SIP協(xié)議在VOIP系統(tǒng)中的應(yīng)用與分析

趙振鐸

內(nèi)蒙古牙克石市聯(lián)通公司，內(nèi)蒙古牙克石 022150

SIP協(xié)議在VOIP系統(tǒng)中的應(yīng)用與分析

趙振鐸

內(nèi)蒙古牙克石市聯(lián)通公司，內(nèi)蒙古牙克石 022150

SIP協(xié)議作為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心協(xié)議越來越受到重視，而VOIP也極有可能成為下一代電話的主要技術(shù)，利用SIP協(xié)議作為VOIP系統(tǒng)的信令協(xié)議具有很多的優(yōu)勢(shì)，本文就SIP協(xié)議在VOIP系統(tǒng)中的應(yīng)用做了一些探討和分析。

SIP；下一代網(wǎng)絡(luò)；VOIP；信令協(xié)議

SIP協(xié)議即會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議，是2001年推出的ITEF標(biāo)準(zhǔn)(RFC3261)，用于在IP網(wǎng)上建立、改變和結(jié)束多媒體會(huì)話。由于SIP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的協(xié)議，因此它是相對(duì)獨(dú)立的，可以連接IP網(wǎng)絡(luò)上任何類型的參與者。隨著SIP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，SIP可以實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)，如IP電話、多媒體會(huì)議、遠(yuǎn)程拍板、即時(shí)消息等。SIP還可以方便地將多媒體服務(wù)與其它類型的服務(wù)組合在一起，這些服務(wù)組如目錄信息、Web瀏覽、定位和列席服務(wù)、尋找和跟蹤等。

VOIP是指利用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸語音信號(hào)，也稱網(wǎng)絡(luò)電話或IP電話。VOIP與傳統(tǒng)電話相比，具有話音質(zhì)量好且費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)。隨著VOIP技術(shù)的發(fā)展，VOIP正逐步占領(lǐng)傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)的市場(chǎng)，給電信帶來一次新的革命。目前，VOIP業(yè)務(wù)正向著承載多媒體業(yè)務(wù)的方向發(fā)展，并和無線局域網(wǎng)結(jié)合，構(gòu)成無線VOIP系統(tǒng)。SIP是VOIP信令標(biāo)準(zhǔn)之一，它具有可擴(kuò)展性、簡(jiǎn)單性、靈活性和易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，SIP協(xié)議在VOIP系統(tǒng)中的應(yīng)用正越來越廣泛。

VOIP的關(guān)鍵技術(shù)包括信令技術(shù)、編碼技術(shù)、實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、QoS保證技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等。信令技術(shù)作為VOIP關(guān)鍵技術(shù)之一，是順利完成電話呼叫和保證語音質(zhì)量的前提。目前，VOIP系統(tǒng)越來越多的利用SIP協(xié)議作為其主要信令協(xié)議，完成會(huì)話的建立和結(jié)束。

SIP的用戶代理即是VOIP系統(tǒng)的終端用戶，根據(jù)功能可以分為用戶代理客戶和用戶代理(UAC)和用戶代理服務(wù)器(UAS)，二者的角色可以轉(zhuǎn)換。VOIP系統(tǒng)中的呼叫是通過INVIYE請(qǐng)求消息、成功響應(yīng)和ACK確認(rèn)請(qǐng)求消息三次握手來實(shí)現(xiàn)，類似于TCP協(xié)議的三次握手過程。當(dāng)UAC發(fā)起呼叫時(shí)，它構(gòu)造一個(gè)INVITE請(qǐng)求消息，并發(fā)給被叫方，被叫方收到請(qǐng)求后決定接受該請(qǐng)求，就回送一個(gè)成功響應(yīng)(狀態(tài)碼為200)。UAC收到成功響應(yīng)后就向?qū)Ψ桨l(fā)出一個(gè)ACK確認(rèn)消息，表示對(duì)成功響應(yīng)消息的確認(rèn)，被叫方收到ACK確認(rèn)消息后，呼叫成功建立。

SIP提供了用戶注冊(cè)的功能，它可以動(dòng)態(tài)建立用戶的邏輯地址和當(dāng)前實(shí)際地址之間的映射，以便SIP實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶移動(dòng)性的支持，邏輯地址和聯(lián)系地址的分開也極大的方便了用戶，使得用戶無論在何地，利用何種設(shè)備，都可以通過其唯一的邏輯地址進(jìn)行VOIP通信。

呼叫的結(jié)束是通過BYE來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)通訊的任何一方需要終止通話時(shí)，它就構(gòu)造一個(gè)BYE請(qǐng)求消息發(fā)送給對(duì)方，對(duì)方收到該BYE請(qǐng)求消息后立即釋放與此通話的相關(guān)資源，回送一個(gè)成功響應(yīng)，表示通話已經(jīng)結(jié)束。當(dāng)會(huì)話建立以后，任一方想要想要修改當(dāng)前的通訊參數(shù)，可以通過發(fā)送一個(gè)對(duì)話內(nèi)的INVITE請(qǐng)求消息，即re-INVITE來實(shí)現(xiàn)。

基于SIP的VOIP系統(tǒng)還可以提供了一種讓用戶在不打擾對(duì)方的情況下查詢對(duì)方通訊能力的手段，可查詢的內(nèi)容包括：通訊對(duì)方支持的請(qǐng)求方法、對(duì)方支持的媒體類型、支持的擴(kuò)展項(xiàng)等。能力查詢通過OPTION請(qǐng)求消息來實(shí)現(xiàn)，用戶發(fā)送一個(gè)OPTION消息給對(duì)方，對(duì)方收到消息后，將自己的能力通過響應(yīng)消回送給用戶，從而達(dá)到了能力查詢的目的。

由于SIP協(xié)議是一個(gè)基于文本的簡(jiǎn)單協(xié)議，使得SIP的安全性成為一個(gè)嚴(yán)重的問題。SIP消息通過Internet傳播，面臨著IP網(wǎng)常見的安全威脅。SIP的安全性只考慮信令安全，我們分析一些常見的網(wǎng)絡(luò)威脅，比如盜取服務(wù)、竊聽以及干擾通信等。

注冊(cè)服務(wù)劫持威脅是指當(dāng)用戶自己的信息注冊(cè)到一個(gè)注冊(cè)服務(wù)器上時(shí)，可以用address-of-record找到這個(gè)用戶的地址。注冊(cè)服務(wù)器檢查注冊(cè)消息中的From頭域提供的身份說明，來決定這個(gè)請(qǐng)求是否可以修改To頭域中的address-of-record相關(guān)聯(lián)的地址，這兩個(gè)頭域一般是相同的。一個(gè)模擬成功的用戶代理(UA)，可以修改address-of-record相關(guān)聯(lián)的地址，可以把所有對(duì)原來地址的請(qǐng)求都發(fā)往攻擊者的終端。

當(dāng)對(duì)話一旦建立起來，允許修改對(duì)話或會(huì)話參數(shù)，對(duì)于會(huì)話的負(fù)責(zé)人來講，確定請(qǐng)求不是由攻擊者偽造的是一件很重要的事情。攻擊者可以截獲會(huì)話中的一些初始信息，這個(gè)攻擊者就可以在會(huì)話中插入一個(gè)BYE請(qǐng)求消息，當(dāng)一個(gè)BYE消息被對(duì)方接收到，會(huì)話就會(huì)被提前結(jié)束，類似的還有偽造re-INVITE來修改會(huì)話。解決該威脅，最好的辦法就是對(duì)消息的發(fā)送方進(jìn)行身份認(rèn)證，確認(rèn)消息的發(fā)送方是會(huì)話建立時(shí)的對(duì)方就可以了。

從前面SIP的安全性分析來看，SIP安全性需要保護(hù)消息的隱私性和完整性，禁止消息欺騙和和偽裝，需要提供會(huì)話者的身份認(rèn)證和隱私保護(hù)，防止服務(wù)否定攻擊。當(dāng)前信息加密技術(shù)是解決網(wǎng)絡(luò)安全的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，但是對(duì)SIP消息進(jìn)行全加密會(huì)對(duì)proxy服務(wù)器不可見，使得SIP消息無法進(jìn)行正確的路由，導(dǎo)致會(huì)話失敗，因此我們需要尋找更好的解決VOIP系統(tǒng)安全問題的辦法，比如采取獨(dú)立的加密安全機(jī)制，提供一種端到端的身份認(rèn)證方法，減少用戶代理必須對(duì)中間節(jié)點(diǎn)的信任。

[1] 王朝暉.IP電話技術(shù)與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)，2003，12（2）：52-54.

[2] 伍曉圓.SIP協(xié)議在下一代網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究與設(shè)計(jì)[J].四川：成都理工大學(xué)，2008，5：4-6.

[3] 趙德春.基于SIP協(xié)議的IP電話研究及實(shí)現(xiàn)[J].重慶：重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，6：8-20.

[4] 張南馳.基于SIP的P2P企業(yè)內(nèi)部VOIP系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2008，4：42-51.

[5] 李琳，王新剛，柴喬林.SIP協(xié)議在開放的VOIP模型中的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程，2002，28（8）：222-226.

[6] 郭兆虎，柯金水.下一代網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].電信快報(bào)，2004（11）：20-23.

[7] 王紅熳，鄒華，毛文欣.SIP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，23（4）：74-78.

TP393.0

A

1674-6708（2010）18-0114-01