IP電話協(xié)議介紹及其在3G中的應(yīng)用
李爽 中興通訊上海二所
2003/03/31
摘 要 SIP是由IETF提出的一套多媒體IP的體系結(jié)構(gòu)，是IP電話的一個重要協(xié)議。本文首先介紹了SIP的系統(tǒng)組成，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特點；然后介紹了SIP在3G中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 SIP 3G MITA
1 SIP的介紹
SIP（Session Initiation Protocol）是由IETF（因特網(wǎng)工程任務(wù)組）提出的一套多媒體IP的體系結(jié)構(gòu)。SIP是文本格式的客戶—服務(wù)器協(xié)議：客戶機發(fā)起請求，服務(wù)器進(jìn)行響應(yīng)，它非常類似于SMTP（Simple Mail Transmission Protocol）和HTTP（Hyper- Text Transmission Protocol）協(xié)議。SIP沿用了一些HTTP的語法規(guī)則和定義，其中包括響應(yīng)編碼結(jié)構(gòu)、一些消息頭和它的整個動作機制等，與HTTP和SMTP不同的是，SIP即可用TCP（傳輸控制協(xié)議）也可以用UDP（用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議）來進(jìn)行傳輸。
1.1 系統(tǒng)的組成
一個SIP系統(tǒng)主要由兩部分組成：用戶代理和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。用戶代理有用戶代理客戶機（UAC，User Agent Client）和用戶代理服務(wù)器（UAS, User Agent Server），其中用戶代理客戶機用于發(fā)起呼叫，而用戶代理服務(wù)器則用于響應(yīng)呼叫。用戶代理客戶機和用戶代理服務(wù)器是用戶端必備的應(yīng)用程序，由這兩個應(yīng)用程序完成呼叫的發(fā)起和接收。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器也有兩類，它們是代理服務(wù)器（proxy）和重定向服務(wù)器（redirect）。代理服務(wù)器類似于HTTP的proxy和SMTP的MTA（Message Transfer Agent ），有點像中繼器，它本身并不對用戶請求進(jìn)行響應(yīng)，只是轉(zhuǎn)發(fā)用戶請求的中繼器，然后將自身地址加入該消息的路徑頭部分，以保證將響應(yīng)按原路返回并防止環(huán)路的發(fā)生。重定向服務(wù)器非常類似于DNS（Domain Name Service），它收到用戶的請求后，若判定自身不是目的地址，則向用戶響應(yīng)下一個應(yīng)訪問服務(wù)器的地址，而不是轉(zhuǎn)發(fā)請求報文。還有一個注冊服務(wù)器。它接收客戶機的注冊請求，完成用戶地址的注冊。
SIP在設(shè)計上充分考慮了對其他協(xié)議的擴展適應(yīng)性。它支持許多種地址描述和尋址，包括用戶名@主機地址、被叫號碼@PSTN網(wǎng)關(guān)地址、Tel：025-3492609普通電話的描述等。這樣，SIP主叫按照被叫地址就可以識別出被叫在傳統(tǒng)電話網(wǎng)上的位置，然后通過一個與傳統(tǒng)電話網(wǎng)相連的網(wǎng)關(guān)發(fā)起并建立呼叫。SIP的最強大之處就是用戶定位功能。SIP本身含有向注冊服務(wù)器注冊的功能，也可以利用其他定位服務(wù)器如DNS、LDAP（Lightweight Directory Access Protocol）等提供的定位服務(wù)來增強其定位功能。
1.2 SIP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
SIP的出發(fā)點是想借鑒Web業(yè)務(wù)成功的經(jīng)驗，以現(xiàn)有的Internet為基礎(chǔ)來構(gòu)架IP電話業(yè)務(wù)網(wǎng)，因此SIP有著與H.323完全不同的設(shè)計思想。它是一個分散式的協(xié)議，它將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性向網(wǎng)絡(luò)邊緣推，使核心網(wǎng)絡(luò)仍是一個“Best Effort”（盡力傳送）的傳送通道，這就是SIP系統(tǒng)中核心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以不保留狀態(tài)（stateless）的原因（SIP消息本身含有一個呼叫的所有信息）。因為核心網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器需要處理大量的呼叫，不保留每一呼叫的狀態(tài)，將大大提高系統(tǒng)的處理能力，為組建大規(guī)模的IP電話業(yè)務(wù)網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)，而邊緣網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以是有狀態(tài)的（stateful）。這種Stateless和Stateful結(jié)合的模式既可以充分發(fā)揮SIP的特點（如用戶定位和查找）又保留了Internet無連接數(shù)據(jù)傳送的設(shè)計思路。與以H.323協(xié)議為基礎(chǔ)的IP電話相比，SIP需要相對智能的終端，即終端需要包含用戶代理客戶機構(gòu)和用戶代理服務(wù)器兩部分，由這兩部分實現(xiàn)呼叫請求、呼叫應(yīng)答和一些用戶的特定需要，正是因為SIP系統(tǒng)有了相對智能的終端系統(tǒng)，所以它才有可能實現(xiàn)用戶個性化的需要。如圖1是SIP系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。
SIP網(wǎng)絡(luò)中一次正常接續(xù)的流程是：
（1）UAC向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（proxy或redirect）發(fā)出呼叫請求；
（2）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（proxy或redirect）通過名字查找，用戶定位，最終找到被叫UAS；
（3）被叫UAS響應(yīng)用戶請求（拒絕或接受請求），該響應(yīng)沿原路返回；
（4）主叫UAC收到響應(yīng)后，接通被叫或者終止這次呼叫請求。
對于用戶終端是非智能終端的場合，也可以使用SIP作為呼叫信令，但這將大大削弱SIP特有的優(yōu)勢，如支持用戶的移動性、用戶對話的選擇性以及與Web相結(jié)合的一些應(yīng)用。
1.3 SIP的特點
SIP具有簡單、擴展性好以及和現(xiàn)有的Internet應(yīng)用緊密的特點。簡單是指僅用三條消息INVITE、BYE和ACK與四個頭（To、Form、Call-ID、Cseq）就能實現(xiàn)簡單的Internet電話。擴展性是指網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器具有Stateful和Stateless相結(jié)合的特點。與現(xiàn)有Internet應(yīng)用緊密結(jié)合的特點主要是指SIP可以和Web以及E-mail業(yè)務(wù)緊密結(jié)合，目前IETF的PINT（PSTN/Internet Inter-Networking）工作組正在制定的點擊撥號（click-to-dial）和點擊傳真（click-to-fax）協(xié)議就是以SIP為基礎(chǔ)的。
2 SIP在3G中的應(yīng)用
SIP提供了一個開發(fā)框架，利用這個框架，可以開發(fā)大量的應(yīng)用于第三代移動通信領(lǐng)域的全I(xiàn)P通信業(yè)務(wù)。這項技術(shù)通過一致的協(xié)議將Internet和移動電話連接起來，使將來的移動終端和其他連接到Internet上的設(shè)備更直接地通過IP數(shù)據(jù)流進(jìn)行通信。這意味著可以使用更智能的方式向移動電話用戶提供更豐富的話音、短信息和電子郵件業(yè)務(wù)。在使用全I(xiàn)P技術(shù)的時代，利用SIP技術(shù)可以實現(xiàn)大量的新應(yīng)用。例如，來電顯示不用再是僅僅不斷地閃爍呼叫者的電話號碼，而可以用其他個性化的圖標(biāo)或公司的有關(guān)信息表示。同時，每次呼叫的主題也在用戶接電話時顯示出來。除此之外，使用SIP技術(shù)還可以創(chuàng)造出包括更豐富內(nèi)容的業(yè)務(wù)。例如，可以向特定的用戶傳送定制的信息或提供集成的多媒體郵件點播業(yè)務(wù)，通過它可以在不需要用戶應(yīng)答，就向用戶提供基于Internet的視頻郵件應(yīng)答服務(wù)。3GPP組織已經(jīng)決定在SIP基礎(chǔ)上建立第三代移動通信的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)。
諾基亞移動電話產(chǎn)品市場部副總裁 Janne Jormalainen指出：“新的應(yīng)用和服務(wù)能否快速和簡單地開發(fā)出來，對第三代移動通信能否取得成功至關(guān)重要。 SIP已經(jīng)包括了IPv6標(biāo)準(zhǔn)，這有可能極大地提高每個用戶在Internet上使用自己獨有的IP地址進(jìn)行個人間通信的能力。用戶可以通過全球任何一個IP網(wǎng)絡(luò)接入Internet。”
為了與業(yè)界的其他公司進(jìn)行合作，諾基亞定義了移動Internet技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)（MITA）。SIP將在諾基亞的移動Internet技術(shù)體系結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要的作用，它將有利于發(fā)揮諾基亞與業(yè)界其他公司工作的互補性。移動Internet體系結(jié)構(gòu)（MITA）的目標(biāo)就是讓用戶更方便地使用Internet。
中國通信網(wǎng)(www.c114.net)—《中國數(shù)據(jù)通信》
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