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1、技术介绍语音目 录目 录SIP1SIP协议简介1基本概念介绍1SIP的功能和特点2SIP消息2SIP工作原理简介3SIP支持的传输协议5SIP安全6信令加密6媒体流加密6组合使用6SIP-T支持QSIG基本呼叫7i技术介绍语音SIPSIPSIP 协议简介SIP（Session Initiation Protocol，会话初始协议）是一个用于建立、更改和终止多媒体会话的应用层控制协议，其中的会话可以是 IP 电话、多媒体会话或多媒体会议。SIP 是 IETF 多媒体数据和控制体系结构的核心协议（最新 RFC 文档是 RFC 3261）。其主要目的是为了解决 IP 网中的信令控制，以及同软交换平台
2、的通信，从而构成下一代的增值业务平台，对电信、银行、金融等行业提供更好的增值业务。SIP 用于发起会话，它能控制多个参与者参加的多媒体会话的建立和终结，并能动态调整和修改会话属性，如会话带宽要求、传输的媒体类型（语音、视频和数据等）、媒体的编解码格式、对组播和单播的支持等。SIP 协议基于文本编码，大量借鉴了成熟的 HTTP 协议，并且具有易扩展、易实现等特点，因此非常适合用来实现基于因特网的多媒体通信系统。基本概念介绍1. 多媒体会话根据 RFC 2327 的定义，多媒体会话（Multimedia Session）是指一组多媒体发送者和接受者，以及从发送者到接受者的数据流。例如一个多媒体会议
3、就是一个多媒体会话。一个会话由一组用户名称、会话 ID、网络类型、地址类型以及各个单元的地址来确定。2. 用户代理用户代理（UA，User Agent）也称 SIP 终端，是指支持 SIP 协议的多媒体会话终端。一般使用支持 SIP 协议的路由器作为 SIP UA。UA 包括用户代理客户端（UAC，User Agent Client）和用户代理服务器（UAS，User Agent Server）。一般说的 UA 均是指二者的总称，因为在一次呼叫中，一个 SIP 终端既要处理 SIP 请求，又要发起SIP 请求。用户代理客户端是指在 SIP 会话建立过程中主动发送会话请求的设备。例如，主叫 SI
4、P 终端。当代理服务器向被叫终端发送会话请求时，它就成为用户代理客户端。用户代理服务器是指在 SIP 会话建立过程中接收会话请求的设备。例如，被叫 SIP 终端。当代理服务器接收主叫终端发送会话请求时，也作为用户代理服务器。3. 代理服务器代理服务器（Proxy Server）的作用就是传递主叫 UA 发送的会话请求到被叫 UA，然后将被叫 UA 的响应传递回主叫 UA，它相当于主叫 UA 和被叫 UA 之间传递会话消息的一座桥梁。代理服务器在接收到主叫 UA 的会话请求后，首先要向位置服务器请求查找被叫 UA 的位置以及主、被叫 UA 的呼叫策略信息。只有找到被叫 UA 并且此呼叫是允许的，
5、代理服务器才会向被叫 UA 发送会话请求。代理服务器一般在 SIP 会话中都是需要的。4. 重定向服务器重定向服务器（Redirect Server）用来指示客户端连接的新地址。比如，主叫 UA 呼叫被叫 UA， 当重定向服务器收到主叫 UA 发送的会话请求消息后，查找被叫 UA 的位置信息，然后将其返回给7主叫 UA，使主叫 UA 重新向该位置发起会话请求。此位置可以是被叫 UA 的位置，也可以是一个代理服务器的位置。接下来主叫 UA 如同直接呼叫被叫 UA 或者向代理服务器呼叫的流程一样。5. 位置服务器位置服务器（Location Server）是为代理服务器和重定向服务器等提供 UA
6、信息的设备。位置服务器记录了注册服务器接收到的 UA 的信息。二者可以独立存在，也可以作为逻辑组件存在于同一台服务器上。6. 注册服务器注册服务器（Registrar Server）接受用户注册，注册的内容（如本地号码等信息）一般是存储在位置服务器上，供后续查询使用。二者都是逻辑组件，一般存在于同一台服务器上。SIP 的功能和特点1. 功能SIP 主要有五个基本功能： 确定用户位置：确定被叫 SIP 用户所在的位置。SIP 的最强大之处就是用户定位功能，它可以利用 SIP 终端在注册服务器上的注册信息实现用户定位，也可以利用其他定位服务器，如DNS、LDAP 等提供的定位服务来增强其定位功能。
7、 确定用户可用性：确定被叫会话终端是否可以参加此会话。SIP 支持多种地址描述和寻址方式，包括 SIP-UR（I 比如 sip：123456172.18.24.11）、Tel-URL（比如 tel：+1312000）和 SIPS-URI（sips：123456172.18.24.11）。这样，SIP 主叫根据被叫地址，就可以识别出被叫是否在传统电话网上，然后通过一个与传统电话网相连的网关向被叫发起并建立呼叫。 确定用户能力：确定被叫终端可用于参加会话的媒体类型及媒体参数。SIP 终端在消息交互过程中携带自身的媒体类型和媒体参数，这使得会话双方都可以明确对方的会话能力。 建立会话：建立主被叫双方
8、的会话。SIP 会话双方通过协商媒体类型和媒体参数，最终选择双方都具有的能力建立起会话。 管理会话：可以更改会话参数或中止会话。2. 特点SIP 的特点如下： 标准的开放性。可以将不同运营商引进的各种新的功能、产品和服务整合在一起，供用户自由地选择。 配置的灵活性。兼容多种拨号方式，能在有线或无线的设备上实现，可以进行高度灵活的配置，并且能够和其它系统协同工作。 系统可扩容性。随着企业规模的扩大，系统也可以随之扩充。 支持远端用户。无论用户身在何方，都可以将企业的网络延伸到那里。 企业各部分通讯方式的一致性。分支机构、家庭办公室和出差人员使用同样的拨号方式和系统访问方式，便于管理。 迅速启动。
9、当建立新的分支机构、吸纳新的员工，或重新安排员工工作或改变其工作地点时， 系统相应变更非常迅速。 易安装、可维护。非专业人士也可以安装或维护 SIP 系统。SIP 消息SIP 消息采用文本方式编码，包括请求消息与响应消息两类。SIP 请求消息包括 INVITE、ACK、OPTIONS、BYE、CANCEL 和 REGISTER 等。RFC 3261 定义的请求消息有以下六种。 INVITE 请求消息用于邀请用户加入一个呼叫。 ACK：用于对请求消息的响应消息进行确认。 OPTIONS：用于请求协商能力信息。 BYE：用于释放已建立的呼叫。 CANCEL：用于释放尚未建立的呼叫。 REGISTE
10、R：用于向 SIP 注册服务器登记用户位置等信息。SIP响应消息用于对请求消息进行响应，指示呼叫或注册的成功或失败状态。不同类的响应消息由状态码来区分，状态码包含三位整数，状态码的第一位用于定义响应类型，另外两位用于进一步对响应进行更加详细的说明。响应消息的分类 表 1所示。表 1 响应消息编号状态码编号消息含义消息归类100199请求被收到，正在处理中临时消息200299收到请求，并被成功处理，接受该请求处理成功300399要完成该请求需要更进一步的操作重定向400499消息语法错误，服务器不能处理该请求客户端出错500599由于 UAS/Server 的原因，无法处理该请求服务器出错600
11、699该请求在任何 UAS/Server 上都不能完成全局错误SIP 工作原理简介1. 登记注册在完整的 SIP 系统中，所有的 SIP 终端作为 User Agent 都应该向注册服务器登记注册，以告知其位置、会话能力、呼叫策略等信息。通常，SIP终端开机启动或者配置管理员执行注册操作时，就向注册服务器发送注册请求消息（REGISTER），该消息中携带了所有需要登记的信息。注册服务器收到注册请求消息后向终端发送回应消息，以告知其请求消息已收到。如果注册成功，就再向终端发送“200 OK”消息。如 图 1 所示。图 1 UA 向Registrar 注册的消息交互2. 建立呼叫SIP 协议采用
12、Client/Server 模型，主要通过 UA 与代理服务器之间的通信来完成用户呼叫的建立过程。图 2 UA 通过 Proxy Server 建立呼叫如 图 2所示，Telephone A需要呼叫电话Telephone B，两台路由器作为SIP终端（UA）。当Telephone A拨完电话Telephone B的号码后，Router A向Proxy Server发送会话请求消息。Proxy Server通过查找Telephone B的号码所对应的信息，向Router B发送会话请求消息。Router B收到请求后，如果Telephone B可用，就向Proxy Server发送应答，并使Te
13、lephone B振铃。Proxy Server收到应答后，向Router A发送应答消息。这里所说的应答包括：两个临时应答（100 Trying 和 180 Ringing） 和一个成功应答（200 OK）。整个过程中的消息交互如图 3所示。图 3 UA 通过 Proxy Server 建立呼叫的流程图这个例子是一种简单的应用，只使用了一个代理服务器。在复杂的应用中，可以有多个代理服务器， 以及注册服务器。3. 重定向呼叫SIP重定向服务器收到会话请求消息后，不是转发会话请求消息，而是在回应消息中告知被叫SIP终端的地址。主叫终端从而重新直接向被叫终端发送会话请求消息。被叫终端也将直接向主叫
14、终端发送应答消息。呼叫过程的消息交互如 图 4所示。图 4 UA 重定向呼叫流程图这是比较常见的一种应用。从原理上来说，重定向服务器也可以向主叫终端回复一个代理服务器的地址，接下来的呼叫过程就和使用代理服务器的呼叫过程一样。SIP 支持的传输协议SIP 是一个应用层的会话协议，与一般协议不同的是，SIP 协议可以同时支持各种传输协议： SIP 支持 UDP 传输：UDP 是一个无连接的协议，且不提供可靠性。在 UDP 上建立 SIP 连接存在不可靠性。 SIP 支持 TCP 传输：增加了 SIP 报文和语音传输的可靠性，通过 TCP 协议自身的特点为基于SIP 的 VoIP 通信提供了面向连接
15、和可靠的传输。SIP 使用 TCP 传输协议后，SIP 协议可以不需要考虑报文丢失和重传问题。 SIP支持TLS（Transport Layer Security，传输层安全）传输：SIP支持TCP传输仅仅保证了SIP报文和语音传输的可靠性，而SIP支持TLS传输则保证了SIP报文传输的安全性，具体内容请参见“信令加密”。以上三种传输协议各具特点，用户可以根据实际的应用环境采用不同的传输协议，目前不支持呼叫中切换传输协议。SIP 安全信令加密TLS 本身运行于 TCP 之上，并且提供了通信双方身份识别和加密 SIP 报文的一整套安全方案，为应用层协议服务。建立 TLS 连接时需要认证双方用户的身份，因此用户双方必须有各自合法的数字证书，只有通过认证的用户才可以进行后续的通信。使用 TLS 传输 SIP 报文，SIP 报文在整个传输过程全部被加密，这样能够最大程度的保护用户数据不被他人非法窃取，提高了语音通信的安全性。媒体流加密目前支持的媒体流协议包括：RTP（Real-time Transport
