基于ＳＩＰ協(xié)議系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的研究

［摘要］文章研究SIP系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并分析體系各組成部分的工作原理。

［關(guān)鍵詞］SIP；會(huì)話；用戶代理；代理服務(wù)器；重定向服務(wù)器；注冊(cè)服務(wù)器

［作者簡介］謝聲時(shí)，中國人民銀行?？谥行闹熊浖こ處?，碩士研究生，研究方向：網(wǎng)絡(luò)安全，海南?？?，570105；羅洋，中國人民銀行海口中心支行，碩士研究生，海南海口，570105

［中圖分類號(hào)］ TP31［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A［文章編號(hào)］ 1007-7723（2008）10-0032-0002

一、引言

隨著通信技術(shù)和IP技術(shù)的發(fā)展，語音通信已經(jīng)不能完全滿足社會(huì)和廣大用戶的需求，視頻通信已經(jīng)是下一代信息技術(shù)重要的發(fā)展方向。IETF提出的SIP協(xié)議能滿足社會(huì)和用戶需求，它的標(biāo)準(zhǔn)是RFC3261。SIP 是一個(gè)應(yīng)用層控制協(xié)議，可以運(yùn)行在TCP 、UDP等各種傳輸層協(xié)議之上；SIP協(xié)議不關(guān)心承載網(wǎng)絡(luò)，它可以在ATM、幀中繼等承載網(wǎng)中工作。

二、SIP系統(tǒng)基本組成

SIP系統(tǒng)采用的是客戶/服務(wù)器控制方式。SIP系統(tǒng)由4種邏輯網(wǎng)元組成：用戶代理（User Agent）、代理服務(wù)器（Proxy Server）、重定向服務(wù)器（Redirection Server）以及注冊(cè)服務(wù)器。根據(jù)需要，實(shí)際的物理實(shí)體可以包含一個(gè)或者多個(gè)邏輯網(wǎng)元。定位服務(wù)器（Location Server）不是SIP元素，所以它和其他的SIP元素交互可以不用SIP協(xié)議。圖1描述了SIP系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。用戶接入網(wǎng)絡(luò)后首先要向注冊(cè)服務(wù)器注冊(cè)，注冊(cè)信息寫入定位服務(wù)器中。當(dāng)用戶代理客戶要發(fā)起呼叫時(shí)，它將呼叫請(qǐng)求消息發(fā)送給本域的出向代理服務(wù)器。媒體描述信息以SDP（SessionDescriptionProtocol）的形式在SIP消息體中被封裝并發(fā)送出去。

三、用戶代理

一個(gè)用戶代理代表了一個(gè)終端系統(tǒng)，是sip系統(tǒng)中的端用戶。根據(jù)在會(huì)話中的功能分為兩個(gè)部分：用戶代理客戶端(UAC)和用戶代理服務(wù)器(UAS)，二者組成用戶代理存在于用戶終端中。用戶代理客戶端用于發(fā)起呼叫請(qǐng)求，代理服務(wù)器用于響應(yīng)呼叫請(qǐng)求。UAC可以由一些外部驅(qū)動(dòng)來發(fā)出請(qǐng)求和處理應(yīng)答；UAS既能接收請(qǐng)求，又產(chǎn)生應(yīng)答，它可以根據(jù)用戶輸入、程序執(zhí)行結(jié)果或者其他機(jī)制來產(chǎn)生應(yīng)答。UAC和UAS是根據(jù)通信過程中所扮演的角色不同來區(qū)分。在現(xiàn)實(shí)中，由于UA可能發(fā)出呼叫，又可能接收呼叫，因此UA應(yīng)該包含一個(gè)UAC程序和一個(gè)UAS程序。UA在實(shí)際應(yīng)用的過程中可表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)上的軟件電話、SIP IP電話機(jī)以及其他采用SIP作為通信信令的終端。

四、代理服務(wù)器

代理服務(wù)器可以當(dāng)作服務(wù)器端或客戶端，它不僅接受SIP消息，而且根據(jù)網(wǎng)絡(luò)策略把消息轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)SIP服務(wù)器。代理服務(wù)器具有解析名字的能力，能夠履行驗(yàn)證、授權(quán)、網(wǎng)絡(luò)訪問控制和路由等功能。在轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求消息前，代理服務(wù)器可以修改消息的部分內(nèi)容。

SIP代理服務(wù)器分為有狀態(tài)代理服務(wù)器和無狀態(tài)代理服務(wù)器兩類。有狀態(tài)與無狀態(tài)代理服務(wù)器的區(qū)分是SIP適應(yīng)IP網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀的一種有效方法。在網(wǎng)絡(luò)的核心使用無狀態(tài)代理，提供快速、高效的路由；在網(wǎng)絡(luò)的邊緣使用有狀態(tài)代理，為用戶提供更好的服務(wù)。

SIP請(qǐng)求可經(jīng)過多個(gè)代理服務(wù)器，每個(gè)服務(wù)器接收請(qǐng)求后將其轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳服務(wù)器，下一跳可能是另一個(gè)代理服務(wù)器，也可能是最終的用戶代理服務(wù)器。代理服務(wù)器為用戶嘗試多于一個(gè)地址時(shí)，叫做派生代理。派生代理可以按照它們的配置處理并行或順序地搜索。并行搜索是同時(shí)嘗試搜索所有可能的位置，而順序搜索每次只嘗試搜索一個(gè)位置。

五、重定向服務(wù)器

重定向服務(wù)器可以讓SIP 代理服務(wù)器將 SIP 會(huì)話邀請(qǐng)信息定向到外部域，提供下一跳的信息給用戶，它映射請(qǐng)求地址到零個(gè)或多個(gè)實(shí)際地址。重定向服務(wù)器不能接收或終止呼叫，不初始化自己的SIP請(qǐng)求。

重定向服務(wù)器通過提供可選的位置幫助定位SIP用戶代理。重定向服務(wù)器并非總是返回用戶實(shí)際所在地的用戶代理地址，它也可僅僅簡單地返回一個(gè)知道更多目的地址信息的服務(wù)器的地址。

重定向服務(wù)器并不發(fā)起任何用于定位用戶的行動(dòng)，它只是返回用戶有可能出現(xiàn)的那些位置的列表，而由用戶代理去進(jìn)行用戶定位的所有嘗試。這一點(diǎn)也就是重定向服務(wù)器和代理服務(wù)器之間的主要區(qū)別。代理服務(wù)器代替用戶作后續(xù)的嘗試而不是向用戶發(fā)送新的聯(lián)系信息。

六、注冊(cè)服務(wù)器和定位服務(wù)器

SIP注冊(cè)服務(wù)器用來完成對(duì)UAS的登錄，在SIP系統(tǒng)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通過服務(wù)器能找到它們。注冊(cè)服務(wù)器典型地與一個(gè)代理服務(wù)器或一個(gè)定向服務(wù)器位于同一臺(tái)機(jī)器并提供定位服務(wù)，同時(shí)也支持驗(yàn)證。

定位服務(wù)器不屬于SIP的范疇，它是Internet中的公共服務(wù)器，其查詢可采用多種協(xié)議，如DNS、finger、LDAP(Lightweight Directory Access Protocol，簡稱LDAP)或基于多播的協(xié)議。代理服務(wù)器和重定向服務(wù)器在確定下一跳服務(wù)器時(shí)都可能向定位服務(wù)器發(fā)出查詢，定位服務(wù)器可能返回多個(gè)位置信息。如果重定向服務(wù)器收到多個(gè)位置指示，則將這些位置信息全部返回給客戶；如果代理服務(wù)器收到多個(gè)位置指示，則可按順序或并行方式逐一地試探這些位置，直到呼叫成功或被用戶拒絕為止。

SIP重定向服務(wù)器或者代理服務(wù)器，通過定位服務(wù)器，獲取被叫的可能的位置信息。用戶位置信息主要來自于注冊(cè)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)過來的用戶終端或者網(wǎng)關(guān)的注冊(cè)信息。定位服務(wù)器具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)管理能力和數(shù)據(jù)查找能力。定位服務(wù)器也是SIP的一個(gè)邏輯部件，可以和其他服務(wù)器捆綁在一起。定位服務(wù)器應(yīng)包括電話號(hào)碼、IP地址和端口的映射表。除了來自用戶的注冊(cè)消息之外，用戶還可以通過自助，修改定位服務(wù)器中用戶自己的記錄，從而保證用戶的可移動(dòng)性。

七、結(jié)語

SIP具有最少狀態(tài)、低層協(xié)議無關(guān)性、可擴(kuò)展性，易于支持IN業(yè)務(wù)、能夠支持絕大多數(shù)ITU-T的Capability Set 1和 Capability Set 2中的業(yè)務(wù)等特點(diǎn)。SIP協(xié)議將是下一代網(wǎng)絡(luò)和下一代通信多媒體的重要協(xié)議，將使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向IP網(wǎng)絡(luò)遷移，從而全面地、行之有效地順應(yīng)用戶需求的變化。所以，SIP將在未來的網(wǎng)絡(luò)多媒體通信中起著非常重要的作用。

［參考文獻(xiàn)］

［1］J.Rosenberg，H.Schulzrinne，G.Camarillo.SIP:Session Initiati

on Protocol IETF RFC 3261 June 2002.

［2］張智江，等.SIP協(xié)議及其應(yīng)用［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2005.