SIP協(xié)議在嵌入式Linux中的實(shí)現

摘要：嵌入式系統由于本身資源的限制，現有的SIP協(xié)議直接應用于嵌入式便攜設備還有困難。為滿(mǎn)足SIP協(xié)議在嵌入式系統中的商用要求，設計出一個(gè)簡(jiǎn)化的SIP協(xié)議棧。首先分析了SIP協(xié)議直接應用于嵌入式系統時(shí)所顯現的不足，然后從協(xié)議層次的簡(jiǎn)化，層次間的快速反應，層次的模塊化設計等方面入手，降低SIP協(xié)議的存儲空間，使其更加簡(jiǎn)單靈活、擴展性更好，并在嵌入式Linux系統中實(shí)現了SIP協(xié)議代碼的嵌入式移植和優(yōu)化。試驗結果表明：設計的SIP協(xié)議棧所占存儲空間小，在嵌入式Linux系統平臺下運行良好，滿(mǎn)足設計需求。
關(guān)鍵詞：SIP協(xié)議；嵌入式應用；Linux；ARM9平臺

會(huì )話(huà)初始協(xié)議(SIP協(xié)議)是一種用于IP網(wǎng)絡(luò )多媒體通信的應用層控制協(xié)議，可建立、修改、和終止多媒體會(huì )話(huà)。SIP具有良好的互操作性和開(kāi)放性，支持多種服務(wù)且具有多媒體協(xié)商能力，能夠在不同設備之間通過(guò)SIP服務(wù)器或其他網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器進(jìn)行交互。同時(shí)SIP易于擴展，支持用戶(hù)移動(dòng)性，能夠充分滿(mǎn)足設備對移動(dòng)性服務(wù)的需求，而且SIP簡(jiǎn)單靈活，計算量小，尤其適合在嵌入式應用環(huán)境中應用。因此，將SIP引入到嵌入式應用中，憑借SIP自身的特性可有效提高嵌入式網(wǎng)絡(luò )設備的互操作性和接入網(wǎng)絡(luò )的便利性。但SIP協(xié)議本身只給出SIP消息的文法定義以及自然語(yǔ)言描述的消息處理，并未給出SIP協(xié)議棧的實(shí)現機制。這里討論在嵌入式終端設備上建立嵌入式Linux系統，并完成SIP的嵌入式，以及代碼的嵌入式移植和測試。

1 嵌入式LilIHX系統開(kāi)發(fā)
1．1 建立交叉編譯環(huán)境
本文使用的是實(shí)驗室的ARMSYS2410-B開(kāi)發(fā)板。準備好必要的軟件包后，建立交叉編譯環(huán)境實(shí)際上就是對cross2．95．3．tar．bz2的解壓過(guò)程。具體過(guò)程如下：
1)在編譯Linux之前，先安裝交叉編譯toolclhain，在／usr／local目錄下建立名為ann的目錄，進(jìn)入該目錄，執行解包：
cd／usr／local／armtar xjvf／mnf／cdrom／linux／toolchain／cross-2．95．3．tar．bz2
2)編輯／etc／profile，找到pathmunge／usr／local／sbin，在其下面添加一行：
Pathmunge／usr／local／arm／2．95．3／bin這樣，內核或其他應用程序均可使用arm-linux-來(lái)指定使用該交叉編譯器。
1．2 Boot Loader移植
Boot Loader是在嵌入式Linux操作系統內核運行之前運行的一段小程序。通過(guò)這段程序可以將內核從Flash存儲器拷貝到RAM，并執行內核。還要完成初始化硬件設備，建立內存空間的映射圖，從而將系統的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)。用燒錄軟件jflash-s3c2410通過(guò)JTAG口向硬件板下載Boot Loader二進(jìn)制文件，向硬件板Flash中下載引導程序，這樣Boot Loader就可以成功運行。
1．3 重新編譯內核
從官方網(wǎng)站上下載的內核不能直接在硬件平臺上運行，需要根據具體的硬件平臺重新裁剪、編譯內核，根據硬件平臺特性編寫(xiě)相關(guān)代碼，將Linux移植到平臺上。以下是對內核代碼的修改：1)修改內核目錄樹(shù)根下的Makefile，指明交叉編譯器；2)配置Flash分區，修改arch-／arm／mach-s3c2410／devs．c，用以指明分區信息，該文件的內容建立Nand Flash分區表；修改arch／arm／machs3c2410／machsmdk241-0．c文件指定啟動(dòng)時(shí)初始化，kernel啟動(dòng)時(shí)依據對分區的設置進(jìn)行初始配置：3)配置和編譯內核，在Linux源文件目錄下，執行make menuc-onfig命令，配置內核產(chǎn)生config文件。然后依次運行#make clean；#make dep；#make zImage，完成對內核的編譯。

2 嵌入式SIP協(xié)議棧的設計與實(shí)現
2．1 嵌入式下實(shí)現SIP協(xié)議棧
嵌入式環(huán)境下SIP協(xié)議的開(kāi)發(fā)，主要需要考慮嵌入式系統資源有限的局限性，需根據系統應用的特點(diǎn)，在設計時(shí)充分考慮CPU、存儲空間等系統資源的利用。由于資源的限制，嵌入式系統一般作為用戶(hù)終端設備，故這里主要實(shí)現協(xié)議棧中用戶(hù)代理(UAC／UAS)的功能。
首先是協(xié)議棧的簡(jiǎn)化。根據RFC3261中定義的SIP協(xié)議棧模型可知，SIP是一個(gè)分層體系結構的協(xié)議。該協(xié)議主要由4層組成，底層為語(yǔ)法編解碼層(SyntaxEncoding)；第2層是傳輸層(TransportLayer)，該層定義網(wǎng)絡(luò )上的客戶(hù)機和服務(wù)器如何接收請求和發(fā)送響應；第3層為事務(wù)層(Transaction)，負責事務(wù)處理；最上面一層為事務(wù)用戶(hù)層(Transaction User)，每個(gè)SIP實(shí)體都是事務(wù)用戶(hù)，當一個(gè)事務(wù)用戶(hù)希望發(fā)送請求時(shí)，就創(chuàng )建一個(gè)客戶(hù)機事務(wù)實(shí)例以發(fā)送請求。
這種協(xié)議棧的設計實(shí)現方法應用到嵌入式環(huán)境中有以下不足：1)協(xié)議棧設計層次過(guò)多會(huì )增加系統堆棧的開(kāi)銷(xiāo)。為了不過(guò)多占用堆棧，在系統資源分配時(shí)需分配較大的堆?？臻g。而嵌入式環(huán)境下的空間資源是有限的，SIP模塊占用過(guò)多的堆?？臻g，會(huì )造成其他任務(wù)空間分配受到限制。2)層次與層次之間的調用會(huì )增加系統的延時(shí)，降低系統的實(shí)效性。而作為用戶(hù)終端設備，快速響應是設計的重要準則。