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領導電信界的革命：SIP
摘要：會話初始化協議（Session Initiation Protocol，SIP）,它的主要目的是為了解決IP網中的信令控制，以及同軟交換機（SoftSwitch）的通信，從而構成下一代的增值業務平臺，對電信、銀行、等行業提供更好的增值業務。該文簡單介紹了SIP的系統結構、主要功能、消息機制、優越性和現狀，最后通過介紹它的實例，以期達到能夠啟發讀者的作用。關鍵詞：SIP、用戶代理、SIP消息、VOIP、NGN1 前言正如DYNAMICSOFT公司首席家Jonathan Rosenberg博士所說的“在電信界以外毫無所知的情況下，一場靜悄悄的革命發生了”。而領導這場靜悄悄革命的是會話初始化協議（Session Initiation Protocol，SIP）,它是由IETF提出的IP電話信令協議。SIP的出現打破了傳統電信業務的傳輸模式，它用基于Internet的準則為電信業帶來了新的生機。SIP作為第三代移動系統的信令協議，能夠提供IP多媒體服務，可以將蜂窩系統與Internet應用領域融合在一起。它的主要目的是為了解決IP網中的信令控制，以及同軟交換機（SoftSwitch）的通信，從而構成下一代的增值業務平臺，對電信、銀行、金融等行業提供更好的增值業務。
2 SIP簡介
2.1 SIP系統結構
按邏輯功能區分，SIP系統由4種元素組成：用戶代理，SIP代理服務器，重定向服務器以及SIP注冊服務器，如錯誤！未找到引用源。所示。
SIP用戶代理，又稱為SIP終端，是SIP系統中的端用戶，在RFC3261中將它們定義為一個應用。根據它們在會話中扮演的角色的不同，又可分為用戶代理客戶機（UAC） 和用戶代理服務器（UAS）2種。其中前者用于發起呼叫請求，后者用于響應呼叫請求。
SIP代理服務器，是一個中間元素，它既是一個客戶機又是一個服務器，具有解析名字的能力，能夠代理前面的用戶向下一跳服務器發出呼叫請求。然后服務器決定下一跳的地址?。
重定向服務器，是一個規劃SIP呼叫路徑的服務器，在獲得了下一跳的地址后，立刻告訴前面的用戶，讓該用戶直接向下一跳地址發出請求而自己則退出對這個呼叫的控制。
SIP注冊服務器，用來完成對UAS的登錄，在SIP系統的網元中，所有UAS都要在某個登錄服務器中登錄，以便UAC通過服務器能找到它。2.2 SIP的主要功能
SIP具有如下基本功能：
1. 用戶定位（User location）：決定哪個終端系統參加通信；
2. 用戶能力（User capabilities）：決定通信所采用的媒體和媒體參數；
3. 用戶可用性（User availability）：決定被叫方是否愿意加入通信過程；
4. 呼叫建立（Call setup）：振鈴、主叫方和被叫方的連接和參數的建立；
5. 呼叫處理（Call hangling）：呼叫前轉或終結呼叫。
2.3 SIP消息機制
SIP是一個基于文本的協議，它的消息分為兩大類：從客戶端到服務器的請求（Request）和從服務器到客戶端的響應（Response）。
無論請求消息還是響應消息都是由起始行（Start-Line）、消息頭部（Message-Header）和可選的消息體（Message-Body）構成。SIP消息的頭部字段主要有From、To、Call-ID、Cseq、Via、Contact等，用于標識會話的各種相關參數，而可選的消息體部分用于描述會話雙方的通信能力。
請求消息的起始行稱為請求行（Request-Line），其中的“”（Method）字段表明了請求消息的功能。
SIP協議定義了6種方法：REGISTER：用于登記聯系信息；INVITE：用于邀請用戶加入會話；ACK：用于對邀請做出響應；CANCEL：用于取消未完成的請求；BYE：用于終止會話；OPTIONS：用于詢問服務器的性能。
響應消息的起始行稱為狀態行（Status-Line），其中的狀態碼字段指示了被叫方對請求的響應結果。
2.4 SIP呼叫舉例
如錯誤！未找到引用源。所示描述了一個典型的SIP呼叫。作為UAC希望同通話，他首先發出一個INVITE請求，本地的SIP代理服務器sip1.com接受到這個INVITE請求后，經過地址解析，將其發送至SIP代理服務器sip2.com，同時sip1.com返回給user1 一個 100 Trying消息。sip2.com接收到sip1.com的INVITE請求后，將其轉發給，并返回給sip1.com一個Trying消息。user2接受到INVITE請求后，在應答之前，將返回給sip2.com一個180Ringing消息，此Ringing消息將依次轉發給sip1.com、user1。如果user2決定應答呼叫，則返回一個200 OK消息，此消息經過sip2.com、sip1.com最后到達user1。user1在收到200OK消息后，直接發送一個ACK確認消息給user2。至此呼叫建立過程完成，user1和user2之間可以建立媒體通道進行對話。當一方想結束通話時，發送一個BYE消息給對方，對方返回一個200 OK消息，SIP呼叫即被終止。?2.5 SIP的優越性
SIP是為VoIP電話，尤其是結合Internet設計的協議，它擁有明顯的優越性。
1. SIP擁有優異的可擴展性，原因在于，大大降低了對中心節點（核心服務器）的壓力，在同樣情況下，可大幅提高系統對呼叫的處理能力。
2. SIP與現有的Internet應用緊密結合，包括Web以及Email業務，而點擊撥號（Click to Dial）和點擊傳真（Click to Fax）等協議都是基于SIP的。
3. 對于工程師而言，SIP具有非常簡單的優勢，可以松實現Internet電話。
SIP具有更高的功能性和增長潛力，但SIP獲得普遍接受的前提是整個分組語音承載技術先被人們接受。現在，這些條件已越來越成熟，SIP的發展正面臨著一個大好時機。
3 SIP發展現狀
在現階段,SIP已經得到了業界的普遍認同:
1. 標準組織：NGN論壇、3GPP、3GPP2等標準組織已確定SIP為多媒體會話標準，CDMA、NGN、WCDMA核心網將走向融合和統一；
2. 制造商：業界紛紛推出基于SIP的多媒體解決方案，包括電信設備廠商（Nortel、Ericsson、Huawei）、數據通信廠商（Cisco）以及軟件廠商（Microsoft）；
3. 運營商：基于SIP的NGN Voice方案已經成為發展趨勢，各大運營商普遍接受，美洲運營商招標建設基于SIP的NGN Voice網絡，Embratel認同基于SIP的VoIP解決方案，日本寬帶運營商的VoIP網關設備均基于SIP；
4. 軟件廠商：固定和移動終端操作系統Win XP、Win CE、Symbian宣布支持SIP，辦公系統Notes、Exchange、GroupWise支持基于SIP協議與包括電信運營商在內的第三方互通通信與狀態信息
基于SIP協議的多媒體業務平臺是未來NGNS（下一代網絡的新型業務Next Generation Network-based Service）的主流業務平臺，尤其在NGN（下一代網絡）更為合適。
4 支持SIP的產品
,已經有不少值得關注的、比較有代表性的SIP應用,例如:
1. SIP產品開發商Dynamicsoft是Cegetel的合作者，該公司致力于為SIP產品設計和制造開發平臺，供其他廠商在其基礎上開發市場需要的新興語音服務。
2. 3Com公司已完成其SIP產品的第四次測試，其目的是為了檢驗軟件和硬件的SIP互操作性。這是第一次整個電話系統都建立在SIP基礎上的測試，比如通過一臺SIP網關訪問PSTN等。
3. Siemens已經正式向業界推出了采用SIP協議的VoIP電話。該產品完全符合SIP的要求，呼叫可以從PSTN、Intranet或者Internet發起。此類電話產品，包括電話機、客戶程序和通信服務器、網關都可應用于企業通信系統和電信規模的IP電話系統。
4. Cisco 將SIP功能嵌入了其接入服務器和系列路由器，這些嵌入功能負責IP網絡語音和多媒體呼叫的信令控制，而Cisco的SIP軟件具備SIP協議的固有優勢，在個人移動服務上功能強大。
5. Lucent實現了一套供第三方開發者采用SIP的可編程軟件平臺，支持SIP全部標準服務和組成元素。
5 結束語
本文簡單介紹了SIP的基本知識和發展現狀，以及它在電信界中的應用。SIP技術現在還處于發展階段，可以預料，當SIP技術成熟并市場化后，將會給電信界帶來一次革命，給銀行、金融等行業提供更好的增值業務。
：
1. [RFC 2543] M. Handley, H. Schulzrinne, E. Schooler, and J.Rosenberg.“SIP: Session Initiation Protocol， ” IETF. March 1999
2. [RFC 3261]G.Camarillo,A.Johnston,M.Handley,J.Peterson,H.Schulzrinne, E.Schooler, R.Sparks,and J.Rosenberg, “SIP: Session Initiation Protocol，”IETF. June 2002
3. [RFC 2327] M. Handley, V. Jacobson. “SDP: Session Description Protocol,” IETF. April 1998
4. [RFC 793] J. Postel. “Transmission Control Protocol,” IETF. September 1981
5. [RFC 1889] H. Schulzrinne, S. Casner, R. Frederick, V. Jacobson. “RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications,” IETF. January 1996
6. [RFC 768] J. Postel. “User Datagram Protocol,” IETF. August 1980
7. 《SIP揭密》Gonzalo Camarillo著，白建軍 彭暉 田敏等譯 人民郵電出版社 2003
8. 《以軟交換為核心的下一代技術》趙慧玲 葉華等編著 人民郵電出版社 2003
9. 《IP網絡多媒體通信技術》黃永峰等編著 人民郵電出版社 2003
10. 《軟交換與下一代網絡》陳建亞 余浩編著 北京郵電大學出版社2003
11. 《VoIP技術與系統設計》張登銀 孫精科等編著 人民郵電出版社 2003
12. 《軟交換技術與協議》糜正琨 王文 編著 通信學會主編 人民郵電出版社 2003
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