的 IP。SIP 使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議 (UDP) 以及傳輸控制協(xié)議 (TCP)，將獨(dú)立于底層基礎(chǔ)設(shè)施的用戶靈活地連接起來。SIP 支持多設(shè)備功能調(diào)整和協(xié)商。如果服務(wù)或會話啟動了視頻和語音，則仍然可以將語音傳輸?shù)讲恢С忠曨l的設(shè)備，也可以使用其他設(shè)備功能，如單向視頻流傳輸功能。

　　通信提供商及其合作伙伴和用戶越來越渴求新一代基于 IP 的服務(wù)?，F(xiàn)在有了 SIP(The Session Initiation Protocol 會話啟動協(xié)議)，一解燃眉之急。SIP 是不到十年前在計算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室誕生的一個想法。它是第一個適合各種媒體內(nèi)容而實(shí)現(xiàn)多用戶會話的協(xié)議，現(xiàn)在已成了 Internet 工程任務(wù)組 (IETF) 的規(guī)范。

　　今天，越來越多的運(yùn)營商、CLEC(競爭本地運(yùn)營商)和 ITSP(IP 電話服務(wù)商)都在提供基于 SIP 的服務(wù)，如市話和長途電話技術(shù)、在線信息和即時消息、IP Centrex/Hosted PBX、語音短信、push-to-talk(按鍵通話)、多媒體會議等等。獨(dú)立軟件供應(yīng)商 (ISV) 正在開發(fā)新的開發(fā)工具，用來為運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建基于 SIP 的應(yīng)用程序以及 SIP 軟件。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商 (NEV) 正在開發(fā)支持 SIP 信令和服務(wù)的硬件。現(xiàn)在，有眾多 IP 電話、用戶代理、網(wǎng)絡(luò)代理服務(wù)器、VOIP 網(wǎng)關(guān)、媒體服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器都在使用 SIP。

　　SIP 從類似的權(quán)威協(xié)議--如 Web 超文本傳輸協(xié)議 (HTTP) 格式化協(xié)議以及簡單郵件傳輸協(xié)議 (SMTP) 電子郵件協(xié)議--演變而來并且發(fā)展成為一個功能強(qiáng)大的新標(biāo)準(zhǔn)。但是，盡管 SIP 使用自己獨(dú)特的用戶代理和服務(wù)器，它并非自成一體地封閉工作。SIP 支持提供融合的多媒體服務(wù)，與眾多負(fù)責(zé)身份驗(yàn)證、位置信息、語音質(zhì)量等的現(xiàn)有協(xié)議協(xié)同工作。

　　本白皮書對 SIP 及其作用進(jìn)行了概括性的介紹。它還介紹了 SIP 從實(shí)驗(yàn)室開發(fā)到面向市場的過程。本白皮書說明 SIP 提供哪些服務(wù)以及正在實(shí)施哪些促進(jìn)發(fā)展的方案。它還詳細(xì)介紹了 SIP 與各種協(xié)議不同的重要特點(diǎn)并說明如何建立 SIP 會話。

　　SIP 較為靈活，可擴(kuò)展，而且是開放的。它激發(fā)了 Internet 以及固定和移動 IP 網(wǎng)絡(luò)推出新一代服務(wù)的威力。SIP 能夠在多臺 PC 和電話上完成網(wǎng)絡(luò)消息，模擬 Internet 建立會話。

　　與存在已久的國際電信聯(lián)盟 (ITU) SS7 標(biāo)準(zhǔn)(用于呼叫建立)和 ITU H.323 視頻協(xié)議組合標(biāo)準(zhǔn)不同，SIP 獨(dú)立工作于底層網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議和媒體。它規(guī)定一個或多個參與方的終端設(shè)備如何能夠建立、修改和中斷連接，而不論是語音、視頻、數(shù)據(jù)或基于 Web 的內(nèi)容。

　　SIP 大大優(yōu)于現(xiàn)有的一些協(xié)議，如將 PSTN 音頻信號轉(zhuǎn)換為 IP 數(shù)據(jù)包的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議 (MGCP)。因?yàn)?MGCP 是封閉的純語音標(biāo)準(zhǔn)，所以通過信令功能對其進(jìn)行增強(qiáng)比較復(fù)雜，有時會導(dǎo)致消息被破壞或丟棄，從而妨礙提供商增加新的服務(wù)。而使用 SIP，編程人員可以在不影響連接的情況下在消息中增加少量新信息。

　　例如，SIP 服務(wù)提供商可以建立包含語音、視頻和聊天內(nèi)容的全新媒體。如果使用 MGCP、H.323 或 SS7 標(biāo)準(zhǔn)，則提供商必須等待可以支持這種新媒體的協(xié)議新版本。而如果使用 SIP，盡管網(wǎng)關(guān)和設(shè)備可能無法識別該媒體，但在兩個大陸上設(shè)有分支機(jī)構(gòu)的公司可以實(shí)現(xiàn)媒體傳輸。

　　而且，因?yàn)?SIP 的消息構(gòu)建方式類似于 HTTP，開發(fā)人員能夠更加方便便捷地使用通用的編程語言(如 Java)來創(chuàng)建應(yīng)用程序。對于等待了數(shù)年希望使用 SS7 和高級智能網(wǎng)絡(luò) (AIN) 部署呼叫等待、主叫號碼識別以及其他服務(wù)的運(yùn)營商，現(xiàn)在如果使用 SIP，只需數(shù)月時間即可實(shí)現(xiàn)高級通信服務(wù)的部署。

　　這種可擴(kuò)展性已經(jīng)在越來越多基于 SIP 的服務(wù)中取得重大成功。Vonage 是針對用戶和小企業(yè)用戶的服務(wù)提供商。它使用 SIP 向用戶提供 20,000 多條數(shù)字市話、長話及語音郵件線路。Deltathree 為服務(wù)提供商提供 Internet 電話技術(shù)產(chǎn)品、服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施。它提供了基于 SIP 的 PC 至電話解決方案，使 PC 用戶能夠呼叫全球任何一部電話。Denwa Communications 在全球范圍內(nèi)批發(fā)語音服務(wù)。它使用 SIP 提供 PC 至 PC 及電話至 PC 的主叫號碼識別、語音郵件，以及電話會議、統(tǒng)一通信、客戶管理、自配置和基于 Web 的個性化服務(wù)。

　　某些權(quán)威人士預(yù)計，SIP 與 IP 的關(guān)系將發(fā)展成為類似 SMTP 和 HTTP 與 Internet 的關(guān)系，但也有人說它可能標(biāo)志著 AIN 的終結(jié)。迄今為止，3G 界已經(jīng)選擇 SIP 作為下一代移動網(wǎng)絡(luò)的會話控制機(jī)制。Microsoft 已經(jīng)選擇 SIP 作為其實(shí)時通信策略并在 Microsoft XP、Pocket PC 和 MSN Messenger 中進(jìn)行了部署。Microsoft 同時宣布 CE dot net 的下一個版本將使用基于 SIP 的 VoIP 應(yīng)用接口層，并承諾向用戶 PC 提供基于 SIP 的語音和視頻呼叫。

　　另外，MCI 正在使用 SIP 向 IP 通信用戶部署高級電話技術(shù)服務(wù)。用戶將能夠通知主叫方自己是否有空以及首選的通信方式，如電子郵件、電話或即時消息。利用在線信息，用戶還能夠即時建立聊天會話和召開音頻會議。使用 SIP 將不斷地實(shí)現(xiàn)各種功能。

　　SIP 會話構(gòu)成　

　SIP 會話使用多達(dá)四個主要組件：SIP 用戶代理、SIP 注冊服務(wù)器、SIP 代理服務(wù)器和 SIP 重定向服務(wù)器。這些系統(tǒng)通過傳輸包括了 SDP 協(xié)議(用于定義消息的內(nèi)容和特點(diǎn))的消息來完成 SIP 會話。下面概括性地介紹各個 SIP 組件及其在此過程中的作用。

　　SIP 用戶代理

　　SIP 用戶代理(UA) 是終端用戶設(shè)備，如用于創(chuàng)建和管理 SIP 會話的移動電話、多媒體手持設(shè)備、PC、PDA 等。用戶代理客戶機(jī)發(fā)出消息。用戶代理服務(wù)器對消息進(jìn)行響應(yīng)。

　　SIP 注冊服務(wù)器

　　SIP 注冊服務(wù)器是包含域中所有用戶代理的位置的數(shù)據(jù)庫。在 SIP 通信中，這些服務(wù)器會檢索參與方的 IP 地址和其他相關(guān)信息，并將其發(fā)送到 SIP 代理服務(wù)器。

　　SIP 代理服務(wù)器

　　SIP 代理服務(wù)器接受 SIP UA 的會話請求并查詢 SIP 注冊服務(wù)器，獲取收件方 UA 的地址信息。然后，它將會話邀請信息直接轉(zhuǎn)發(fā)給收件方 UA(如果它位于同一域中)或代理服務(wù)器(如果 UA 位于另一域中)。

　　SIP 重定向服務(wù)器

　　SIP 重定向服務(wù)器允許 SIP 代理服務(wù)器將 SIP 會話邀請信息定向到外部域。SIP 重定向服務(wù)器可以與 SIP 注冊服務(wù)器和 SIP 代理服務(wù)器同在一個硬件上。

　　以下幾個情景說明 SIP 組件之間如何進(jìn)行協(xié)調(diào)以在同一域和不同域中的 UA 之間建立 SIP 會話：

　　在同一域中建立 SIP 會話

　　下圖說明了在預(yù)訂同一個 ISP 從而使用同一域的兩個用戶之間建立 SIP 會話的過程。用戶 A 使用 SIP 電話。用戶 B 有一臺 PC，運(yùn)行支持語音和視頻的軟客戶程序。加電后，兩個用戶都在 ISP 網(wǎng)絡(luò)中的 SIP 代理服務(wù)器上注冊了他們的空閑情況和 IP 地址。用戶 A 發(fā)起此呼叫，告訴 SIP 代理服務(wù)器要聯(lián)系用戶 B。然后，SIP 代理服務(wù)器向 SIP 注冊服務(wù)器發(fā)出請求，要求提供用戶 B 的 IP 地址，并收到用戶 B 的 IP 地址。SIP 代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)用戶 A 與用戶 B 進(jìn)行通信的邀請信息(使用 SDP)，包括用戶 A 要使用的媒體。用戶 B 通知 SIP 代理服務(wù)器可以接受用戶 A 的邀請，且已做好接收消息的準(zhǔn)備。SIP 代理服務(wù)器將此消息傳達(dá)給用戶 A，從而建立 SIP 會話。然后，用戶創(chuàng)建一個點(diǎn)到點(diǎn) RTP 連接，實(shí)現(xiàn)用戶間的交互通信。

　　

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1.呼叫用戶 B

　　2.查詢B 在哪里

　　3.響應(yīng)B 的 SIP 地址

　　4.呼叫

　　5.響應(yīng)

　　6.響應(yīng)

　　7. 多媒體通道已建立

　　在不同的域中建立 SIP 會話

　　本情景與第一種情景的不同之處如下。用戶 A 邀請正在使用多媒體手持設(shè)備的用戶 B 進(jìn)行 SIP 會話時，域 A 中的 SIP 代理服務(wù)器辨別出用戶 B 不在同一域中。然后，SIP 代理服務(wù)器在 SIP 重定向服務(wù)器上查詢用戶 B 的 IP 地址。SIP 重定向服務(wù)器既可在域 A 中，也可在域 B 中，也可既在域 A 中又在域 B 中。SIP 重定向服務(wù)器將用戶 B 的聯(lián)系信息反饋給 SIP 代理服務(wù)器，該服務(wù)器再將 SIP 會話邀請信息轉(zhuǎn)發(fā)給域 B 中的 SIP 代理服務(wù)器。域 B 中的 SIP 代理服務(wù)器將用戶 A 的邀請信息發(fā)送給用戶 B。用戶 B 再沿邀請信息經(jīng)由的同一路徑轉(zhuǎn)發(fā)接受邀請的信息。

　　

1. 呼叫用戶 B

 

　　2. 詢問B 中的用戶

　　3. 響應(yīng)

　　4. 呼叫域 B 的 SIP 代理

　　5. 查詢B 在哪里

　　6. 用戶 B 的地址

　　7. 代理呼叫

　　8. 響應(yīng)

　　9. 響應(yīng)

　　10.響應(yīng)

　　11.多媒體通道已建立

　　無縫、靈活、可擴(kuò)展：展望 SIP 未來

　　SIP 能夠連接使用任何 IP 網(wǎng)絡(luò)(有線 LAN 和 WAN、公共 Internet 骨干網(wǎng)、移動 2.5G、3G 和 Wi-Fi)和任何 IP 設(shè)備(電話、PC、PDA、移動手持設(shè)備)的用戶，從而出現(xiàn)了眾多利潤豐厚的新商機(jī)，改進(jìn)了企業(yè)和用戶的通信方式?；?SIP 的應(yīng)用(如 VOIP、多媒體會議、push-to-talk(按鍵通話)、定位服務(wù)、在線信息和 IM)即使單獨(dú)使用，也會為服務(wù)提供商、ISV、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商和開發(fā)商提供許多新的商機(jī)。不過，SIP 的根本價值在于它能夠?qū)⑦@些功能組合起來，形成各種更大規(guī)模的無縫通信服務(wù)。

　　使用 SIP，服務(wù)提供商及其合作伙伴可以定制和提供基于 SIP 的組合服務(wù)，使用戶可以在單個通信會話中使用會議、Web 控制、在線信息、IM 等服務(wù)。實(shí)際上，服務(wù)提供商可以創(chuàng)建一個滿足多個最終用戶需求的靈活應(yīng)用程序組合，而不是安裝和支持依賴于終端設(shè)備有限特定功能或類型的單一分散的應(yīng)用程序。

　　通過在單一、開放的標(biāo)準(zhǔn) SIP 應(yīng)用架構(gòu)下合并基于 IP 的通信服務(wù)，服務(wù)提供商可以大大降低為用戶設(shè)計和部署基于 IP 的新的創(chuàng)新性托管服務(wù)的成本。它是 SIP 可擴(kuò)展性促進(jìn)本行業(yè)和市場發(fā)展的強(qiáng)大動力，是我們所有人的希望所在。