基于sip呼叫的軟件中間件研發

王玉巧

（黃河科技學院，鄭州 450063）

1 sip呼叫協議及其關鍵技術

會話啟動協議SIP（Session Initiation Protocol）是 由 IETF（Internet Engineering Task Force）組織于1999年提出的多媒體通信框架的應用層信令協議，是在諸如SMTP（簡單郵件傳送協議）和HTTP（超文本傳送協議）基礎之上建立起來的，尤其適用于Internet中的實時通信應用，其設計理念和協議結構完全符合NGN的特性和要求，成為未來多媒體通信系統的主流發展方向。SIP用來生成，修改和終結一個或多個參與者之間的會話。這些會話包括因特網多媒體會議，因特網（或任何IP網絡）電話呼叫和多媒體發布。會話中的成員能夠通過多播或單播聯系的網絡來通信。

2 國家產業技術政策及通信行業sip呼叫的技術現狀

Sip呼叫是voip重要部件，它服從整個通信行業的產業政策。國家發改委、科技部等主管部門按“十一五”規劃及國務院8號文件精神，對voip、NGN等通信高新技術及其產業化的支持力度不斷加強，支持重點明確，立項審批加快。

sip呼叫本質上代表著人們通信方式的變革，語音傳輸的IP化、內容的多媒體化、用戶通信智能化、互聯網業務向電信網的遷移的趨勢發展?？萍疾慷囗楆P于sip呼叫的研發項目已立項。在上海、南京、杭州等珠三角地市，已經開始了基于sip呼叫的三網合一交換機的應用，鄭州也開始了對于基于sip呼叫的voip的大力支持。

行業sip呼叫的普遍技術水平是：（1）能夠實現sip的呼叫，由于需要重新編譯才能執行，不能隨時更新，對sip的新技術、新功能不能立即實現；（2）平臺單一，不能在各個平臺通用。如在windows上的不能通用于Linux上。（3）架構復雜，用戶使用困難。

3 基于sip呼叫的通用軟件處理平臺簡介

在編寫基于sip呼叫的通用軟件處理平臺時，用到oSip以及eXosip開源協議棧。

oSip是遵循IETF標準，使用ANSI C編寫，源代碼開放的SIP協議棧。oSip主要有下列優點：結構小巧簡單，只有400K左右，適合在嵌入式系統上應用；可移植性好，已被成功的應用于Solaris、HP Unix、VxWorks、Windows和GNU/Linux等系統中；工作穩定、兼容性強。oSip主要由解析模塊、工具模塊和狀態機模塊構成，其核心是狀態機模塊。解析模塊完成對SIP請求和響應進行封裝與解析處理。解析模塊又可分為SIP解析、SDP解析與URL解析。工具模塊主要提供一些處理工具用于對話管理和SDP協商。狀態機模塊負責對某個事務（如注冊過程、呼叫過程等）狀態的維持及處理，并在特定的狀態下觸發響應的事件或回調函數。根據RFC描述中關于SIP協議事務層的定義，oSip 協議棧有4種狀態機：客戶端邀請事務（ICT），客戶端非邀請事務（NICT），服務器端要求事務（IST），服務器端非邀請事務（NIST）。前兩種狀態機是由客戶端發起的，后兩種狀態機是由服務器發起的，這4種狀態機涵蓋了SIP的各種事務類型。其中ICT是SIP客戶端中最常見的事務。oSip專注于SIP底層解析，這使得它具有很高的效率。但另一方面，由于沒有提供高層的SIP會話控制API，使得上層應用在調用協議棧時很破碎，降低了易用性。為此oSip的開發者們又在oSip的基礎上開發了eXosip。eXosip是oSip的擴展，它部分封裝了oSip協議棧，使得它更容易被使用。eXosip實現了作為單個SIP終端的大部分功能

4 SIP呼叫電話實現

因為SIP是一個文本編碼協議，所以SIP信令實際上是以UDP數據報的形式在有線網（例如以太網）上傳送的。

SIP用戶在啟動是，向服務器注冊。注冊該用戶的IP地址，端口號，用戶名，用戶密碼。對于用戶密碼可以加密發送。

在收到被叫用戶電話號碼后，經過服務器號碼和密碼的認證后，向被叫用戶發起呼叫。下圖為一個簡單的SIP呼叫應用。

圖一 一個簡單的SIP會話建立例子

（1）主叫Tesla向被叫發送INVITE，

（2）被叫Marconi空閑時，向主叫方Tesla發送180，表示被叫振鈴。

（3）被叫摘記，向主叫方發送200OK消息。

（4）主叫方發送ACK消息。雙方通話

（5）被叫掛機，向主叫方發送BYE消息。

（6）主叫方發送200OK，表示通話結束。

5 技術方案

5.1 用戶圖形界面實現

本產品在windows平臺，Linux平臺，iPhone平臺，winCE平臺，ucOS平臺，嵌入式Linux平臺以及其他手持終端，學習機等上使用。

用戶圖形界面包括電話號碼輸入，摘記和掛機按鈕，sip服務器設置

5.2 跨平臺適應多操作系統實現

在Linux（或windows）下編寫make文件，編譯代碼運行。

在調試時用到Asterisk軟件。Asterisk在CenOS編譯運行。主要配置電話用戶和號碼翻譯文本文件。Asterisk為源碼開放的voip呼叫處理軟件。下載Asterisk，在CenOS上解壓，編譯，安裝。如果安裝成功，就有安裝成功的提示。安裝成功后，要修改配置文件。然后運行。用進程命令察看，可以發現有Asterisk和Safe_Asterisk兩個運行進程。

Sip呼叫處理模塊采用互為服務器模式。即交換機終端既是客戶端，同時也是服務器。在交換機終端以http格式，向Asterisk服務器發送上行命令。此時端口一般為5060，udp協議端口。

Asterisk服務器收到交換機終端的上行請求命令，以udp協議，重新向客戶端發起socket消息。

客戶端服務器收到Asterisk服務器以客戶端的形式發送的udp消息后再進一步處理。

客戶端采用定時器方式，即定時的對客戶端狀態檢測。oSip主要有客戶端邀請事務（ICT），客戶端非邀請事務（NICT），服務器端要求事務（IST），服務器端非邀請事務（NIST）等幾個狀態?？蛻舳硕〞r對以上幾個狀態處理，完成狀態檢測和狀態遷移。

其運行流程如下：

（1）SIP 呼叫注冊（REGISTER）。

交換機在開機后，定時檢測SIP處理模塊的狀態，如果存在，就向服務器注冊。同時，對于已經注冊的SIP模塊，如果不存在，就向服務器取消注冊。

在注冊時，把本端IP地址（192.168.1.1），本端端口后（5060），用戶名（Telsa），用戶密碼（1234），本端用戶電話號碼（9001），Asterisk服務器的 IP 地址（192.168.1.2），端口號（5060）發送到Asterisk服務器。

在收到200OK消息后，表示注冊成功。

此時，用戶Telsa狀態為注冊狀態。

（2）用戶摘記撥號的處理流程。

Telsa用戶9001，撥打Marchi用戶9002。

用 戶 摘 記，聽 撥 號 音，撥 號 碼“9002”；經Asterisk 服務器，發送“INVITE”消息到 “9002”用戶Marchi。

此時，用戶Telsa狀態由注冊狀態遷移到撥號狀態。

（3）用 戶Marchi此 時 空 閑，振 鈴，發 送180Ringing到Telsa用戶。

此時，用戶Telsa狀態由撥號狀態遷移到振鈴狀態

（4）用戶通話的處理流程。

被叫Marchi摘記，向主叫Telsa，發送200OK，主叫發送“ACK”消息到Marchi用戶。

此時，用戶Telsa狀態由振鈴狀態遷移到通話狀態

（5）被叫Marchi掛機，向主叫Telsa發送“BYE”消息，主叫向被叫發送“200OK”消息

此時，用戶Telsa狀態由通話狀態遷移到注冊狀態。即原始空閑狀態。

所有的狀態在超時后，都回到原始空閑狀態。即注冊狀態。

如果檢測不到用戶Telsa，則向Asterisk發送消息，取消用戶Telsa注冊狀態。

PSTN呼叫處理模塊采用狀態機的方法處理號碼接受和發送呼叫，同時處理SIP的呼叫狀態遷移。