SIP協(xié)議及會(huì )話(huà)構成介紹

SIP是類(lèi)似于HTTP的基于文本的協(xié)議。SIP可以減少應用特別是高級應用的開(kāi)發(fā)時(shí)間。由于基于IP協(xié)議的SIP利用了IP網(wǎng)絡(luò )，固定網(wǎng)運營(yíng)商也會(huì )逐漸認識到SIP技術(shù)對于他們的深遠意義。

　　一、介紹

　　什么是SIP

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

　　SIP是類(lèi)似于HTTP的基于文本的協(xié)議。SIP可以減少應用特別是高級應用的開(kāi)發(fā)時(shí)間。由于基于IP協(xié)議的SIP利用了IP網(wǎng)絡(luò )，固定網(wǎng)運營(yíng)商也會(huì )逐漸認識到SIP技術(shù)對于他們的深遠意義。

　　使用 SIP，服務(wù)提供商可以隨意選擇標準組件。不論媒體內容和參與方數量，用戶(hù)都可以查找和聯(lián)系對方。SIP 對會(huì )話(huà)進(jìn)行協(xié)商，以便所有參與方都能夠就會(huì )話(huà)功能達成一致以及進(jìn)行修改。它甚至可以添加、刪除或轉移用戶(hù)。

　　SIP它既不是會(huì )話(huà)描述協(xié)議，也不提供會(huì )議控制功能。為了描述消息內容的負載情況和特點(diǎn)，SIP 使用 Internet 的會(huì )話(huà)描述協(xié)議 (SDP) 來(lái)描述終端設備的特點(diǎn)。SIP 自身也不提供服務(wù)質(zhì)量 (QoS)，它與負責語(yǔ)音質(zhì)量的資源預留協(xié)議 (RSVP) 互操作。它還與若干個(gè)其他協(xié)議進(jìn)行協(xié)作，包括負責定位的輕型目錄訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議 (LDAP)、負責身份驗證的遠程身份驗證撥入用戶(hù)服務(wù) (RADIUS) 以及負責實(shí)時(shí)傳輸的 RTP 等多個(gè)協(xié)議。

　　SIP 的一個(gè)重要特點(diǎn)是它不定義要建立的會(huì )話(huà)的類(lèi)型，而只定義應該如何管理會(huì )話(huà)。有了這種靈活性，也就意味著(zhù)SIP可以用于眾多應用和服務(wù)中，包括交互式游戲、音樂(lè )和視頻點(diǎn)播以及語(yǔ)音、視頻和 Web 會(huì )議。SIP消息是基于文本的，因而易于讀取和調試。新服務(wù)的編程更加簡(jiǎn)單，對于設計人員而言更加直觀(guān)。SIP如同電子郵件客戶(hù)機一樣重用 MIME 類(lèi)型描述，因此與會(huì )話(huà)相關(guān)的應用程序可以自動(dòng)啟動(dòng)。SIP 重用幾個(gè)現有的比較成熟的 Internet 服務(wù)和協(xié)議，如 DNS、RTP、RSVP 等。不必再引入新服務(wù)對 SIP 基礎設施提供支持，因為該基礎設施很多部分已經(jīng)到位或現成可用。

　　對 SIP 的擴充易于定義，可由服務(wù)提供商在新的應用中添加，不會(huì )損壞網(wǎng)絡(luò )。網(wǎng)絡(luò )中基于 SIP 的舊設備不會(huì )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 應用所用的方法/標頭，則會(huì )將其忽略。

　　SIP 獨立于傳輸層。因此，底層傳輸可以是采用 ATM 的 IP。SIP 使用用戶(hù)數據報協(xié)議 (UDP) 以及傳輸控制協(xié)議 (TCP)，將獨立于底層基礎設施的用戶(hù)靈活地連接起來(lái)。SIP 支持多設備功能調整和協(xié)商。如果服務(wù)或會(huì )話(huà)啟動(dòng)了視頻和語(yǔ)音，則仍然可以將語(yǔ)音傳輸到不支持視頻的設備，也可以使用其他設備功能，如單向視頻流傳輸功能。

　　通信提供商及其合作伙伴和用戶(hù)越來(lái)越渴求新一代基于 IP 的服務(wù)?，F在有了 SIP(The Session Initiation Protocol 會(huì )話(huà)啟動(dòng)協(xié)議)，一解燃眉之急。SIP 是不到十年前在計算機科學(xué)實(shí)驗室誕生的一個(gè)想法。它是第一個(gè)適合各種媒體內容而實(shí)現多用戶(hù)會(huì )話(huà)的協(xié)議，現在已成了 Internet 工程任務(wù)組 (IETF) 的規范。

　　今天，越來(lái)越多的運營(yíng)商、CLEC(競爭本地運營(yíng)商)和 ITSP(IP 電話(huà)服務(wù)商)都在提供基于 SIP 的服務(wù)，如市話(huà)和長(cháng)途電話(huà)技術(shù)、在線(xiàn)信息和即時(shí)消息、IP Centrex/Hosted PBX、語(yǔ)音短信、push-to-talk(按鍵通話(huà))、多媒體會(huì )議等等。獨立軟件供應商 (ISV) 正在開(kāi)發(fā)新的開(kāi)發(fā)工具，用來(lái)為運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )構建基于 SIP 的應用程序以及 SIP 軟件。網(wǎng)絡(luò )設備供應商 (NEV) 正在開(kāi)發(fā)支持 SIP 信令和服務(wù)的硬件?，F在，有眾多 IP 電話(huà)、用戶(hù)代理、網(wǎng)絡(luò )代理服務(wù)器、VOIP 網(wǎng)關(guān)、媒體服務(wù)器和應用服務(wù)器都在使用 SIP。

　　SIP 從類(lèi)似的權威協(xié)議--如 Web 超文本傳輸協(xié)議 (HTTP) 格式化協(xié)議以及簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議 (SMTP) 電子郵件協(xié)議--演變而來(lái)并且發(fā)展成為一個(gè)功能強大的新標準。但是，盡管 SIP 使用自己獨特的用戶(hù)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)，與眾多負責身份驗證、位置信息、語(yǔ)音質(zhì)量等的現有協(xié)議協(xié)同工作。

　　本白皮書(shū)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)驗室開(kāi)發(fā)到面向市場(chǎng)的過(guò)程。本白皮書(shū)說(shuō)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。它還詳細介紹了 SIP 與各種協(xié)議不同的重要特點(diǎn)并說(shuō)明如何建立 SIP 會(huì )話(huà)。

　　SIP 較為靈活，可擴展，而且是開(kāi)放的。它激發(fā)了 Internet 以及固定和移動(dòng) 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(huà)上完成網(wǎng)絡(luò )消息，模擬 Internet 建立會(huì )話(huà)。

　　與存在已久的國際電信聯(lián)盟 (ITU) SS7 標準(用于呼叫建立)和 ITU H.323 視頻協(xié)議組合標準不同，SIP 獨立工作于底層網(wǎng)絡(luò )傳輸協(xié)議和媒體。它規定一個(gè)或多個(gè)參與方的終端設備如何能夠建立、修改和中斷連接，而不論是語(yǔ)音、視頻、數據或基于 Web 的內容。

　　SIP 大大優(yōu)于現有的一些協(xié)議，如將 PSTN 音頻信號轉換為 IP 數據包的媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議 (MGCP)。因為 MGCP 是封閉的純語(yǔ)音標準，所以通過(guò)信令功能對其進(jìn)行增強比較復雜，有時(shí)會(huì )導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(yǔ)音、視頻和聊天內容的全新媒體。如果使用 MGCP、H.323 或 SS7 標準，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)和設備可能無(wú)法識別該媒體，但在兩個(gè)大陸上設有分支機構的公司可以實(shí)現媒體傳輸。

　　而且，因為 SIP 的消息構建方式類(lèi)似于 HTTP，開(kāi)發(fā)人員能夠更加方便便捷地使用通用的編程語(yǔ)言(如 Java)來(lái)創(chuàng )建應用程序。對于等待了數年希望使用 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)的運營(yíng)商，現在如果使用 SIP，只需數月時(shí)間即可實(shí)現高級通信服務(wù)的部署。

　　這種可擴展性已經(jīng)在越來(lái)越多基于 SIP 的服務(wù)中取得重大成功。Vonage 是針對用戶(hù)和小企業(yè)用戶(hù)的服務(wù)提供商。它使用 SIP 向用戶(hù)提供 20,000 多條數字市話(huà)、長(cháng)話(huà)及語(yǔ)音郵件線(xiàn)路。Deltathree 為服務(wù)提供商提供 Internet 電話(huà)技術(shù)產(chǎn)品、服務(wù)和基礎設施。它提供了基于 SIP 的 PC 至電話(huà)解決方案，使 PC 用戶(hù)能夠呼叫全球任何一部電話(huà)。Denwa Communications 在全球范圍內批發(fā)語(yǔ)音服務(wù)。它使用 SIP 提供 PC 至 PC 及電話(huà)至 PC 的主叫號碼識別、語(yǔ)音郵件，以及電話(huà)會(huì )議、統一通信、客戶(hù)管理、自配置和基于 Web 的個(gè)性化服務(wù)。

　　某些權威人士預計，SIP 與 IP 的關(guān)系將發(fā)展成為類(lèi)似 SMTP 和 HTTP 與 Internet 的關(guān)系，但也有人說(shuō)它可能標志著(zhù) AIN 的終結。迄今為止，3G 界已經(jīng)選擇 SIP 作為下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的會(huì )話(huà)控制機制。Microsoft 已經(jīng)選擇 SIP 作為其實(shí)時(shí)通信策略并在 Microsoft XP、Pocket PC 和 MSN Messenger 中進(jìn)行了部署。Microsoft 同時(shí)宣布 CE dot net 的下一個(gè)版本將使用基于 SIP 的 VoIP 應用接口層，并承諾向用戶(hù) PC 提供基于 SIP 的語(yǔ)音和視頻呼叫。

　　另外，MCI 正在使用 SIP 向 IP 通信用戶(hù)部署高級電話(huà)技術(shù)服務(wù)。用戶(hù)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(huà)或即時(shí)消息。利用在線(xiàn)信息，用戶(hù)還能夠即時(shí)建立聊天會(huì )話(huà)和召開(kāi)音頻會(huì )議。使用 SIP 將不斷地實(shí)現各種功能。

　　SIP 會(huì )話(huà)構成　

　SIP 會(huì )話(huà)使用多達四個(gè)主要組件：SIP 用戶(hù)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。這些系統通過(guò)傳輸包括了 SDP 協(xié)議(用于定義消息的內容和特點(diǎn))的消息來(lái)完成 SIP 會(huì )話(huà)。下面概括性地介紹各個(gè) SIP 組件及其在此過(guò)程中的作用。

　　SIP 用戶(hù)代理

　　SIP 用戶(hù)代理(UA) 是終端用戶(hù)設備，如用于創(chuàng )建和管理 SIP 會(huì )話(huà)的移動(dòng)電話(huà)、多媒體手持設備、PC、PDA 等。用戶(hù)代理客戶(hù)機發(fā)出消息。用戶(hù)代理服務(wù)器對消息進(jìn)行響應。

　　SIP 注冊服務(wù)器

　　SIP 注冊服務(wù)器是包含域中所有用戶(hù)代理的位置的數據庫。在 SIP 通信中，這些服務(wù)器會(huì )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(huì )話(huà)請求并查詢(xún) SIP 注冊服務(wù)器，獲取收件方 UA 的地址信息。然后，它將會(huì )話(huà)邀請信息直接轉發(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(huì )話(huà)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(gè)硬件上。

　　以下幾個(gè)情景說(shuō)明 SIP 組件之間如何進(jìn)行協(xié)調以在同一域和不同域中的 UA 之間建立 SIP 會(huì )話(huà)：

　　在同一域中建立 SIP 會(huì )話(huà)

　　下圖說(shuō)明了在預訂同一個(gè) ISP 從而使用同一域的兩個(gè)用戶(hù)之間建立 SIP 會(huì )話(huà)的過(guò)程。用戶(hù) A 使用 SIP 電話(huà)。用戶(hù) B 有一臺 PC，運行支持語(yǔ)音和視頻的軟客戶(hù)程序。加電后，兩個(gè)用戶(hù)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(hù) A 發(fā)起此呼叫，告訴 SIP 代理服務(wù)器要聯(lián)系用戶(hù) 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(hù) B 的 IP 地址，并收到用戶(hù) B 的 IP 地址。SIP 代理服務(wù)器轉發(fā)用戶(hù) A 與用戶(hù) B 進(jìn)行通信的邀請信息(使用 SDP)，包括用戶(hù) A 要使用的媒體。用戶(hù) B 通知 SIP 代理服務(wù)器可以接受用戶(hù) A 的邀請，且已做好接收消息的準備。SIP 代理服務(wù)器將此消息傳達給用戶(hù) A，從而建立 SIP 會(huì )話(huà)。然后，用戶(hù)創(chuàng )建一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn) RTP 連接，實(shí)現用戶(hù)間的交互通信。