SIP協(xié)議及會話構成介紹

SIP是類似于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發(fā)時間。由于基于IP協(xié)議的SIP利用了IP網絡，固定網運營商也會逐漸認識到SIP技術對于他們的深遠意義。

　　一、介紹

　　什么是SIP

　　SIP(Session Initiation Protocol)是一個應用層的信令控制協(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)、網狀單播(unicast)或兩者的混合體進行通信。

　　SIP是類似于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發(fā)時間。由于基于IP協(xié)議的SIP利用了IP網絡，固定網運營商也會逐漸認識到SIP技術對于他們的深遠意義。

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

　　SIP它既不是會話描述協(xié)議，也不提供會議控制功能。為了描述消息內容的負載情況和特點，SIP 使用 Internet 的會話描述協(xié)議 (SDP) 來描述終端設備的特點。SIP 自身也不提供服務質量 (QoS)，它與負責語音質量的資源預留協(xié)議 (RSVP) 互操作。它還與若干個其他協(xié)議進行協(xié)作，包括負責定位的輕型目錄訪問協(xié)議 (LDAP)、負責身份驗證的遠程身份驗證撥入用戶服務 (RADIUS) 以及負責實時傳輸?shù)?RTP 等多個協(xié)議。

　　SIP 的一個重要特點是它不定義要建立的會話的類型，而只定義應該如何管理會話。有了這種靈活性，也就意味著SIP可以用于眾多應用和服務中，包括交互式游戲、音樂和視頻點播以及語音、視頻和 Web 會議。SIP消息是基于文本的，因而易于讀取和調試。新服務的編程更加簡單，對于設計人員而言更加直觀。SIP如同電子郵件客戶機一樣重用 MIME 類型描述，因此與會話相關的應用程序可以自動啟動。SIP 重用幾個現(xiàn)有的比較成熟的 Internet 服務和協(xié)議，如 DNS、RTP、RSVP 等。不必再引入新服務對 SIP 基礎設施提供支持，因為該基礎設施很多部分已經到位或現(xiàn)成可用。

　　對 SIP 的擴充易于定義，可由服務提供商在新的應用中添加，不會損壞網絡。網絡中基于 SIP 的舊設備不會妨礙基于 SIP 的新服務。例如，如果舊 SIP 實施不支持新的 SIP 應用所用的方法/標頭，則會將其忽略。

　　SIP 獨立于傳輸層。因此，底層傳輸可以是采用 ATM 的 IP。SIP 使用用戶數(shù)據(jù)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靈活地連接起來。SIP 支持多設備功能調整和協(xié)商。如果服務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越來越渴求新一代基于 IP 的服務?，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科學實驗室誕生的一個想法。它是第一個適合各種媒體內容而實現(xiàn)多用戶會話的協(xié)議，現(xiàn)在已成了 Internet 工程任務組 (IETF) 的規(guī)范。

　　今天，越來越多的運營商、CLEC(競爭本地運營商)和 ITSP(IP 電話服務商)都在提供基于 SIP 的服務，如市話和長途電話技術、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。獨立軟件供應商 (ISV) 正在開發(fā)新的開發(fā)工具，用來為運營商網絡構建基于 SIP 的應用程序以及 SIP 軟件。網絡設備供應商 (NEV) 正在開發(fā)支持 SIP 信令和服務的硬件?，F(xiàn)在，有眾多 IP 電話、用戶代理、網絡代理服務器、VOIP 網關、媒體服務器和應用服務器都在使用 SIP。

　　SIP 從類似的權威協(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)展成為一個功能強大的新標準。但是，盡管 SIP 使用自己獨特的用戶代理和服務器，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，與眾多負責身份驗證、位置信息、語音質量等的現(xiàn)有協(xié)議協(xié)同工作。

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

　　SIP 較為靈活，可擴展，而且是開放的。它激發(fā)了 Internet 以及固定和移動 IP 網絡推出新一代服務的威力。SIP 能夠在多臺 PC 和電話上完成網絡消息，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 獨立工作于底層網絡傳輸協(xié)議和媒體。它規(guī)定一個或多個參與方的終端設備如何能夠建立、修改和中斷連接，而不論是語音、視頻、數(shù)據(jù)或基于 Web 的內容。

　　SIP 大大優(yōu)于現(xiàn)有的一些協(xié)議，如將 PSTN 音頻信號轉換為 IP 數(shù)據(jù)包的媒體網關控制協(xié)議 (MGCP)。因為 MGCP 是封閉的純語音標準，所以通過信令功能對其進行增強比較復雜，有時會導致消息被破壞或丟棄，從而妨礙提供商增加新的服務。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 服務提供商可以建立包含語音、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，盡管網關和設備可能無法識別該媒體，但在兩個大陸上設有分支機構的公司可以實現(xiàn)媒體傳輸。

　　而且，因為 SIP 的消息構建方式類似于 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)建應用程序。對于等待了數(shù)年希望使用 SS7 和高級智能網絡 (AIN) 部署呼叫等待、主叫號碼識別以及其他服務的運營商，現(xiàn)在如果使用 SIP，只需數(shù)月時間即可實現(xiàn)高級通信服務的部署。

　　這種可擴展性已經在越來越多基于 SIP 的服務中取得重大成功。Vonage 是針對用戶和小企業(yè)用戶的服務提供商。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 為服務提供商提供 Internet 電話技術產品、服務和基礎設施。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 在全球范圍內批發(fā)語音服務。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。

　　某些權威人士預計，SIP 與 IP 的關系將發(fā)展成為類似 SMTP 和 HTTP 與 Internet 的關系，但也有人說它可能標志著 AIN 的終結。迄今為止，3G 界已經選擇 SIP 作為下一代移動網絡的會話控制機制。Microsoft 已經選擇 SIP 作為其實時通信策略并在 Microsoft XP、Pocket PC 和 MSN Messenger 中進行了部署。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服務。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 將不斷地實現(xiàn)各種功能。

　　SIP 會話構成　

　SIP 會話使用多達四個主要組件：SIP 用戶代理、SIP 注冊服務器、SIP 代理服務器和 SIP 重定向服務器。這些系統(tǒng)通過傳輸包括了 SDP 協(xié)議(用于定義消息的內容和特點)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) 是終端用戶設備，如用于創(chuàng)建和管理 SIP 會話的移動電話、多媒體手持設備、PC、PDA 等。用戶代理客戶機發(fā)出消息。用戶代理服務器對消息進行響應。

　　SIP 注冊服務器

　　SIP 注冊服務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，這些服務器會檢索參與方的 IP 地址和其他相關信息，并將其發(fā)送到 SIP 代理服務器。

　　SIP 代理服務器

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

　　SIP 重定向服務器

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

　　以下幾個情景說明 SIP 組件之間如何進行協(xié)調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 網絡中的 SIP 代理服務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 代理服務器要聯(lián)系用戶 B。然后，SIP 代理服務器向 SIP 注冊服務器發(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 代理服務器轉發(fā)用戶 A 與用戶 B 進行通信的邀請信息(使用 SDP)，包括用戶 A 要使用的媒體。用戶 B 通知 SIP 代理服務器可以接受用戶 A 的邀請，且已做好接收消息的準備。SIP 代理服務器將此消息傳達給用戶 A，從而建立 SIP 會話。然后，用戶創(chuàng)建一個點到點 RTP 連接，實現(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B 的 SIP 地址

　　4.呼叫

　　5.響應

　　6.響應

　　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備的用戶 B 進行 SIP 會話時，域 A 中的 SIP 代理服務器辨別出用戶 B 不在同一域中。然后，SIP 代理服務器在 SIP 重定向服務器上查詢用戶 B 的 IP 地址。SIP 重定向服務器既可在域 A 中，也可在域 B 中，也可既在域 A 中又在域 B 中。SIP 重定向服務器將用戶 B 的聯(lián)系信息反饋給 SIP 代理服務器，該服務器再將 SIP 會話邀請信息轉發(fā)給域 B 中的 SIP 代理服務器。域 B 中的 SIP 代理服務器將用戶 A 的邀請信息發(fā)送給用戶 B。用戶 B 再沿邀請信息經由的同一路徑轉發(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

　　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

　　9. 響應

　　10.響應

　　11.多媒體通道已建立

　　無縫、靈活、可擴展：展望 SIP 未來

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

　　使用 SIP，服務提供商及其合作伙伴可以定制和提供基于 SIP 的組合服務，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。實際上，服務提供商可以創(chuàng)建一個滿足多個最終用戶需求的靈活應用程序組合，而不是安裝和支持依賴于終端設備有限特定功能或類型的單一分散的應用程序。

　　通過在單一、開放的標準 SIP 應用架構下合并基于 IP 的通信服務，服務提供商可以大大降低為用戶設計和部署基于 IP 的新的創(chuàng)新性托管服務的成本。它是 SIP 可擴展性促進本行業(yè)和市場發(fā)展的強大動力，是我們所有人的希望所在。