領(lǐng)導電信界的革命：SIP

摘要：會(huì )話(huà)初始化協(xié)議（Session Initiation Protocol，SIP）,它的主要目的是為了解決IP網(wǎng)中的信令控制，以及同軟交換機（SoftSwitch）的通信，從而構成下一代的增值業(yè)務(wù)平臺，對電信、銀行、等行業(yè)提供更好的增值業(yè)務(wù)。該文簡(jiǎn)單介紹了SIP的系統結構、主要功能、消息機制、優(yōu)越性和現狀，最后通過(guò)介紹它的實(shí)例，以期達到能夠啟發(fā)讀者的作用。關(guān)鍵詞：SIP、用戶(hù)代理、SIP消息、VOIP、NGN1 前言
正如DYNAMICSOFT公司首席家Jonathan Rosenberg博士所說(shuō)的“在電信界以外毫無(wú)所知的情況下，一場(chǎng)靜悄悄的革命發(fā)生了”。而領(lǐng)導這場(chǎng)靜悄悄革命的是會(huì )話(huà)初始化協(xié)議（Session Initiation Protocol，SIP）,它是由IETF提出的IP電話(huà)信令協(xié)議。SIP的出現打破了傳統電信業(yè)務(wù)的傳輸模式，它用基于Internet的準則為電信業(yè)帶來(lái)了新的生機。SIP作為第三代移動(dòng)系統的信令協(xié)議，能夠提供IP多媒體服務(wù)，可以將蜂窩系統與Internet應用領(lǐng)域融合在一起。它的主要目的是為了解決IP網(wǎng)中的信令控制，以及同軟交換機（SoftSwitch）的通信，從而構成下一代的增值業(yè)務(wù)平臺，對電信、銀行、金融等行業(yè)提供更好的增值業(yè)務(wù)。
2 SIP簡(jiǎn)介
2.1 SIP系統結構
按邏輯功能區分，SIP系統由4種元素組成：用戶(hù)代理，SIP代理服務(wù)器，重定向服務(wù)器以及SIP注冊服務(wù)器，如錯誤！未找到引用源。所示。
SIP用戶(hù)代理，又稱(chēng)為SIP終端，是SIP系統中的端用戶(hù)，在RFC3261中將它們定義為一個(gè)應用。根據它們在會(huì )話(huà)中扮演的角色的不同，又可分為用戶(hù)代理客戶(hù)機（UAC） 和用戶(hù)代理服務(wù)器（UAS）2種。其中前者用于發(fā)起呼叫請求，后者用于響應呼叫請求。
SIP代理服務(wù)器，是一個(gè)中間元素，它既是一個(gè)客戶(hù)機又是一個(gè)服務(wù)器，具有解析名字的能力，能夠代理前面的用戶(hù)向下一跳服務(wù)器發(fā)出呼叫請求。然后服務(wù)器決定下一跳的地址?。
重定向服務(wù)器，是一個(gè)規劃SIP呼叫路徑的服務(wù)器，在獲得了下一跳的地址后，立刻告訴前面的用戶(hù)，讓該用戶(hù)直接向下一跳地址發(fā)出請求而自己則退出對這個(gè)呼叫的控制。
SIP注冊服務(wù)器，用來(lái)完成對UAS的登錄，在SIP系統的網(wǎng)元中，所有UAS都要在某個(gè)登錄服務(wù)器中登錄，以便UAC通過(guò)服務(wù)器能找到它。2.2 SIP的主要功能
SIP具有如下基本功能：
1. 用戶(hù)定位（User location）：決定哪個(gè)終端系統參加通信；
2. 用戶(hù)能力（User capabilities）：決定通信所采用的媒體和媒體參數；
3. 用戶(hù)可用性（User availability）：決定被叫方是否愿意加入通信過(guò)程；
4. 呼叫建立（Call setup）：振鈴、主叫方和被叫方的連接和參數的建立；
5. 呼叫處理（Call hangling）：呼叫前轉或終結呼叫。
2.3 SIP消息機制
SIP是一個(gè)基于文本的協(xié)議，它的消息分為兩大類(lèi)：從客戶(hù)端到服務(wù)器的請求（Request）和從服務(wù)器到客戶(hù)端的響應（Response）。
無(wú)論請求消息還是響應消息都是由起始行（Start-Line）、消息頭部（Message-Header）和可選的消息體（Message-Body）構成。SIP消息的頭部字段主要有From、To、Call-ID、Cseq、Via、Contact等，用于標識會(huì )話(huà)的各種相關(guān)參數，而可選的消息體部分用于描述會(huì )話(huà)雙方的通信能力。
請求消息的起始行稱(chēng)為請求行（Request-Line），其中的“”（Method）字段表明了請求消息的功能。
SIP協(xié)議定義了6種方法：REGISTER：用于登記聯(lián)系信息；INVITE：用于邀請用戶(hù)加入會(huì )話(huà)；ACK：用于對邀請做出響應；CANCEL：用于取消未完成的請求；BYE：用于終止會(huì )話(huà)；OPTIONS：用于詢(xún)問(wèn)服務(wù)器的性能。
響應消息的起始行稱(chēng)為狀態(tài)行（Status-Line），其中的狀態(tài)碼字段指示了被叫方對請求的響應結果。
2.4 SIP呼叫舉例
如錯誤！未找到引用源。所示描述了一個(gè)典型的SIP呼叫。作為UAC希望同通話(huà)，他首先發(fā)出一個(gè)INVITE請求，本地的SIP代理服務(wù)器sip1.com接受到這個(gè)INVITE請求后，經(jīng)過(guò)地址解析，將其發(fā)送至SIP代理服務(wù)器sip2.com，同時(shí)sip1.com返回給user1 一個(gè) 100 Trying消息。sip2.com接收到sip1.com的INVITE請求后，將其轉發(fā)給，并返回給sip1.com一個(gè)Trying消息。user2接受到INVITE請求后，在應答之前，將返回給sip2.com一個(gè)180Ringing消息，此Ringing消息將依次轉發(fā)給sip1.com、user1。如果user2決定應答呼叫，則返回一個(gè)200 OK消息，此消息經(jīng)過(guò)sip2.com、sip1.com最后到達user1。user1在收到200OK消息后，直接發(fā)送一個(gè)ACK確認消息給user2。至此呼叫建立過(guò)程完成，user1和user2之間可以建立媒體通道進(jìn)行對話(huà)。當一方想結束通話(huà)時(shí)，發(fā)送一個(gè)BYE消息給對方，對方返回一個(gè)200 OK消息，SIP呼叫即被終止。?2.5 SIP的優(yōu)越性
SIP是為VoIP電話(huà)，尤其是結合Internet設計的協(xié)議，它擁有明顯的優(yōu)越性。
1. SIP擁有優(yōu)異的可擴展性，原因在于，大大降低了對中心節點(diǎn)（核心服務(wù)器）的壓力，在同樣情況下，可大幅提高系統對呼叫的處理能力。
2. SIP與現有的Internet應用緊密結合，包括Web以及Email業(yè)務(wù)，而點(diǎn)擊撥號（Click to Dial）和點(diǎn)擊傳真（Click to Fax）等協(xié)議都是基于SIP的。
3. 對于工程師而言，SIP具有非常簡(jiǎn)單的優(yōu)勢，可以松實(shí)現Internet電話(huà)。
SIP具有更高的功能性和增長(cháng)潛力，但SIP獲得普遍接受的前提是整個(gè)分組語(yǔ)音承載技術(shù)先被人們接受�，F在，這些條件已越來(lái)越成熟，SIP的發(fā)展正面臨著(zhù)一個(gè)大好時(shí)機。
3 SIP發(fā)展現狀
在現階段,SIP已經(jīng)得到了業(yè)界的普遍認同:
1. 標準組織：NGN論壇、3GPP、3GPP2等標準組織已確定SIP為多媒體會(huì )話(huà)標準，CDMA、NGN、WCDMA核心網(wǎng)將走向融合和統一；
2. 制造商：業(yè)界紛紛推出基于SIP的多媒體解決方案，包括電信設備廠(chǎng)商（Nortel、Ericsson、Huawei）、數據通信廠(chǎng)商（Cisco）以及軟件廠(chǎng)商（Microsoft）；
3. 運營(yíng)商：基于SIP的NGN Voice方案已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，各大運營(yíng)商普遍接受，美洲運營(yíng)商招標建設基于SIP的NGN Voice網(wǎng)絡(luò )，Embratel認同基于SIP的VoIP解決方案，日本寬帶運營(yíng)商的VoIP網(wǎng)關(guān)設備均基于SIP；
4. 軟件廠(chǎng)商：固定和移動(dòng)終端操作系統Win XP、Win CE、Symbian宣布支持SIP，辦公系統Notes、Exchange、GroupWise支持基于SIP協(xié)議與包括電信運營(yíng)商在內的第三方互通通信與狀態(tài)信息
基于SIP協(xié)議的多媒體業(yè)務(wù)平臺是未來(lái)NGNS（下一代網(wǎng)絡(luò )的新型業(yè)務(wù)Next Generation Network-based Service）的主流業(yè)務(wù)平臺，尤其在NGN（下一代網(wǎng)絡(luò )）更為合適。
4 支持SIP的產(chǎn)品
,已經(jīng)有不少值得關(guān)注的、比較有代表性的SIP應用,例如:
1. SIP產(chǎn)品開(kāi)發(fā)商Dynamicsoft是Cegetel的合作者，該公司致力于為SIP產(chǎn)品設計和制造開(kāi)發(fā)平臺，供其他廠(chǎng)商在其基礎上開(kāi)發(fā)市場(chǎng)需要的新興語(yǔ)音服務(wù)。
2. 3Com公司已完成其SIP產(chǎn)品的第四次測試，其目的是為了檢驗軟件和硬件的SIP互操作性。這是第一次整個(gè)電話(huà)系統都建立在SIP基礎上的測試，比如通過(guò)一臺SIP網(wǎng)關(guān)訪(fǎng)問(wèn)PSTN等。
3. Siemens已經(jīng)正式向業(yè)界推出了采用SIP協(xié)議的VoIP電話(huà)。該產(chǎn)品完全符合SIP的要求，呼叫可以從PSTN、Intranet或者Internet發(fā)起。此類(lèi)電話(huà)產(chǎn)品，包括電話(huà)機、客戶(hù)程序和通信服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)都可應用于企業(yè)通信系統和電信規模的IP電話(huà)系統。
4. Cisco 將SIP功能嵌入了其接入服務(wù)器和系列路由器，這些嵌入功能負責IP網(wǎng)絡(luò )語(yǔ)音和多媒體呼叫的信令控制，而Cisco的SIP軟件具備SIP協(xié)議的固有優(yōu)勢，在個(gè)人移動(dòng)服務(wù)上功能強大。
5. Lucent實(shí)現了一套供第三方開(kāi)發(fā)者采用SIP的可編程軟件平臺，支持SIP全部標準服務(wù)和組成元素。
5 結束語(yǔ)
本文簡(jiǎn)單介紹了SIP的基本知識和發(fā)展現狀，以及它在電信界中的應用。SIP技術(shù)現在還處于發(fā)展階段，可以預料，當SIP技術(shù)成熟并市場(chǎng)化后，將會(huì )給電信界帶來(lái)一次革命，給銀行、金融等行業(yè)提供更好的增值業(yè)務(wù)。


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1. [RFC 2543] M. Handley, H. Schulzrinne, E. Schooler, and J.Rosenberg.“SIP: Session Initiation Protocol， ” IETF. March 1999
2. [RFC 3261]G.Camarillo,A.Johnston,M.Handley,J.Peterson,H.Schulzrinne, E.Schooler, R.Sparks,and J.Rosenberg, “SIP: Session Initiation Protocol，”IETF. June 2002
3. [RFC 2327] M. Handley, V. Jacobson. “SDP: Session Description Protocol,” IETF. April 1998
4. [RFC 793] J. Postel. “Transmission Control Protocol,” IETF. September 1981
5. [RFC 1889] H. Schulzrinne, S. Casner, R. Frederick, V. Jacobson. “RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications,” IETF. January 1996
6. [RFC 768] J. Postel. “User Datagram Protocol,” IETF. August 1980
7. 《SIP揭密》Gonzalo Camarillo著(zhù)，白建軍 彭暉 田敏等譯 人民郵電出版社 2003
8. 《以軟交換為核心的下一代技術(shù)》趙慧玲 葉華等編著(zhù) 人民郵電出版社 2003
9. 《IP網(wǎng)絡(luò )多媒體通信技術(shù)》黃永峰等編著(zhù) 人民郵電出版社 2003
10. 《軟交換與下一代網(wǎng)絡(luò )》陳建亞 余浩編著(zhù) 北京郵電大學(xué)出版社2003
11. 《VoIP技術(shù)與系統設計》張登銀 孫精科等編著(zhù) 人民郵電出版社 2003
12. 《軟交換技術(shù)與協(xié)議》糜正琨 王文 編著(zhù) 通信學(xué)會(huì )主編 人民郵電出版社 2003

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