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IP電話協(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(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)絡結(jié)構(gòu)和特點;然后介紹了SIP在3G中的應用。

  關鍵詞 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—服務器協(xié)議:客戶機發(fā)起請求,服務器進行響應,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)絡服務器。用戶代理有用戶代理客戶機(UAC,User Agent Client)和用戶代理服務器(UAS, User Agent Server),其中用戶代理客戶機用于發(fā)起呼叫,而用戶代理服務器則用于響應呼叫。用戶代理客戶機和用戶代理服務器是用戶端必備的應用程序,由這兩個應用程序完成呼叫的發(fā)起和接收。網(wǎng)絡服務器也有兩類,它們是代理服務器(proxy)和重定向服務器(redirect)。代理服務器類似于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行響應,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,以保證將響應按原路返回并防止環(huán)路的發(fā)生。重定向服務器非常類似于DNS(Domain Name Service),它收到用戶的請求后,若判定自身不是目的地址,則向用戶響應下一個應訪問服務器的地址,而不是轉(zhuǎn)發(fā)請求報文。還有一個注冊服務器。它接收客戶機的注冊請求,完成用戶地址的注冊。

  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,包括用戶名@主機地址、被叫號碼@PSTN網(wǎng)關地址、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器注冊的功能,也可以利用其他定位服務器如DNS、LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)等提供的定位服務來增強其定位功能。

  1.2 SIP網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

  SIP的出發(fā)點是想借鑒Web業(yè)務成功的經(jīng)驗,以現(xiàn)有的Internet為基礎來構(gòu)架IP電話業(yè)務網(wǎng),因此SIP有著與H.323完全不同的設計思想。它是一個分散式的協(xié)議,它將網(wǎng)絡設備的復雜性向網(wǎng)絡邊緣推,使核心網(wǎng)絡仍是一個“Best Effort”(盡力傳送)的傳送通道,這就是SIP系統(tǒng)中核心網(wǎng)絡服務器可以不保留狀態(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)絡服務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)務網(wǎng)奠定了基礎,而邊緣網(wǎng)絡服務器可以是有狀態(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)傳送的設計思路。與以H.323協(xié)議為基礎的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)和用戶代理服務器兩部分,由這兩部分實現(xiàn)呼叫請求、呼叫應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)絡中一次正常接續(xù)的流程是:

(1)UAC向網(wǎng)絡服務器(proxy或redirect)發(fā)出呼叫請求;

(2)網(wǎng)絡服務器(proxy或redirect)通過名字查找,用戶定位,最終找到被叫UAS;

(3)被叫UAS響應用戶請求(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)絡服務器具有Stateful和Stateless相結(jié)合的特點。與現(xiàn)有Internet應用緊密結(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為基礎的。

2 SIP在3G中的應用

  SIP提供了一個開發(fā)框架,利用這個框架,可以開發(fā)大量的應用于第三代移動通信領域的全IP通信業(yè)務。這項技術通過一致的協(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上的設備更直接地通過IP數(shù)據(jù)流進行通信。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。在使用全IP技術的時代,利用SIP技術可以實現(xiàn)大量的新應用。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或公司的有關信息表示。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技術還可以創(chuàng)造出包括更豐富內(nèi)容的業(yè)務。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,通過它可以在不需要用戶應答,就向用戶提供基于Internet的視頻郵件應答服務。3GPP組織已經(jīng)決定在SIP基礎上建立第三代移動通信的全IP網(wǎng)絡。

  諾基亞移動電話產(chǎn)品市場部副總裁 Janne Jormalainen指出:“新的應用和服務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重要。 SIP已經(jīng)包括了IPv6標準,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)絡接入Internet。”

  為了與業(yè)界的其他公司進行合作,諾基亞定義了移動Internet技術的體系結(jié)構(gòu)(MITA)。SIP將在諾基亞的移動Internet技術體系結(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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