SIP的應(yīng)用

胡正東

【摘 要】SIP協(xié)議越來越多應(yīng)用于會(huì)議控制、下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、ISM及軟交換中。其簡單、易于擴(kuò)展、便于實(shí)現(xiàn)，正逐步成為下一代網(wǎng)絡(luò)和3G多媒體子系統(tǒng)領(lǐng)域中的重要協(xié)議。

【關(guān)鍵詞】S IP應(yīng)用、I MS、會(huì)議控制、軟交換

【中圖分類號(hào)】C2【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0093-01

SIP協(xié)議憑借其簡單、易于擴(kuò)展、便于實(shí)現(xiàn)等諸多優(yōu)點(diǎn)，正逐步成為NGN（下一代網(wǎng)絡(luò)）和3G多媒體子系統(tǒng)域中的重要協(xié)議，并且市場上出現(xiàn)越來越多的支持SIP的客戶端軟件和智能多媒體終端以及用SIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的服務(wù)器和軟交換設(shè)備。

1 SIP協(xié)議在會(huì)議控制中的應(yīng)用

會(huì)議是一類十分重要的多媒體業(yè)務(wù)。它主要包含三個(gè)方面的問題：一是多方通信的實(shí)現(xiàn)模式，二是會(huì)議成員信息如何傳送，三是會(huì)場控制方式。

雖然SIP設(shè)計(jì)原則是一個(gè)通用會(huì)話控制協(xié)議，該會(huì)話可以包含任意多個(gè)通信方，然而實(shí)際至今為止SIP主要還是用于點(diǎn)到點(diǎn)呼叫的控制，因此究竟如何用SIP控制實(shí)現(xiàn)會(huì)議通信尚無成熟的經(jīng)驗(yàn)。為此，SIP協(xié)議的制定者提出了幾種多方通信的實(shí)現(xiàn)模式：

端系統(tǒng)媒體混合方式、自組織集中方式、拔出會(huì)議方式、集中式信令+分布式媒體方式、多播會(huì)議。

會(huì)議成員信息公告最簡單的方法就是利用RTCP的源描述項(xiàng)（SDES）分組發(fā)送，它不需要任何SIP擴(kuò)展，但是其缺陷是只有當(dāng)通話建立后才能發(fā)送該消息，而用戶往往要求事先知道會(huì)議成員，以便決定是否加入會(huì)議或接納新成員。為此，提出了一個(gè)擴(kuò)展頭部，列出所有成員名單及其狀態(tài)，該頭部可以加在會(huì)議建立消息中。為了在會(huì)議進(jìn)行過程中傳遞成員信息的變化，又專門定義了一個(gè)CONF擴(kuò)展消息。

2 SIP協(xié)議在下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

第三代移動(dòng)通信伙伴項(xiàng)目（3GPP）已確定將SIP作為第三代移動(dòng)通信IP網(wǎng)絡(luò)的核心協(xié)議，制定了基于SIP的IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）體系標(biāo)準(zhǔn)。在UMTS（通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）R5/R6版本中，移動(dòng)核心網(wǎng)采用全I(xiàn)P承載，用IP作為語音、數(shù)據(jù)以及信令的統(tǒng)一載體。根據(jù)提供業(yè)務(wù)功能的不同，核心網(wǎng)從邏輯上可分為電路域（CS），分組域（PS）和多媒體子域（IMS）三部分，其中，IMS是在PS域的基礎(chǔ)上，采用SIP向UMTS移動(dòng)終端提供數(shù)據(jù)和多媒體語音集成業(yè)務(wù)。

SIP擴(kuò)展文檔RFC3455主要針對3GPP等移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)需求，擴(kuò)展了6個(gè)用于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的消息頭部字段。

（1） 關(guān)聯(lián)URI（P-Associated-URI）：傳送移動(dòng)終端注冊地址的所有關(guān)聯(lián)URI（統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)）。

（2） 被叫方標(biāo)識(shí)符（P-Called-Party-ID）：傳送被叫身份標(biāo)識(shí)。當(dāng)一個(gè)移動(dòng)終端需要注冊多個(gè)URI時(shí)，通過P-Called-Party-ID可以識(shí)別真實(shí)的被叫URI。

（3）拜訪網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符（P-Visited-Network-ID）：傳送全局唯一的拜訪網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)識(shí)碼。通常，一個(gè)P-CSCF管轄的范圍需要一個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)碼需要由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商統(tǒng)一進(jìn)行分配。

（4） 接入網(wǎng)信息（P-Acccss-Network-Info）：傳送移動(dòng)終端所使用的無線接入技術(shù)和無線接入網(wǎng)絡(luò)相關(guān)信息。例如，移動(dòng)終端可通過UTRAN（UMTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)）FDD或TDD、IEEE802.11a、802.11b、GERAN（GSM/EDGE（GSM增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率））或cdma2000接入IMS系統(tǒng)。

（5）計(jì)費(fèi)地址（P-Charing-Function-Address）：IMS中有兩類計(jì)費(fèi)功能實(shí)體CCF（計(jì)費(fèi)采集功能）和ECF（事件計(jì)費(fèi)功能）。該消息頭部字段用于指示所使用的計(jì)費(fèi)功能實(shí)體地址信息。通過該頭部字段，IMS可以實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)信息冗余保存機(jī)制。

（6） 計(jì)費(fèi)矢量（P-Charging-Vector）：傳送IMS中的計(jì)費(fèi)信息，例如計(jì)費(fèi)采集點(diǎn)標(biāo)識(shí)、IP地址、主叫方網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符和被叫方網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符。

通過以上擴(kuò)展字段，SIP可以為移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)漫游位置更新、漫游計(jì)費(fèi)等典型移動(dòng)業(yè)務(wù)特征。同時(shí)，盡管以上擴(kuò)展字段是應(yīng)IMS系統(tǒng)的需求進(jìn)行制定的，然而，由于以上擴(kuò)展字段同樣適用于cdma2000、WLAN（無線局域網(wǎng)）等其他無線接入網(wǎng)絡(luò)。

隨著無線設(shè)備的發(fā)展，會(huì)話中的終端移動(dòng)逐漸成為一個(gè)重要問題。解決這個(gè)問題方法有兩個(gè)：

第一種方法是移動(dòng)的一方不經(jīng)過代理服務(wù)器，直接向?qū)Ψ桨l(fā)送一個(gè)新的INVITE消息，告知對方自己的新地址，即可保持會(huì)話的連續(xù)性。這里所說的連續(xù)性是相對的，對于帶寬用戶來說，地址切換引起的會(huì)話終端可能只有幾毫秒，不會(huì)對用戶產(chǎn)生影響，但對于窄帶用戶來說，影響非常大。

第二種方法是使用代理服務(wù)器和RTP轉(zhuǎn)發(fā)器。代理服務(wù)器可以將消息轉(zhuǎn)發(fā)給被叫，而RTP服務(wù)器則負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流。并且，RTP轉(zhuǎn)發(fā)器可以用緩沖區(qū)對接收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行整理，丟棄重復(fù)的數(shù)據(jù)包。

3 SIP在IMS中的應(yīng)用

IMS（IPmultimediasubsystem）顯著特點(diǎn)是：采用了SIP，通信與接入方式無關(guān)，可以提供多種媒體業(yè)務(wù)，控制功能與承載能力分離、呼叫與會(huì)話分離、應(yīng)用與服務(wù)分離、業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)分離，移動(dòng)網(wǎng)與Internet業(yè)務(wù)融合。IMS順應(yīng)了通信網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展的趨勢。

IMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要功能實(shí)體包括呼叫/會(huì)話功能實(shí)體（CSCF：callsessioncontrolfunction）、原籍用戶服務(wù)器（HSS：home subscriber server）、媒體網(wǎng)關(guān)控制實(shí)體（MGCF）和媒體網(wǎng)關(guān)（MGW）等。

SIP信令消息從移動(dòng)用戶發(fā)起，經(jīng)UMTS（univer salmobiletele communications system，通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）陸地?zé)o線接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入核心網(wǎng)，通過SGSN和GGSN到達(dá)CSCF，經(jīng)過處理后送往其他IMS網(wǎng)絡(luò)、MGCF/ MGW網(wǎng)絡(luò)或外部IP網(wǎng)絡(luò)。在此過程中，SGSN和GGSN僅查看消息的目的IP地址，不分析消息的內(nèi)容，起到路由器的作用。

4 SIP在軟交換中的應(yīng)用

SIP在軟交換網(wǎng)絡(luò)中可以應(yīng)用的場景非常廣泛：軟交換和軟交換之間、軟交換和SIP終端之間、軟交換和應(yīng)用服務(wù)器之間、軟交換和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)之間、軟交換/應(yīng)用服務(wù)器/應(yīng)用網(wǎng)關(guān)和媒體服務(wù)器之間。

SIPURI（uniformresourceidentifiers）地址為SIP：user@domain形式。如果user是E.164號(hào)碼，也就是說，為SIP終端分配一個(gè)類似PSTN的號(hào)碼，則主叫軟交換機(jī)可以根據(jù)一般電話號(hào)碼的規(guī)則很容易地得出被叫軟交換機(jī)的地址[2]。如果domain只是簡單的IP地址，則可直接根據(jù)該地址將信令消息發(fā)至被叫軟交換機(jī)。對于一般的SIP URI地址，建議利用DNS系統(tǒng)，解析該地址得到該域中SIP代理服務(wù)器地址，信令到達(dá)該服務(wù)器后，再查詢該域中的位置登記服務(wù)器，即可定位到被叫用戶當(dāng)前所在地址。

主叫A接入A域的代理服務(wù)器A后，代理服務(wù)器A查詢DNS，得到B域的代理服務(wù)器B的地址。最后由代理服務(wù)器B將invite消息發(fā)送至被叫B。在軟交換網(wǎng)絡(luò)中，代理服務(wù)器A和代理服務(wù)器B的功能都由軟交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃永峰，李建慶.下一代網(wǎng)絡(luò)核心控制協(xié)議：SIP及其應(yīng)用 人民郵電出版社，2009

[2] 強(qiáng)磊，饒少陽， 陳卉.IMS核心原理與應(yīng)用 人民郵電出版社，2008