IP電話(huà)協(xié)議介紹及其在3G中的應用
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的體系結構，是IP電話(huà)的一個(gè)重要協(xié)議。本文首先介紹了SIP的系統組成，網(wǎng)絡(luò )結構和特點(diǎn)；然后介紹了SIP在3G中的應用。
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的體系結構。SIP是文本格式的客戶(hù)—服務(wù)器協(xié)議：客戶(hù)機發(fā)起請求，服務(wù)器進(jìn)行響應，它非常類(lèi)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(yǔ)法規則和定義，其中包括響應編碼結構、一些消息頭和它的整個(gè)動(dòng)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(hù)數據報協(xié)議）來(lái)進(jìn)行傳輸。
1.1 系統的組成
一個(gè)SIP系統主要由兩部分組成：用戶(hù)代理和網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器。用戶(hù)代理有用戶(hù)代理客戶(hù)機（UAC，User Agent Client）和用戶(hù)代理服務(wù)器（UAS, User Agent Server），其中用戶(hù)代理客戶(hù)機用于發(fā)起呼叫，而用戶(hù)代理服務(wù)器則用于響應呼叫。用戶(hù)代理客戶(hù)機和用戶(hù)代理服務(wù)器是用戶(hù)端必備的應用程序，由這兩個(gè)應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(lèi)，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(lèi)似于HTTP的proxy和SMTP的MTA（Message Transfer Agent ），有點(diǎn)像中繼器，它本身并不對用戶(hù)請求進(jìn)行響應，只是轉發(fā)用戶(hù)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(lèi)似于DNS（Domain Name Service），它收到用戶(hù)的請求后，若判定自身不是目的地址，則向用戶(hù)響應下一個(gè)應訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器的地址，而不是轉發(fā)請求報文。還有一個(gè)注冊服務(wù)器。它接收客戶(hù)機的注冊請求，完成用戶(hù)地址的注冊。
SIP在設計上充分考慮了對其他協(xié)議的擴展適應性。它支持許多種地址描述和尋址，包括用戶(hù)名@主機地址、被叫號碼@PSTN網(wǎng)關(guān)地址、Tel：025-3492609普通電話(huà)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電話(huà)網(wǎng)上的位置，然后通過(guò)一個(gè)與傳統電話(huà)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(hù)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(lái)增強其定位功能。
1.2 SIP網(wǎng)絡(luò )結構
SIP的出發(fā)點(diǎn)是想借鑒Web業(yè)務(wù)成功的經(jīng)驗，以現有的Internet為基礎來(lái)構架IP電話(huà)業(yè)務(wù)網(wǎng)，因此SIP有著(zhù)與H.323完全不同的設計思想。它是一個(gè)分散式的協(xié)議，它將網(wǎng)絡(luò )設備的復雜性向網(wǎng)絡(luò )邊緣推，使核心網(wǎng)絡(luò )仍是一個(gè)“Best Effort”（盡力傳送）的傳送通道，這就是SIP系統中核心網(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(gè)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)，將大大提高系統的處理能力，為組建大規模的IP電話(huà)業(yè)務(wù)網(wǎng)奠定了基礎，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結合的模式既可以充分發(fā)揮SIP的特點(diǎn)（如用戶(hù)定位和查找）又保留了Internet無(wú)連接數據傳送的設計思路。與以H.323協(xié)議為基礎的IP電話(huà)相比，SIP需要相對智能的終端，即終端需要包含用戶(hù)代理客戶(hù)機構和用戶(hù)代理服務(wù)器兩部分，由這兩部分實(shí)現呼叫請求、呼叫應答和一些用戶(hù)的特定需要，正是因為SIP系統有了相對智能的終端系統，所以它才有可能實(shí)現用戶(hù)個(gè)性化的需要。如圖1是SIP系統的基本結構。
SIP網(wǎng)絡(luò )中一次正常接續的流程是：
（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(guò)名字查找，用戶(hù)定位，最終找到被叫UAS；
（3）被叫UAS響應用戶(hù)請求（拒絕或接受請求），該響應沿原路返回；
（4）主叫UAC收到響應后，接通被叫或者終止這次呼叫請求。
對于用戶(hù)終端是非智能終端的場(chǎng)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(hù)的移動(dòng)性、用戶(hù)對話(huà)的選擇性以及與Web相結合的一些應用。
1.3 SIP的特點(diǎn)
SIP具有簡(jiǎn)單、擴展性好以及和現有的Internet應用緊密的特點(diǎn)。簡(jiǎn)單是指僅用三條消息INVITE、BYE和ACK與四個(gè)頭（To、Form、Call-ID、Cseq）就能實(shí)現簡(jiǎn)單的Internet電話(huà)。擴展性是指網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器具有Stateful和Stateless相結合的特點(diǎn)。與現有Internet應用緊密結合的特點(diǎn)主要是指SIP可以和Web以及E-mail業(yè)務(wù)緊密結合，目前IETF的PINT（PSTN/Internet Inter-Networking）工作組正在制定的點(diǎn)擊撥號（click-to-dial）和點(diǎn)擊傳真（click-to-fax）協(xié)議就是以SIP為基礎的。
2 SIP在3G中的應用
SIP提供了一個(gè)開(kāi)發(fā)框架，利用這個(gè)框架，可以開(kāi)發(fā)大量的應用于第三代移動(dòng)通信領(lǐng)域的全IP通信業(yè)務(wù)。這項技術(shù)通過(guò)一致的協(xié)議將Internet和移動(dòng)電話(huà)連接起來(lái)，使將來(lái)的移動(dòng)終端和其他連接到Internet上的設備更直接地通過(guò)IP數據流進(jìn)行通信。這意味著(zhù)可以使用更智能的方式向移動(dòng)電話(huà)用戶(hù)提供更豐富的話(huà)音、短信息和電子郵件業(yè)務(wù)。在使用全IP技術(shù)的時(shí)代，利用SIP技術(shù)可以實(shí)現大量的新應用。例如，來(lái)電顯示不用再是僅僅不斷地閃爍呼叫者的電話(huà)號碼，而可以用其他個(gè)性化的圖標或公司的有關(guān)信息表示。同時(shí)，每次呼叫的主題也在用戶(hù)接電話(huà)時(shí)顯示出來(lái)。除此之外，使用SIP技術(shù)還可以創(chuàng )造出包括更豐富內容的業(yè)務(wù)。例如，可以向特定的用戶(hù)傳送定制的信息或提供集成的多媒體郵件點(diǎn)播業(yè)務(wù)，通過(guò)它可以在不需要用戶(hù)應答，就向用戶(hù)提供基于Internet的視頻郵件應答服務(wù)。3GPP組織已經(jīng)決定在SIP基礎上建立第三代移動(dòng)通信的全IP網(wǎng)絡(luò )。
諾基亞移動(dòng)電話(huà)產(chǎn)品市場(chǎng)部副總裁 Janne Jormalainen指出：“新的應用和服務(wù)能否快速和簡(jiǎn)單地開(kāi)發(fā)出來(lái)，對第三代移動(dòng)通信能否取得成功至關(guān)重要。 SIP已經(jīng)包括了IPv6標準，這有可能極大地提高每個(gè)用戶(hù)在Internet上使用自己獨有的IP地址進(jìn)行個(gè)人間通信的能力。用戶(hù)可以通過(guò)全球任何一個(gè)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(dòng)Internet技術(shù)的體系結構（MITA）。SIP將在諾基亞的移動(dòng)Internet技術(shù)體系結構中發(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(dòng)Internet體系結構（MITA）的目標就是讓用戶(hù)更方便地使用Internet。
中國通信網(wǎng)(www.c114.net)—《中國數據通信》
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