SIP的應用

胡正東

【摘 要】SIP協議越來越多應用于會議控制、下一代移動網絡、ISM及軟交換中。其簡單、易于擴展、便于實現，正逐步成為下一代網絡和3G多媒體子系統領域中的重要協議。

【關鍵詞】S IP應用、I MS、會議控制、軟交換

【中圖分類號】C2【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0093-01

SIP協議憑借其簡單、易于擴展、便于實現等諸多優點，正逐步成為NGN（下一代網絡）和3G多媒體子系統域中的重要協議，并且市場上出現越來越多的支持SIP的客戶端軟件和智能多媒體終端以及用SIP協議實現的服務器和軟交換設備。

1 SIP協議在會議控制中的應用

會議是一類十分重要的多媒體業務。它主要包含三個方面的問題：一是多方通信的實現模式，二是會議成員信息如何傳送，三是會場控制方式。

雖然SIP設計原則是一個通用會話控制協議，該會話可以包含任意多個通信方，然而實際至今為止SIP主要還是用于點到點呼叫的控制，因此究竟如何用SIP控制實現會議通信尚無成熟的經驗。為此，SIP協議的制定者提出了幾種多方通信的實現模式：

端系統媒體混合方式、自組織集中方式、拔出會議方式、集中式信令+分布式媒體方式、多播會議。

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

2 SIP協議在下一代移動網絡中的應用

第三代移動通信伙伴項目（3GPP）已確定將SIP作為第三代移動通信IP網絡的核心協議，制定了基于SIP的IP多媒體子系統（IMS）體系標準。在UMTS（通用移動通信系統）R5/R6版本中，移動核心網采用全IP承載，用IP作為語音、數據以及信令的統一載體。根據提供業務功能的不同，核心網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域的基礎上，采用SIP向UMTS移動終端提供數據和多媒體語音集成業務。

SIP擴展文檔RFC3455主要針對3GPP等移動多媒體業務需求，擴展了6個用于實現業務的消息頭部字段。

（1） 關聯URI（P-Associated-URI）：傳送移動終端注冊地址的所有關聯URI（統一資源標識）。

（2） 被叫方標識符（P-Called-Party-ID）：傳送被叫身份標識。當一個移動終端需要注冊多個URI時，通過P-Called-Party-ID可以識別真實的被叫URI。

（3）拜訪網絡標識符（P-Visited-Network-ID）：傳送全局唯一的拜訪網絡的標識碼。通常，一個P-CSCF管轄的范圍需要一個網絡標識，網絡標識碼需要由網絡運營商統一進行分配。

（4） 接入網信息（P-Acccss-Network-Info）：傳送移動終端所使用的無線接入技術和無線接入網絡相關信息。例如，移動終端可通過UTRAN（UMTS陸地無線接入網）FDD或TDD、IEEE802.11a、802.11b、GERAN（GSM/EDGE（GSM增強型數據速率））或cdma2000接入IMS系統。

（5）計費地址（P-Charing-Function-Address）：IMS中有兩類計費功能實體CCF（計費采集功能）和ECF（事件計費功能）。該消息頭部字段用于指示所使用的計費功能實體地址信息。通過該頭部字段，IMS可以實現計費信息冗余保存機制。

（6） 計費矢量（P-Charging-Vector）：傳送IMS中的計費信息，例如計費采集點標識、IP地址、主叫方網絡標識符和被叫方網絡標識符。

通過以上擴展字段，SIP可以為移動多媒體業務實現漫游位置更新、漫游計費等典型移動業務特征。同時，盡管以上擴展字段是應IMS系統的需求進行制定的，然而，由于以上擴展字段同樣適用于cdma2000、WLAN（無線局域網）等其他無線接入網絡。

隨著無線設備的發展，會話中的終端移動逐漸成為一個重要問題。解決這個問題方法有兩個：

第一種方法是移動的一方不經過代理服務器，直接向對方發送一個新的INVITE消息，告知對方自己的新地址，即可保持會話的連續性。這里所說的連續性是相對的，對于帶寬用戶來說，地址切換引起的會話終端可能只有幾毫秒，不會對用戶產生影響，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器和RTP轉發器。代理服務器可以將消息轉發給被叫，而RTP服務器則負責轉發數據流。并且，RTP轉發器可以用緩沖區對接收到的數據流進行整理，丟棄重復的數據包。

3 SIP在IMS中的應用

IMS（IPmultimediasubsystem）顯著特點是：采用了SIP，通信與接入方式無關，可以提供多種媒體業務，控制功能與承載能力分離、呼叫與會話分離、應用與服務分離、業務與網絡分離，移動網與Internet業務融合。IMS順應了通信網絡融合發展的趨勢。

IMS網絡結構的主要功能實體包括呼叫/會話功能實體（CSCF：callsessioncontrolfunction）、原籍用戶服務器（HSS：home subscriber server）、媒體網關控制實體（MGCF）和媒體網關（MGW）等。

SIP信令消息從移動用戶發起，經UMTS（univer salmobiletele communications system，通用移動通信系統）陸地無線接入網絡進入核心網，通過SGSN和GGSN到達CSCF，經過處理后送往其他IMS網絡、MGCF/ MGW網絡或外部IP網絡。在此過程中，SGSN和GGSN僅查看消息的目的IP地址，不分析消息的內容，起到路由器的作用。

4 SIP在軟交換中的應用

SIP在軟交換網絡中可以應用的場景非常廣泛：軟交換和軟交換之間、軟交換和SIP終端之間、軟交換和應用服務器之間、軟交換和應用網關之間、軟交換/應用服務器/應用網關和媒體服務器之間。

SIPURI（uniformresourceidentifiers）地址為SIP：user@domain形式。如果user是E.164號碼，也就是說，為SIP終端分配一個類似PSTN的號碼，則主叫軟交換機可以根據一般電話號碼的規則很容易地得出被叫軟交換機的地址[2]。如果domain只是簡單的IP地址，則可直接根據該地址將信令消息發至被叫軟交換機。對于一般的SIP URI地址，建議利用DNS系統，解析該地址得到該域中SIP代理服務器地址，信令到達該服務器后，再查詢該域中的位置登記服務器，即可定位到被叫用戶當前所在地址。

主叫A接入A域的代理服務器A后，代理服務器A查詢DNS，得到B域的代理服務器B的地址。最后由代理服務器B將invite消息發送至被叫B。在軟交換網絡中，代理服務器A和代理服務器B的功能都由軟交換機實現。

參考文獻

[1] 黃永峰，李建慶.下一代網絡核心控制協議：SIP及其應用 人民郵電出版社，2009

[2] 強磊，饒少陽， 陳卉.IMS核心原理與應用 人民郵電出版社，2008