SIP协议.docx

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SIP协议

简述SIP协议

学院信息技术工程学院

班级09级通信一班

姓名XXX

学号200909XXXX

简述SIP协议

摘要：

SIP协议是NGN（下一代网络）中的重要协议，越来越得到业界的重视。

本文通过SIP协议的背景、特点优势、应用领域、以及未来的发展等几个方面对SIP协议做了简要的概述。

关键词：

SIP、多媒体、NGN、会话、可扩展性

一、SIP协议的简介

SIP协议（会话发起协议）最初是IETF针对在IP网上建立多媒体会话业务而制定的一组协议中的一个，SIP经过扩展后可以在更多的媒体应用中使用，如即时通讯、网络游戏、邮件或其他事件的通知等。

SIP是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层传输协议TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。

SIP协议的主要特点：

（1）最少状态：

呼叫过程中代理服务器可以采用无状态方式工作。

（2）低层协议无关性：

低层协议可以为SIP协议层提供可靠或非可靠业务。

Internet环境下首选UDP协议，当不能使用UDP协议时，使用TCP协议。

（3）基于文本：

采用基于文本的UTF-8编码方式和ISO10646字符集。

（4）可扩展性：

分层编码方式编状态码。

可以根据情况忽略或引入头域，用户可以指示服务器必须理解的消息内容。

（5）易于支持IN业务：

能够支持绝大多数ITU—T的CapabilitySet1和CapabilitySet2中的业务。

二、SIP协议的历史背景

SIP出现于二十世纪九十年代中期，源于哥伦比亚大学计算机系副教授HenningSchulzrinne及其研究小组的研究。

Schulzrinne教授除与人共同提出通过Internet传输实时数据的实时传输协议（RTP）外，还与人合作编写了实时流传输协议（RTSP）标准提案，用于控制音频视频内容在Web上的流传输。

Schulzrinne本来打算编写多方多媒体会话控制（MMUSIC）标准。

1996年，他向IETF提交了一个草案，其中包含了SIP的重要内容。

1999年，Schulzrinne在提交的新标准中删除了有关媒体内容方面的无关内容。

随后，IETF发布了第一个SIP规范，即RFC2543。

虽然一些供应商表示了担忧，认为H.323和MGCP协议可能会大大危及他们在SIP服务方面的投资，IETF继续进行这项工作，于2001年发布了SIP规范RFC3261。

RFC3261的发布标志着SIP的基础已经确立。

从那时起，已发布了几个RFC增补版本，充实了安全性和身份验证等领域的内容。

例如，RFC3262对临时响应的可靠性作了规定。

RFC3263确立了SIP代理服务器的定位规则。

RFC3264提供了提议/应答模型，RFC3265确定了具体的事件通知。

早在2001年，供应商就已开始推出基于SIP的服务。

今天，人们对该协议的热情不断高涨。

SunMicrosystems的JavaCommunityProcess等组织正在使用通用的Java编程语言定义应用编程接口（API），以便开发商能够为服务提供商和企业构建SIP组件和应用程序。

最重要的是，越来越多的竞争者正在借助前途光明的新服务进入SIP市场。

SIP正在成为自HTTP和SMTP以来最为重要的协议之一。

SIP（会话发起协议）的开发目的是用来帮助提供跨越因特网的高级电话业务。

因特网电话（IP电话）正在向一种正式的商业电话模式演进，SIP就是用来确保这种演进实现而需要的NGN（下一代网络）系列协议中重要的一员。

SIP是IETF标准进程的一部分，它是在诸如SMTP（简单邮件传送协议）和HTTP（超文本传送协议）基础之上建立起来的。

它用来建立，改变和终止基于IP网络的用户间的呼叫。

为了提供电话业务它还需要结合不同的标准和协议：

特别是需要确保传输（RTP），与当前电话网络的信令互连，能够确保语音质量（RSVP），能够提供目录（LDAP），能够鉴权用户（RADIUS）等等。

三、简述SIP协议的优势和不足

（1）SIP的优点如下表：

特性

优势

简洁性

SIP的协议栈比其他的VoIP协议都要小。

SIP可以看作是一个简单工具箱，利用它便于实现智能终端、网关、进程和客户端软件。

可扩展性

端到端的结构，使得它比较容易扩展。

当要增加新的用户到基于SIP协议的系统中时，与其它的VoIP协议相比，需要增加的软件和硬件更少得多。

分布式

的功能

非集中式的智能，这样可以再每个组件中实现更多的功能。

而要修改某个组件时，对系统其余部分的影响很小。

在以太网上，两个SIP电话机可以直接互相呼叫，而不需要系统中任何其它服务模块的帮助。

当网络中有多余二个电话机时，系统中的其它模块就发挥作用了。

支持

英特网

基于SIP的系统，可以利用英特网不断增长的优势。

转换网关可以将基于SIP的系统连接到公众电话网（PSTN）上去，而不用背历史遗留的标准所阻碍。

（2）为什么采用SIP协议

每年，技术创新都会推出多款新设备，为人们之间的联系提供新方法和新地址。

在很多情况下，人们发现，这些新设备的便利性因分别管理各种地址、消息和特性不同、甚或相互重叠的工具而造成的复杂性。

新设备的使用还引发了如何以最好的方式与他人联系的问题：

“是应该发送电子邮件还是进行语音留言呢？

进行语音留言，应使用哪个号码呢，是他的办公室电话还是手机？

”在各设备间共享通信信息可能会很繁琐，但一个采用通用信令协议、具有出色设计的网络可大大降低其复杂度。

SIP技术的产生，有利于弥补纯粹基于TCP/IP的技术如socket,datagram程序自定议应用层协议的复杂性，而又不像http协议那样采用html,导致增加用程序解析的难度。

通过采用SIP技术，企业可解决上述问题，获得一个能够创建全新通信应用的、强大、灵活的平台。

在一个SIP环境中，所有设备都作为一个系统的一部分而运行—可通过少量的几个地址联系到用户，用户也可方便地将通信从一个设备转移到另一设备。

SIP由IETFRFC定义，是一个对等多媒体信令协议，可与其他互联网服务集成，来提供丰富的通信途径。

SIP支持IP电话、桌面和笔记本电脑、个人数字助理（PDA）和移动电话等符合标准的终端间的通信。

支持SIP协议的系统可提供创新服务，包括基于Web的通信，用户移动、在网状态和偏好，以及多方协作。

SIP的优势是IP通信系统是智能网络不可缺少的部分。

在企业或机构中，SIP可结合多种不同的应用、设备和通信过程，来提供强大的新功能和特性。

在一个IP融合网络中实施SIP技术有多方面的优势，包括利用可定制的新应用提高网络价值和用户生产率，摆脱对厂商的依赖性，有更大的选择应用和终端的余地，并能够降低设备成本和管理通信服务的开支。

（3）SIP协议的不足

SIP刚问世不久，很多应用尚处于原型阶段或初步商用；该协议单独应用的范围较小，需要与其它协议协同使用；SIP只是完整VoIP电话网络解决方案的局部，还需要许多其它的软件来构建完整的IP电话产品。

SIP“核心”功能实现方式不同，在具体实现过程中必然带来组网条件和特定功能实现问题。

存在设备互操作性问题。

同时由于SIP消息存在语法差别，在不同厂商设备中运行不同协议也有问题。

如此一来，产品间的差别越来越大，互操作问题逾发突出，限制了SIP电话设备的配置。

厂商间的竞争带来的唯一好处是设备价格会降低。

对传统电路交换设备商来说，SIP技术在很大程度上还是一块“鸡肋”——全面转向SIP技术意味着放弃传统电话产业的竞争优势，包括多年来在专用呼叫控制协议领域的投资，还有相关电话及终端设备方面的销售优势。

这些都制约着SIP的应用和普及。

同许多互联网协议一样，SIP协议是根据简化的思路，而不是根据安全的思路设计的。

虽然H.323协议的创建是为了满足更广泛的目标，但是，安全问题也影响到了这个协议。

这个协议本身就存在一些安全漏洞，把这个标准转化为产品的开发人员也为这个协议增加了一些安全漏洞。

四、SIP协议的应用

1.SIP应用于IP网中的基本语音和多种通信增值业务

SIP最初的应用目标就是实现IP网中的各种会话通信功能。

这里的IP网可以是Internet，也可以是公司的IP专网，甚至是运营商的基于IP的软交换下一代网络或3G网络。

这里的会话通信功能可以是基本的VoIP语音电话，也可以是视频通话，甚至是包括语音、视频、短消息、数据同步浏览等多种业务在内的点到点或多点之间的多媒体通信。

SIP之所以有如此卓越的多媒体通信功能，在于其具有与媒体无关的会话控制能力：

SIP协议只负责通信方之间的会话建立并向通信方提供决定各方媒体类型的会话协商功能，至于媒体类型的具体参数内容就不是SIP所负责的事情了，它需要SDP等其他协议的帮助。

对于某些特殊媒体的通信场合，可能需要其他的一些控制机制，例如与短消息通信结合的功能（好友列表）。

对于这些问题，SIP通过其优秀的可扩展性来解决，通过增加新的方法和参数实现新的控制机制。

通过SIP协议在网络和终端中的部署，可以以上述各类多媒体通信功能为基础，向用户提供全新的富通信功能（RichCommunication），也就是富通信用户通过基于SIP的网络和终端获得各种媒体形式和能力的通信功能，不过这里多种媒体形式不是无序混乱的提供，而是根据用户的场合、用户的需求、用户的签约服务等级、通信的内容、终端的能力、网络的能力，决定此次通信中的一种或多种媒体类型或通话模式，并且这些媒体类型和通话模式可以在此次通信中根据情况的改变而改变

2.作为通信核心网的信令协议，包括：

基于软交换NGN网络、3G的IMS网络和未来固定移动融合的FMC网络

SIP另一个大型应用是作为基于软交换的NGN和3GIMS的呼叫控制信令协议。

NGN中的软交换之间以及IMS网络中CSCF之间使用SIP协议完成呼叫的接续和路由。

SIP协议赋予了这些网络呼叫控制的简捷和易控性，但由于其因特网语音通信协议的前身和其简捷的特征导致其对传统PSTN业务继承薄弱，对于这个问题，SIP通过它的透明封装能力将它不能够处理的业务信令（ISUP）封装起来，转发给能够处理的其他网络设备。

这体现了SIP一种非常先进的设计思想：

能够处理的新出现的业务，用协议自身的可扩展机制去处理，复杂和专业领域的业务信令或PSTN网的补充业务等扩展很困难或扩展后的应用价值不大的情况，就利用SIP的封装机制交给能够处理的设备去处理。

SIP与生俱来的很多优点使其很有可能成为未来与接入无关的融合网络的首选呼叫信令协议，这些优点包括：

与媒体无关的呼叫会话控制；SIP地址与终端位置的无关性；对新业务支持的可扩展性；协议的简捷和易于控制；对不支持业务信令的透明封装；实现复杂功能的智能特性边缘化，网络核心只负责简单的信令路由转发。

上图描述了SIP在3G网络中的应用，用户接入网络后首先要向注册服务器注册，注册信息写入定位服务器中（定向服务器不属于SIP网元，只是一个数据库）。

当用户代理客户UAC要发起呼叫时，它一般将呼叫请求消息发送给本域的出向代理服务器。

媒体描述信息以SDP（SessionDescriptionProtocol）的形式在SIP消息体中被封装并发送出去。

代理服务器检查被叫地址，将请求转发（可能经过多个中间代理服务器的转发），直至到达被叫域的代理服务器。

被叫域的代理服务器通过查询定位服务器确定被叫的确切位置，然后将请求转发给被叫用户代理服务器UAS。

被叫UAS收到请求后，生成响应消息。

响应消息将按照请求消息经过的路径，原路返回到主叫UAC。

主叫UAC根据响应消息的内容选择是建立呼叫、重新发起呼叫或取消该呼叫。

如果被叫没有在归属地，主叫将通过重定位服务器重新定位被叫的位置，然后发起请求。

3.应用于业务平台中，实现业务逻辑控制

SIP另一个重要应用场合是应用在业务平台（应用服务器）中实现业务逻辑控制，这类似于智能网SCP的功能，SIP实现INAP协议的能力。

这里的业务平台在某种意义上是一SIP网络中的B2BUA（背对背用户代理），它终结网络中呼叫控制设备（软交换、SIP代理服务器、CSCF）提交来的触发业务请求，B2BUA根据该业务请求信息和用户注册的业务属性信息，生成新的呼叫请求到网络中的呼叫设备，指示其完成功能不同的业务接续，从而实现业务逻辑控制功能。

4．智能终端和未来数字家庭网关设备

SIP网络的一个重要思想是智能的边缘化，这就要求在边缘的智能终端和家庭网关设备中最大地实现智能化控制，也就是说很多功能的实现要求终端自身能力的保证。

SIP协议并不保证终端智能的提供，而是使网络实现控制与协调终端智能能力的发挥。

因此未来的电话终端、数字家庭网关，甚至包括PC、电视机、机顶盒在内的数字家电设备都可能嵌入SIP协议栈，通过SIP协议达到网络对智能终端能力的调度控制。

这些SIP设备中也许嵌入的只是简化的SIP协议栈以实现基本的与设备相关的业务控制功能。

五、SIP协议的应用前景

SIP引发了现代通信体系结构的变革。

从短期来看，协议将加速低成本电话设备开发，越来越多的厂商关注SIP，并且在自己的产品中支持SIP。

从长期看，业内更多的人认为SIP将成为NGN（下一代网络）和3G多媒体子系统域中的重要协议，所以SIP将在未来的网络多媒体通信中起着非常重要的作用。

SIP的出现，对网络运营商用现有的TDM网络体系结构提供增值服务，融合话音和数据业务是一种催化剂。

SIP的多种能力和特性将使网络运营商从传统网络向IP网络迁移，从而全面地、行之有效地顺应用户需求的变化。

从技术和应用前景来看，SIP为用户带来的将不仅是固定服务、移动服务或者半移动服务的融合，还将带来用该协议各种特性开发新业务并使得投资最大化的有效途径。

SIP在移动业界的开发和应用刚刚开始，但可以肯定，该协议在下一代的移动应用中将占据重要地位。

该协议的出现有助于运营商将固定和移动网络密切联系起来，使现有业务系统及其应用焕发出勃勃生机，同时还会提供吸引用户的新应用和新服务。