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對SIP協(xié)議第三方呼叫控制的研究

林美玉　王立言 2004/07/13

一、引言

　　IETF提出的會(huì )話(huà)初始協(xié)議(SIP)，是在IP網(wǎng)上進(jìn)行多媒體通信的應用層控制協(xié)議，可以用來(lái)發(fā)起、建立以及釋放會(huì )話(huà)。SIP協(xié)議靈活簡(jiǎn)單的特性以及其靈活強大的呼叫控制的功能吸引了越來(lái)越多的廠(chǎng)商和運營(yíng)商。SIP協(xié)議還可以與SDP協(xié)議配合使用，用來(lái)協(xié)商會(huì )話(huà)的媒體屬性，因此更易于實(shí)現第三方呼叫控制。

　　第三方呼叫控制(3pcc)指的是由第三方控制者在另外兩者之間建立一個(gè)會(huì )話(huà)，由控制者負責會(huì )話(huà)雙方的媒體協(xié)商。3pcc是一種非常靈活的控制方式，在PSTN網(wǎng)中，第三方呼叫控制通常用于會(huì )議、接線(xiàn)業(yè)務(wù)(接線(xiàn)員創(chuàng )建一個(gè)連接另外雙方的呼叫)。同樣，使用SIP協(xié)議也可以借助3pcc來(lái)完成許多業(yè)務(wù)，例如點(diǎn)擊撥號、通話(huà)過(guò)程中放音等等，而且實(shí)現起來(lái)非常方便。RFC3264中定義了一種提供/應答模式，使兩個(gè)實(shí)體之間可以使用SDP的提供/應答(offer/answer)模式進(jìn)行會(huì )話(huà)協(xié)商。

二、第三方呼叫控制方法

　　SIP消息可以攜帶SDP消息體。SDP(會(huì )話(huà)描述協(xié)議)是用來(lái)描述與媒體流相關(guān)的參數以及與會(huì )話(huà)相關(guān)的信息，其中包括對會(huì )話(huà)的描述以及媒體類(lèi)型、數據發(fā)送到的端口、傳輸協(xié)議(例如RTP)以及媒體格式(例如RTP載荷格式)的描述。3pcc的實(shí)現關(guān)鍵就在于控制者如何在會(huì )話(huà)雙方之間使用SDP消息協(xié)商即將建立的會(huì )話(huà)。根據SIP協(xié)議的機制，可以有下面四種方法實(shí)現3pcc。

　　1.流程Ⅰ

　　該流程圖中的offer和answer都是SDP消息。下面解釋消息流程。

　　控制者首先向用戶(hù)A發(fā)送一個(gè)沒(méi)有SDP的INVITE，A的電話(huà)振鈴，A應答之后，產(chǎn)生的200 OK響應中將包含一個(gè)ofrerl，攜帶用戶(hù)A所希望建立會(huì )話(huà)的媒體類(lèi)型、媒體格式、傳輸協(xié)議以及接收媒體流的端口和IP地址。控制者將來(lái)自A的offerl包含在發(fā)給B的INVITE中，B振鈴應答之后產(chǎn)生對rfferl的應答answerl。最后控制者向用戶(hù)A發(fā)出的ACK中包含answer1作為應答。


圖1　3pcc流程Ⅰ

　　該流程優(yōu)點(diǎn)是非常簡(jiǎn)單，不需要控制者產(chǎn)生SDP，不必考慮控制者自身對媒體類(lèi)型的要求。

　　缺點(diǎn)是該流程存在著(zhù)一個(gè)非常嚴重的超時(shí)問(wèn)題。如果B不能立即響應，控制者就無(wú)法馬上給A發(fā)送ACK，有可能導致A定時(shí)重發(fā)200 OK。因為根據RFC3261，如果走時(shí)之后還沒(méi)有收到ACK，這次呼叫就失敗了。所以該流程只能用于用戶(hù)B可以立即對INVITE進(jìn)行響應的情況下。

　　2.流程Ⅱ


圖2　3pcc流程Ⅱ

　　流程圖中的“黑洞”SDP指的是包含的連接地址是一個(gè)無(wú)效的連接地址，例如rtp.invalid或者0.0.0.0，也就是想建立一個(gè)空的媒體流，因為這個(gè)媒體流實(shí)際上并沒(méi)有媒體或者RTCP包從A流出。

　　該流程中，控制者首先向用戶(hù)A發(fā)送INVITE，包含SDP1，用來(lái)創(chuàng )建一個(gè)初始的“黑洞”媒體流，A振鈴并產(chǎn)生應答記為SDP2，其中包含的是一個(gè)有效的連接地址，但此時(shí)仍沒(méi)有媒體流向控制者。控制者向A發(fā)出ACK。 　 控制者向B發(fā)送INVITE，攜帶SDP2作為對B的offer。B振鈴，應答之后產(chǎn)生的200 OK響應中包含一個(gè)SDP3，也就是對SDP2的應答。控制者向B發(fā)送ACK。

　　控制者向A發(fā)送re-INVITE，包含SDP3作為offer。假設用戶(hù)A不想改變原來(lái)的會(huì )話(huà)屬性，在200 OK響應中包含的應答應該仍是SDP2。控制者發(fā)送ACK之后，就可以有媒體從A流向B。

　　本流程所有的最終響應都可以被立即確認，不會(huì )有因超時(shí)而導致呼叫失敗的問(wèn)題。

　　缺點(diǎn)是控制者必須預先知道本次呼叫所要使用的媒體類(lèi)型，來(lái)創(chuàng )建初始的“黑洞”SDP；第二，“黑洞”SDP是一種擴展的機制，并不能確定所有的UA能否支持這種機制以及如果收到這樣的地址能做何反應；第三，流程完成的前提是假設用戶(hù)A對re-INVITE的響應中仍然包含的是SDP2。如果不是SDP2的話(huà)，控制者還需要向A再發(fā)送re-INVITE，然后有可能從B得到另一個(gè)不同的SDP，然后還需要向A再發(fā)送re-INVITE，如此等等，可能形成一個(gè)無(wú)限循環(huán)的會(huì )話(huà)協(xié)商。當然，可以采用一個(gè)智能UA，要求其固定的返回SDP2，或者采用一個(gè)智能的控制者能夠分析收到的SDP確定有無(wú)必要發(fā)送re-INVITE，但是為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，應盡量避免控制者了解SDP的具體內容。所以實(shí)際上本流程根本就不可用。

　　3.流程Ⅲ

　　本流程中，控制者向A發(fā)送一個(gè)沒(méi)有SDP的INVITE。A應答的200 OK響應中包含一個(gè)offerl，控制者立即在A(yíng)CK消息中產(chǎn)生一個(gè)“黑洞”SDP應答。

　　控制者再向B發(fā)送一個(gè)沒(méi)有SDP的INVITE。B應答的200 0K響應中包含一個(gè)提供offer2，控制者應該基于offer2向A發(fā)送一個(gè)re-INVITE，注意。offer2可能需要稍作修改來(lái)滿(mǎn)足媒體要求。例如如果offer1包含一個(gè)音頻和一個(gè)視頻行，而offer2只有一個(gè)音頻行，控制者就需要在offer2中增加一個(gè)視頻行(端口設為O)來(lái)構成offer2’。由于這是一個(gè)re-INVITE，所以通常應該能立即收到響應。A的200 0K響應中包含的answer2’，可能也需要稍作修改作為offer2的應答answer2。控制者向A發(fā)送ACK之后，媒體就可以流通。


圖2　3pcc流程Ⅱ

　　流程圖中的“黑洞”SDP指的是包含的連接地址是一個(gè)無(wú)效的連接地址，例如rtp.invalid或者0.0.0.0，也就是想建立一個(gè)空的媒體流，因為這個(gè)媒體流實(shí)際上并沒(méi)有媒體或者RTCP包從A流出。

　　該流程中，控制者首先向用戶(hù)A發(fā)送INVITE，包含SDP1，用來(lái)創(chuàng )建一個(gè)初始的“黑洞”媒體流，A振鈴并產(chǎn)生應答記為SDP2，其中包含的是一個(gè)有效的連接地址，但此時(shí)仍沒(méi)有媒體流向控制者。控制者向A發(fā)出ACK。 　 控制者向B發(fā)送INVITE，攜帶SDP2作為對B的offer。B振鈴，應答之后產(chǎn)生的200 OK響應中包含一個(gè)SDP3，也就是對SDP2的應答。控制者向B發(fā)送ACK。

　　控制者向A發(fā)送re-INVITE，包含SDP3作為offer。假設用戶(hù)A不想改變原來(lái)的會(huì )話(huà)屬性，在200 OK響應中包含的應答應該仍是SDP2。控制者發(fā)送ACK之后，就可以有媒體從A流向B。

　　本流程所有的最終響應都可以被立即確認，不會(huì )有因超時(shí)而導致呼叫失敗的問(wèn)題。

　　缺點(diǎn)是控制者必須預先知道本次呼叫所要使用的媒體類(lèi)型，來(lái)創(chuàng )建初始的“黑洞”SDP；第二，“黑洞”SDP是一種擴展的機制，并不能確定所有的UA能否支持這種機制以及如果收到這樣的地址能做何反應；第三，流程完成的前提是假設用戶(hù)A對re-INVITE的響應中仍然包含的是SDP2。如果不是SDP2的話(huà)，控制者還需要向A再發(fā)送re-INVITE，然后有可能從B得到另一個(gè)不同的SDP，然后還需要向A再發(fā)送re-INVITE，如此等等，可能形成一個(gè)無(wú)限循環(huán)的會(huì )話(huà)協(xié)商。當然，可以采用一個(gè)智能UA，要求其固定的返回SDP2，或者采用一個(gè)智能的控制者能夠分析收到的SDP確定有無(wú)必要發(fā)送re-INVITE，但是為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，應盡量避免控制者了解SDP的具體內容。所以實(shí)際上本流程根本就不可用。

　　3.流程Ⅲ

　　本流程中，控制者向A發(fā)送一個(gè)沒(méi)有SDP的INVITE。A應答的200 OK響應中包含一個(gè)offerl，控制者立即在A(yíng)CK消息中產(chǎn)生一個(gè)“黑洞”SDP應答。

　　控制者再向B發(fā)送一個(gè)沒(méi)有SDP的INVITE。B應答的200 0K響應中包含一個(gè)提供offer2，控制者應該基于offer2向A發(fā)送一個(gè)re-INVITE，注意。offer2可能需要稍作修改來(lái)滿(mǎn)足媒體要求。例如如果offer1包含一個(gè)音頻和一個(gè)視頻行，而offer2只有一個(gè)音頻行，控制者就需要在offer2中增加一個(gè)視頻行(端口設為O)來(lái)構成offer2’。由于這是一個(gè)re-INVITE，所以通常應該能立即收到響應。A的200 0K響應中包含的answer2’，可能也需要稍作修改作為offer2的應答answer2。控制者向A發(fā)送ACK之后，媒體就可以流通。


圖4　3pcc流程Ⅳ

　　綜上所述，流程I是最簡(jiǎn)單且有效的流程。如果控制者預先知道B是自動(dòng)應答的能夠立即響應，例如B是媒體服務(wù)器、會(huì )議服務(wù)器等等情況下，使用本流程是最好不過(guò)了。

　　如果控制者無(wú)法預知被叫的類(lèi)型，就可以使用流程Ⅳ或者流Ⅲ來(lái)實(shí)現3pcc，但是一般不會(huì )使用流程Ⅱ。使用IV、Ⅲ時(shí)對控制者的智能性要求比較高。

三、3pcc應用

　　SIP協(xié)議的突出優(yōu)點(diǎn)就在于靈活的多媒體會(huì )話(huà)的控制功能，配合使用3pcc就可以比傳統電話(huà)網(wǎng)更加靈活方便的實(shí)現各種補充業(yè)務(wù)和新業(yè)務(wù)。

　　3pcc的應用非常廣泛，例如可以方便對信令的控制，易于實(shí)現點(diǎn)擊撥號、早期媒體放音(early media)、通話(huà)過(guò)程中播放語(yǔ)音通知的業(yè)務(wù)等等。

　　點(diǎn)擊撥號業(yè)務(wù)是最典型的3pcc的應用實(shí)例。用戶(hù)瀏覽網(wǎng)站時(shí)，可以直接點(diǎn)擊網(wǎng)頁(yè)上的鏈接地址，使用HTTP啟動(dòng)控制者對客服代表和SIP用戶(hù)之間的第三方呼叫控制。然后控制者就可以使用上述四種方法在兩者之間建立起媒體會(huì )話(huà)。

　　通話(huà)過(guò)程中播放語(yǔ)音通知，可以使用控制者將媒體服務(wù)器跟正在通話(huà)的用戶(hù)之間連接起來(lái)，播放通知。

　　下面以播放早期放音媒體為例，選用最簡(jiǎn)單的流程I來(lái)介紹3pcc的應用。實(shí)際應用中，應該根據具體的情況考慮使用其它流程對下圖進(jìn)行修改。

　　Early media指的是呼叫建立之前已經(jīng)建立的會(huì )話(huà)，通常用來(lái)傳遞關(guān)于呼叫進(jìn)程的語(yǔ)音通知。圖5便是用戶(hù)B在應答呼叫之前已經(jīng)建立了Early media媒體通道進(jìn)行放音(圖中(1)處)。用戶(hù)B對呼叫進(jìn)行應答之前用戶(hù)A和控制者之間，B和控制者之間都分別已經(jīng)進(jìn)行過(guò)一輪媒體的交互了。當B接受呼叫之后，由于會(huì )話(huà)狀態(tài)并沒(méi)有改變，因此并不需要重新與用戶(hù)A進(jìn)行SDP信令交互。


圖5　用戶(hù)B播放早期放音媒體

四、總結語(yǔ)

　　3pcc在多方通信中(例如會(huì )議)的應用也很廣泛，SIP協(xié)議的3pcc功能應用靈活，使用一個(gè)控制者可以將多個(gè)用戶(hù)聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行通信，方便管理。但是目前3pcc實(shí)現上還有一些標準無(wú)法統一的問(wèn)題，例如如何創(chuàng )建一個(gè)無(wú)效連接地址的SDP，亟待解決。目前我國正在積極的開(kāi)展關(guān)于SIP協(xié)議對呼叫控制方面標準的制定，第三方呼叫控制作為呼叫控制的一個(gè)重要方面，也將成為一個(gè)不可或缺的研究重點(diǎn)。

中國通信網(wǎng)(www.c114.net)—摘自　泰爾網(wǎng)
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