SIP協(xié)議及會(huì)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(jí)應(yīng)用的開發(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(yùn)營(yíng)商也會(huì)逐漸認(rèn)識(shí)到SIP技術(shù)對(duì)于他們的深遠(yuǎn)意義。

　　一、介紹

　　什么是SIP

　　SIP(Session Initiation Protocol)是一個(gè)應(yīng)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。這些會(huì)話可以好似Internet多媒體會(huì)議、IP電話或多媒體分發(fā)。會(huì)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(jí)應(yīng)用的開發(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(yùn)營(yíng)商也會(huì)逐漸認(rèn)識(shí)到SIP技術(shù)對(duì)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(duì)方。SIP 對(duì)會(huì)話進(jìn)行協(xié)商，以便所有參與方都能夠就會(huì)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(huì)話描述協(xié)議，也不提供會(huì)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(huì)話描述協(xié)議 (SDP) 來(lái)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(yǔ)音質(zhì)量的資源預(yù)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(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(shí)傳輸?shù)?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)話的類型，而只定義應(yīng)該如何管理會(huì)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(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(diào)試。新服務(wù)的編程更加簡(jiǎn)單，對(duì)于設(shè)計(jì)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(huì)話相關(guān)的應(yīng)用程序可以自動(dòng)啟動(dòng)。SIP 重用幾個(gè)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(duì) 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(duì) 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(huì)損壞網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中基于 SIP 的舊設(shè)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(yīng)用所用的方法/標(biāo)頭，則會(huì)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(bào)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(lái)。SIP 支持多設(shè)備功能調(diào)整和協(xié)商。如果服務(wù)或會(huì)話啟動(dòng)了視頻和語(yǔ)音，則仍然可以將語(yǔ)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(lái)越渴求新一代基于 IP 的服務(wù)?，F(xiàn)在有了 SIP(The Session Initiation Protocol 會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議)，一解燃眉之急。SIP 是不到十年前在計(jì)算機(jī)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室誕生的一個(gè)想法。它是第一個(gè)適合各種媒體內(nèi)容而實(shí)現(xiàn)多用戶會(huì)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(lái)越多的運(yùn)營(yíng)商、CLEC(競(jìng)爭(zhēng)本地運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)途電話技術(shù)、在線信息和即時(shí)消息、IP Centrex/Hosted PBX、語(yǔ)音短信、push-to-talk(按鍵通話)、多媒體會(huì)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(lái)為運(yùn)營(yíng)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(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(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(yǔ)音質(zhì)量等的現(xiàn)有協(xié)議協(xié)同工作。

　　本白皮書對(duì) 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(chǎng)的過程。本白皮書說(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(xì)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。

　　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(dòng) IP 網(wǎng)絡(luò)推出新一代服務(wù)的威力。SIP 能夠在多臺(tái) PC 和電話上完成網(wǎng)絡(luò)消息，模擬 Internet 建立會(huì)話。

　　與存在已久的國(guó)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(gè)或多個(gè)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(yǔ)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(hào)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(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)，所以通過信令功能對(duì)其進(jìn)行增強(qiáng)比較復(fù)雜，有時(shí)會(huì)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(yǔ)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(wú)法識(shí)別該媒體，但在兩個(gè)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(yǔ)言(如 Java)來(lái)創(chuàng)建應(yīng)用程序。對(duì)于等待了數(shù)年希望使用 SS7 和高級(jí)智能網(wǎng)絡(luò) (AIN) 部署呼叫等待、主叫號(hào)碼識(shí)別以及其他服務(wù)的運(yùn)營(yíng)商，現(xiàn)在如果使用 SIP，只需數(shù)月時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)高級(jí)通信服務(wù)的部署。

　　這種可擴(kuò)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(duì)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(zhǎng)話及語(yǔ)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(yǔ)音服務(wù)。它使用 SIP 提供 PC 至 PC 及電話至 PC 的主叫號(hào)碼識(shí)別、語(yǔ)音郵件，以及電話會(huì)議、統(tǒng)一通信、客戶管理、自配置和基于 Web 的個(gè)性化服務(wù)。

　　某些權(quán)威人士預(yù)計(jì)，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(shuō)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)的會(huì)話控制機(jī)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(yīng)用接口層，并承諾向用戶 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 通信用戶部署高級(jí)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(shí)消息。利用在線信息，用戶還能夠即時(shí)建立聊天會(huì)話和召開音頻會(huì)議。使用 SIP 將不斷地實(shí)現(xiàn)各種功能。

　　SIP 會(huì)話構(gòu)成　

　SIP 會(huì)話使用多達(dá)四個(gè)主要組件：SIP 用戶代理、SIP 注冊(cè)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(lái)完成 SIP 會(huì)話。下面概括性地介紹各個(gè) 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(huì)話的移動(dòng)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(duì)消息進(jìn)行響應(yīng)。

　　SIP 注冊(cè)服務(wù)器

　　SIP 注冊(cè)服務(wù)器是包含域中所有用戶代理的位置的數(shù)據(jù)庫(kù)。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)話請(qǐng)求并查詢 SIP 注冊(cè)服務(wù)器，獲取收件方 UA 的地址信息。然后，它將會(huì)話邀請(qǐng)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(huì)話邀請(qǐng)信息定向到外部域。SIP 重定向服務(wù)器可以與 SIP 注冊(cè)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(diào)以在同一域和不同域中的 UA 之間建立 SIP 會(huì)話：

　　在同一域中建立 SIP 會(huì)話

　　下圖說(shuō)明了在預(yù)訂同一個(gè) ISP 從而使用同一域的兩個(gè)用戶之間建立 SIP 會(huì)話的過程。用戶 A 使用 SIP 電話。用戶 B 有一臺(tái) PC，運(yùn)行支持語(yǔ)音和視頻的軟客戶程序。加電后，兩個(gè)用戶都在 ISP 網(wǎng)絡(luò)中的 SIP 代理服務(wù)器上注冊(cè)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(cè)服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)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(qǐng)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(qǐng)，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(huì)話。然后，用戶創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn) RTP 連接，實(shí)現(xiàn)用戶間的交互通信。