sip协议精选(九篇)
第1篇：sip协议范文
关键词：SIP；IMS；应用
中图分类号：TN915.04 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 09-0000-01
SIP Protocol and Application Analysis in The IMS
Zheng Zhijun
(China Tietong Telecommunications Corporation,Hengshui Branch,Hengshui053000,China)
Abstract:IMS is a 3GPP Release 5 version of the proposed support for IP Multimedia Subsystem services,SIP is an application layer control protocol for creating,modifying and terminating one or many of the multimedia sessions,SIP is the basic control of IMS agreement.This paper briefly describes IMS and SIP protocol,SIP protocol and then introduce the basic IMS applications and extended application.
Keywords:SIP;IMS;Application
一、SIP介绍
SIP（Session Initiation Protocol）是一个会话层的信令控制协议，它独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方的多媒体会话。1999年由IETF组织提出，它是一个在基于IP网络中，实现实时通信应用的一种协议。SIP支持、重定向、登记定位用户等功能，支持用户移动，与RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配合，可支持和应用于语音、视频、数据等多媒体业务，同时可以应用于presence（呈现）、instant message（即时消息）等特色业务。它的应用非常灵活。
SIP有下面五个基本功能：
（一）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。
（二）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-URI、Tel-URL和SIPS-URI。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。
（三）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。
（四）建立会话：建立主被叫双方的会话。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。
（五）管理会话：可以更改会话参数或中止会话。SIP本身已经从最初致力于P2P通信发展成为了下一代网络（NGN）综合协议体系的核心。
二、IMS系统
IMS（IP Multimedia Subsystem）是IP多媒体子系统，本质上说是一种网络结构。核心思想是在3G核心网中支持多媒体会话及其他基于SIP协议的业务，目的将蜂窝移动通信和互联网技术结合起来，能提供综合业务的下一代通信网络，它独立于接入和承载技术，即IMS的核心特点是采用SIP协议和与接入的无关性。
三、SIP协议在IMS中的应用
IMS的主要功能实体包括呼叫/会话功能实体（CSCF）、原籍用户服务器（HSS）、媒体网关控制实体（MGCF）和媒体网关（MGW）等。其中最重要的实体是CSCF和HSS。CSCF主要负责对多媒体会话进行处理，其功能包括多媒体会话控制、地址翻译以及对业务协商进行服务转换等，相当于SIP服务器。CSCF分为CSCF（P-CSCF）、查询CSCF（I-CSCF）和服务CSCF（S-CSCF）。P-CSCF是IMS系统中用户的第一个接触点，所有的SIP信令都必须通过P-CSCF。I-CSCF提供到归属网络的入口，将归属网络的拓扑隐藏起来，并可通过归属用户服务器HSS灵活选择S-CSCF，并将SIP信令路由到S-CSCF。S-CSCF是IMS的核心，它位于归属网络，提供UE会话控制和注册服务。在SIP会话中他是SIP的服务器。HSS类似于现在移动网络的HLR，它是IMS中所有与用户和服务相关的数据的主要存储器。存储在HSS中的数据主要包括用户身份、注册信息、接入参数和服务触发信息等。
SIP信令消息从移动用户发起，经UMTS（通用移动通信系统）陆地无线接入网络进入核心网，通过SGSN（GPRS服务支持节点）和GGSN（GPRS网关支持节点）到达CSCF，经过处理后送往其他IMS网络、MGCF/MGW网络或外部IP网络。在此过程中，SGSN和GGSN仅查看消息的目的IP地址，不分析消息的内容，起到路由器的作用。
当3GPP RS在规划IMS时，由于SIP的灵活性和可扩展性，决定采用SIP机制作为IMS网络的会话初始化协议。3G网络被分为3个不同的域：电路交换域、分组交换域和IP多媒体交换域。其中IP多媒体子系统域是3G中最重要的域，这个域采用SIP作为主要的信令协议向用户提供基于因特网的多媒体服务。从逻辑上讲，所有的3G终端都包含一个SIP用户，IP多媒体网络节点就是SIP规范中所提到的。
SIP协议在IMS网络中的应用十分广泛，涉及IMS网络会话的建立，媒体协商和会话修改等。在SIP规范中，为了建立一个呼叫会话，UA通常发起请求，服务器服务路由请求，同时注册服务器提供UA的位置信息，因此需要将SIP地址映射成IP地址来进行最后的路由。3GPP IMS使用了这种机制模型架构：IMS中的用户为用户设备，而IMS中的服务器是指名为呼叫会话控制功能的网络实体。同时，3GPPIMS使用了SIP的扩展功能，主要包括SIP压缩（主要是指媒体流的压缩）、安全、制定的CSCF路由等。
第2篇：sip协议范文
关键词:下一代网络（ngn）；软交换；sip协议
引言
目前传统的公众交换电话网（pstn）上传送着许多数据业务，由于快速增长的数据业务给并不适合传送数据业务的电话网造成了很大的压力。因此，基于分组技术的数据网与电路交换网最终必将走向融合，产生下一代由业务驱动的网络。软交换是下一代网络交换的核心，如果说传统电信网络是基于程控交换机的网络，而下一代网络则是基于软交换的网络。
1系统开发的技术基础
1.1软交换的概念
我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是：“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一，它独立于传送网络，主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能，同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务，并向第三方提供可编程能力。”
1.2 sip协议介绍
会话初始化协议sip（session initiation protocol）是一个面向internet 会议和电话的简单信令协议，sip最初由ietf mmusic (multiparty multimedia session control) 工作组提出。Www.133229.coM它的主要目的是为了解决ip网中的
信令控制，以及同软交换机的通信，从而构成新一代的通信平台。
2 系统的总体设计和实现
2.1系统的层次结构
软交换采用业务与交换分离的设计思想，在系统设计结构上将软交换技术应用设计为三层结构，底层为用户接入层，中间为交换支撑层，最上面是业务实现层。系统的层次结构如图1所示。
2.2呼叫管理服务器的设计与实现
呼叫管理服务器处于该体系结构中的网络控制层，它是软交换系统的核心部分。呼叫管理服务器除了完成呼叫控制、连接控制和协议处理功能外，还将提供原来由网守设备提供的资源管理、路由以及认证、计费等功能。
软交换系统的运行需要sip协议栈和sdp协议栈。客户端应该能够产生invite和ack请求，能够产生和解析call-id，content-length，content-type，cseq，from和to头部字段。呼叫管理服务器应该能够接收invite，ack，bye，cancel和register请求，应该能够产生和解析call-id，content-length，content-type，cseq，expires，from，max-forwards，via和to头部字段。为了能够使客户端和服务端能够使用rtp传输语音流，sdp协议应该能够产生和解析v，o，s，c，t，m和a头部字段。
本系统以面向对象的方法设计了一个满足系统要求的最小sip和sdp协议栈。sip协议栈支持invite，ack，bye，register和cancel请求，支持100，180，200，300，400，500和600状态应答，支持subject，contact，call-id，content-length，content-type，cseq，expires，from，max-forwards，via和to头部字段。sdp协议栈支持v，o，s，c，t，m和a头部字段。sip和sdp中的头部字段都是以类的形式实现的，所支持的头部字段都是从一个抽象类header继承而来。抽象类header的定义如下：
class header
{
public:
header();
virtual ~header() = 0;
virtual string encode() const = 0;
virtual void decode(const string& headerstring) = 0;
virtual string getname() const = 0;
};
其中最主要的方法为decode，主要用来对相应的头部字段进行解析，getname方法返回当前的头部字段类的类名，encode方法用来产生相应的头部字段的字符串。
其中sip协议栈的结构如图2所示：
解析层是对sip消息进行解析和构造。解析层实现的关键在于各个头部字段类的设计及其相应decode方法的实现。解析层的实现借鉴了vocal开放源码中sipstack的头部字段类的设计方法，vocal的sipstack对rfc2543完全支持，但协议栈非常的庞大，设计的过程中参考了vocal的sipstack的头部字段类的设计形式实现了一个简洁，实用的sip协议栈，sip协议栈的大小还不到vocal的sipstack的1/10。
3 结束语
总之，基于sip协议软交换系统的前景非常广阔，在这个领域，有许多技术难题等待人们去解决。相信在大家的共同推动之下，软交换系统的应用将得到快速的发展。
参考文献
[1]强磊等编著.基于软交换的下一代网络组网技术[m].人民邮电出版社,2005
[2]秦维佳.c/c++程序设计教程[m].机械工业出版社,2007
第3篇：sip协议范文
随着电话网络体系结构的演变和宽带技术的发展，传统的电话网络向下一代网络的演进是不可避免的大趋势，基于软交换（Softswitch）的下一代网络开展传统的话音业务和多媒体业务的商业应用已经逐步出现。
会话初始化协议凭借其简单、易于扩展、便于实现等诸多优点越来越得到了业界的青睐，逐步成为NGN和IMS中的主流协议。随着越来越多支持SIP的客户端软件、基于SIP协议的服务器和软交换设备的出现，SIP协议越来越受到电信制造商、运营商和标准组织的青睐。
SIP基于UDP协议时，网络丢包是很常见的，另外还有软终端任意退出对话等情况，这些使得缺乏保活机制的SIP服务器无法适应实际工程应用和网络部署。在标准研究中，RFC4028和RFC5626是专门针对会话保活的。RFC5626定义较为复杂，实际应用较少。RFC4028协议扩展了Session-Expires以及Min-SE两个新的头部，提出了通过服务器之间参数协商进行通话后会话检测已达到keep-alive的目的。原则上，按照该协议的实现可以解决keep-alive的问题，但是在实际部署中，对于传统网络来说，很多设备和终端都是不能完全支持RFC4028的。另外RFC4028会协商出一个周期，在周期到达之前，仍然有可能出现资源信息不一致问题。例如图1中，当dialog（对话）建立后，由于网络丢包或者其他原因导致SIP服务器端和终端或者其他设备对于用户状态不一致，后续ProxyServer再接收到终端或其他设备的呼叫请求时，由于检测周期还没有到达，ProxyServer就会直接拒绝呼叫，导致某段时间用户不可达。
1.作为UA，如果存在4028检测，那需要等待sessiontimer超时，才可以检测资源；如果没有此检测，那么需要重启终端或者其他办法才能释放资源。
2.作为PROXY，当开启4028检测时，sessiontimer定时器超时时，PROXY可以释放自己占用的资源，但是不能发送BYE，如果未开启，则会一直占用。
启发式会话检测
在实际应用中，RFC4028能够满足大部分需求，然而，由于目前企业竞争愈发激烈，用户成为决定企业生存的决策者，用户体验也就至关重要。因此，在上述分析基础上，本文提出了一种新的检测模式——启发式会话检测。
该方法利用后续新发起的呼叫请求查询资源作为一个触发条件，如果该请求触发用户资源占用导致呼叫建立失败时，SIP服务器对于先前占用资源的服务器发起会话检测，检测成功，则拒绝新的呼叫，检测失败，则释放资源，同时更新数据库中的资源状态，对呼叫进行接续。
图2和图3分别描述SIP服务器端和终端或者其他设备对于用户状态不一致时，新呼叫导致SIP服务器发起资源检测，通过检测结果（即检测请求的响应码）判断资源状态，从而建立呼叫和拒绝呼叫的流程图。举例的检测方法都是Re-INVITE，实际上可以使用OPTIONS、UPDATE等其他对话内方法。
本文阐述的启发式会话检测，主要思想是在检测周期还未到达时，通过设定的其他触发条件主动触发会话检测。触发条件就是用户发起新的资源占用申请而服务器认为资源已经被占用，从而服务器发起资源信息查询。信息查询需要先根据用户号码查询已经存在的会话信息，包括From、To、Call-Id等关键头部，再根据这些信息构造检测消息。待被检测的设备返回消息后，ProxyServer服务器根据响应码判断资源是否被占用，并同步更新数据库中的用户信息。为了防止不断查询导致设备拥塞，可以设定每个用户的最大资源查询次数，每次资源释放后，已查询次数可以清除重新计数。
第4篇：sip协议范文
关键词：全模式； H.323；SIP；穿越；NAT
中图分类号：TN919文献标识码：B 文章编号：1009-3044(2007)16-30934-02
The Full Proxy Mode Traverse NAT Based on SIP/H.323
YI Jun
(College of Computer Science and Engineering, Chongqing 610051, China)
Abstract:The full proxy mode traversing system structure is introduced, and message processing flow is mostly analyzed when NAT based on SIP/H.323 is traversed by full proxy mode。
Key words:Full Proxy Mode; H.323 protocol; SIP protocol ; traverse ; NAT
1 引言
目前的NAT/FW大多支持HTTP的数据应用协议穿透，而不支持会话业务的控制与媒体NAT/FW穿透。业界提出了各种穿越方法，其中全模式（Full Proxy）在性能，可扩展性，组网应用方面都有更大的优势，同时它不需要对现有设备进行改造，并能保证安全性和QoS要求。
2 概述
全模式采用Agent/Server 结构体系, Agent 设备和 Server 设备分别部署,不依赖于防火墙/NAT设备而存在。在企业网内部部署 Agent 端设备,在公网上部署Server设备,在Agent 和Server之间建立透传数据信道。透传支持TCP+UDP模式，信令通过TCP传输，媒体流通过UDP传输；为兼容各类设备和网络类型，缺省情况下均采用通用TCP和UDP端口，比如TCP端口可采用80或者443，UDP端口可采用1080等。
以下介绍全模式下对H.323协议各消息的处理流程，对于SIP 也可类似处理。
全穿透系统结构图如图1所示。
图1 全穿透系统结构图
2.1全穿透系统实现流程
2.1.1RAS消息处理
2.1.1.1GRQ消息
终端发GRQ消息给 Agent，Agent直接回复SCF或者GRJ。见图2。
2.1.1.2RRQ消息
RRQ消息的处理是Agent 与Server之间通信最重要的一步。在收到终端的RRQ请求时，Agent会先向Server建立一条TCP连接。这条连接用于后续的所有Agent和Server交换的RAS，Q931和H. 245消息。在终端注销时，该连接才被销毁。在建立TCP连接以后, Agent在该TCP连接上发送RRQ消息给 Server，Server将RCF/RRJ 消息通过TCP连接上发送给 Agent，Agent再转发给终端。见图3。
图2 GRQ消息处理
图3RRQ消息处理
2.1.1.3ARQ/ACF/ARJ消息
转发流程与RRQ类似。
2.1.1.4URQ消息
应该关闭该终端对应的TCP连接。见图4。
图4 URQ消息处理
2.1.1.5IRQ消息
IRQ消息是由Server 通过TCP连接发给Agent，Agent 转发给终端的。终端的IRR发给Agent，再通过Agent转发到Server。见图5。
图5IRQ消息处理
2.1.2 Q.931消息处理
Q．931消息的转发也是通过RRQ时建立的TCP连接完成的。如果Agent下面的终端做主叫，终端在收到ACF以后会向 Agent 建立连接，发送Setup消息，Agent将该Setup消息通过TCP连接转发给Server。后续的所有消息的转发流程与Setup类似。如果Agent 下面的终端做被叫，Server会在TCP连接上发送Setup 消息给 Agent ，然后由Agent将消息转发到终端。后续的消息流程与 Setup类似。见图6。
图6 Q931消息处理
2.1.3 H.245消息处理
如果 Agent下面的终端做主叫，在Agent返回给终端的Connect消息中包含了Agent监听的H. 245地址，终端向该地址建立 H. 245 连接，终端通过该H.245连接发送H。245消息给Agent, Agent使用RRQ时建立的TCP连接发送H.245消息。Agent和Server之间采用部分自定义消息。如果Agent 下面的终端做被叫，Server会给Agent发送一条Start H.245 的 Facility消息，Agent在收到该消息以后，向终端建立H. 245连接。这样H. 245通道就建立起来了。见图7。
RTP包在使用UDP传输时采用标准协议，使用UDP转发时，需要进行相应的端口转换工作。 Agent 和Server之间采用部分自定义消息。
3全穿透系统优势
3.1 适用范围广泛，充分利用公用开放端口，对防火墙不提出特殊端口要求，只要企业网开放公用TCP及UDP端口，为用户提供基本网络服务，即可使用可视电话业务。
图7H. 245 消息处理
3.2 终端设备要求简单，不改变H.323/SIP 标准协议，仅要求标准的H.323和SIP终端支持，不要求终端上进行任何对私有协议的支持修改。
3.3 可穿透多级NAT/FW 设备。
3.4 通用性好，可用于目前大多数企业私网的情况，不受不同类型的FW/NAT设备的限制，适宜运营级业务应用。
3.5 不会对企业网引入新的安全漏洞。
3.6 网络结构简单，可方便地实现语音及视频数据的穿透。
3.7 支持多端口设定，由于端口或者地址转换至通用端口后造成多种网络数据流量抢占带宽，因此系统支持多端口设定，在条件许可的情况下，可设定为专用多端口，独占带宽，提供良好的视讯通话质量。
3.8 系统支持信令控制和数据分离的模式，针对不同的呼叫情况，提供合理的话务路由。
3.9 系统扩展后将支持更多类型的网络，比如IE Proxy方式， PPPoE + web认证方式等。
4结束语
全模式由于不用对企业网和用户驻地网现有的网络设备进行任何改造,具有很强的适应性,而且组网灵活,可满足VoIP网络多样化的用户接入,除了解决NAT问题外,功能可以大大扩展,同时可完成在接入层对会话业务QoS和安全的处理,可以发展成为一个VoIP业务的用户接入平台。
参考文献：
[1]ITU-TH.323.基于包交换的多媒体通信系统，2000.
[2]ITU-TH.225.基于包交换的多媒体通信系统的信令协议和打包方法，1999.
第5篇：sip协议范文
关键词：会话初始化协议；私网；公网；应用层网关
中图分类号：TP393.08文献标识码：B
DISCUSSING AND DESIGN OF SIP ALG
ZHENG Chang-bo1, ZHANG Han-jie1, CHEN Xiao-liang1, LIU Cui-fang1
(1.Guangzhou University SonTan College, Guangzhou, China 511370)
Abstract: It’s hard for the network based on SIP like digtal home network to pass NAT/FireWall, this paper has analyze the characteristic of SIP, it’s give the method “Application Layer Gateway (ALG)” based on SIP to pass NAT/Firewall. This paper discussing and analyzing the ALG, and accomplish it at last.
Key words: SIP; private network; public network; ALG
引言
SIP (Session Initiation Protocol)称为会话初始协议[1][4]，是一个与HTTP和SMTP类似的、基于文本的协议，SIP独立于传输层协议和其它会话控制协议，可以与其他协议（如RSVP，RTSP等）一起构建多媒体通信系统如智能家居网络、视频会议[2]等。
NAT/防火墙（FW）为私网提供统一的对外出口，从而隐藏内部网络的拓扑结构，提高了私网的安全性[3]。但这也给私网的远程控制应用带来很大的麻烦。对于NAT，其功能是在公网IP地址及端口和私网IP地址及端口间进行映射，工作在传输层，它只对TCP/UDP包头中的地址、端口进行修改，而SIP协议需要在信令消息中内嵌IP地址和端口号[5]，这些地址、端口在应用层上才可见，因此NAT不会对其中的地址信息进行修改，导致信令消息中的IP地址和端口不能指向正确的地址，因而通信也不能正常进行；对于FW，对公网打开的端口通常是固定的(Fw不会在运行过程中动态的打开或者关闭这些端口)，且数目有限。而基于SIP构建的私网的远程控制应用要求FW不但能够提供对信令协议的功能，而且要求FW能够在通信过程中动态的打开一些端口进行媒体流数据的交流，现有的FW难以满足这个要求。
鉴于上述原因，本文提出了“SIP应用层网关”技术，并将其应用于网络通信中来建立相对合理、完善的SIP网络，以解决SIP私网远程控制中穿越NAT/FireWall的难题。
SIP私网穿越NAT/防火墙方法分析
由于所有NAT和Firewall都是对于TCP/IP层以下进行处理和过滤的，而SIP是应用层控制信令协议，SIP与下面的传输层和网络层协议无关。所以必须采用其他的途径来解决基于SIP的私网穿越NAT/防火墙这一问题，主要有以下不同的解决方案：1.UpnP（通用即插即用）；2.TURN(Traversal Using Relay NAT)；3.STUN(Simple Traversal of UDP Through network Address Translators)；4.ALG(Application Layer Gateway，应用层网关)。
其中前3种都是由SIP Client(包括UA和Proxy)通过某种手段或协议在INVITE之前获取自己的公网地址和端口。需要SIP Client提供额外支持，并且也不适应所有的NAT方式。ALG(Application Layer Gateway)[2]适应所有NAT方式，并不需要SIP Client做任何额外的支持。它对Application层的SIP信令进行处理和修改，从而做到透明转换地址。该思想的基本思路是通过在NAT/FW中加入协议认知(Protocol Awareness)能力，使NAT/FW能够在SIP信令消息通过时修改其内容中的地址信息，ALG修改SIP消息里面的SIP地址和端口，并为分配给呼叫双方的地址和端口进行绑定，这样，以后的媒体流数据能够通过NAT/FW指定的端口穿过。本文主要讨论的是基于SIP的应用层网关方法。
SIP应用层网关原理分析
“SIP应用层网关”是为解决基于SIP的私网控制应用穿越NAT/FW的问题，实现私网内的SIP用户与公网上的SIP用户之间的互连而提出的解决方案，从功能上来说，SIP应用层网关是一种为私网内的SIP终端提供连接到公网的功能的SIP设备或软件。下文中提及的“应用层网关”和ALG(Application Level Gateway)都是指SIP应用层网关。
为了实现SIP应用层网关的功能，同时保持与已有SIP应用的兼容性，必须把ALG设计成一个SIP兼容的应用。但是对于私网上和公网上的SIP应用而言，ALG提供的功能并不完全相同：对于私网的SIP终端，SIP应用层网关的角色是一个SIP意义上的服务器(Proxy)，它不但需要为通往公网上的呼叫提供，同时还需要为私网内部不同SIP终端之间的呼叫提供；另一方面ALG必须允许私网内部SIP终端进行注册，因为只有通过注册才能使SIP终端明白ALG是它们的服务器，因此，SIP应用层网关同时也是私网上的SIP注册服务器。而对于公网上的SIP终端而言，私网内部是不可见的，唯一可见的是处于公网上的SIP应用层网关，因此对它而言，ALG只是一个SIP终端，公网上的SIP设备就能够直接对它进行呼叫或者接收它的呼叫。
综上所述，SIP应用层网关功能在私网和公网上是非对称的，可划分为：1.对内功能：SIP应用层网关是私网上的SIP注册服务器和服务器，同时，对于跨网呼叫的情况，SIP应用层网关除需为私网终端提供SIP消息的，还须提供媒体流数据的，这种媒体数据的功能对通信双方是透明的；对外功能：在公网上，SIP应用层网关作为一个普通的SIP终端而存在，它能够与公网上的其它SIP应用建立互连关系，并隐藏ALG与私网内部SIP应用之间的关系。
SIP应用层网关的实现
本节前面部分详细的介绍了SIP应用层网关实现的理论基础，本节介绍ALG的软件实现方式，软件开发平台是Windows2000，开发工具是Visua1C++ 6.0，采用的是OSIP协议栈，开发的语言主要是C。
结构及工作流程
图1: SIP应用层网关的结构框图
图1是SIP应用层网关的结构框图，从图中可以看到，按照各部分功能上的差异，可以将ALG划分成“信息数据库接口”、“基于SOCKET的消息接收与应答”、“媒体会话”、“信息管理”和“SIP消息处理及对话维护”五个模块。
这里ALG被分成两个部分：ALG主体部分和SIP URI信息管理系统部分，这两部分被设计成是两个相互独立的程序。ALG主体部分的功能是处理各种流向上的SIP消息、管理呼叫环境以及跨网络呼叫时，在通信双方之间进行RTP数据包的转发；SIP URI信息管理系统部分的功能是负责私网内部SIP URI及其绑定信息的管理和维护，该系统及其维护的数据库放置在私网内部的其它主机上运行。两部分之间通过UDP/TCP进行通信，这样可以减小来自外网上攻击的风险，从而提高数据信息的安全性。 由于ALG主体无法直接对SIPURI的数据信息进行访问，因此必须在这两部分之间提供访问的接口，“信息数据库接口”模块就是为 ALG访问SIP URI信息管理系统的接口。
SIP应用层网关的主要工作由一个SIP消息的监听线程、一个与SIP URI信息管理系统进行通信的线程、一个SIP消息处理线程(包括对话的管理和维护)和数量不定的RTP数据包转发线程完成。RTP数据包转发线程能够根据需要而动态的生成和释放，因此数量不定。
SIP应用层网关的基本工作流程如下：
应用程序初始化完毕以后，启动SIP消息监听线程、URI信息数据库访问线程和SIP消息处理线程。SIP消息监听线程对ALG的所有SIP端口(包括私网和公网)进行监听，如果收到SIP消息，它把消息连同其源IP地址和端口以及消息本身的长度封装成一个简单的数据结构放入一个先入先出的队列(FIFO)当中，然后继续监听，它不对消息进行进一步的处理。
一旦FIFO中有了SIP消息，SIP消息处理线程就被唤醒，并投入运行，它从FIFO中取走消息，然后开始对这个消息进行处理：首先它对消息进行解析以及例行的语法检查，然后根据SIP消息的源地址和目的地址将其分成四类：
（1）内部消息，其源地址和目的地址都在私网内部。
（2）对外消息，其源地址是私网地址，目的地址是公网地址。
（3）对内消息，其源地址是公网地址，目的地址是ALG的公网地址。
（4）外部消息，其源地址和目的地址都是公网地址。
SIP消息被分成以上四类后，ALG对它们进行不同的处理。第(1)类消息称为“内部消息”，第(2)类和第(3)类消息统称为“跨网络消息”；第(4)类消息称为“外部消息”，它会被无条件丢弃，ALG不对其作进一步的处理。SIP消息处理线程在对“跨网络消息”消息进行处理的同时，对呼叫的上下文环境进行管理和维护，并在必要的时候，启动新的RTP数据包转发线程，使其完成对跨网络通信的RTP数据包的转发工作。
基于SOCKET消息接收与应答功能模块
由于UDP包的接收是异步的，ALG无法预测何时会有SIP消息到来，因此在SIP应用层网关的设计中，用单独的线程对SIP端口进行监听。由于SIP应用层网关处在两个网络的边界上，并在两网之间转发数据，因此ALG的SIP端口也相应的分为私网和公网两部分，在任何一边的网络上，都可以打开一个或者多个与套节字(SOCKET)相联系的SIP端口。并且每隔一定时间试图从所有监听的SIP端口相关联的SOCKET上读取数据，如果读到了数据，就对数据做简单的封装，然后把它放入应用层网关的SIP消息FIFO当中。
信息数据库接口模块
出于安全性的考虑，SIP URI信息管理系统从SIP应用层网关中分离出去，这个系统的功能并不复杂，一方面它接受来自ALG的访问；另一方面，它必须对自身的信息数据库进行维护。ALG本身必须通过信息数据库接口模块对其进行访问。
ALG需要从SIP URI信息管理系统得到的信息有两类：一类是用户信息，包括用户名和密码；另一类是SIP URI绑定信息，这一类信息的交互是双向的，不同的REGISTER请求会要求ALG添加、修改、删除或者仅仅是获取SIP URI的绑定信息。本文用统一的数据结构来表示这两类信息，这样只需要一次访问就能够获取所需全部信息，可以缩短ALG处理SIP消息所需的时间。
信息管理模块
SIP应用层网关需要很多信息才能完成工作，有些信息是动态的，例如SIP URI的绑定信息，不同用户不同时间的绑定信息是不同的，因此只有在需要的时候应用层网关才从数据库中进行动态的访问；而另外一些信息则是相对稳定的，如ALG本身的域名、IP地址等等。这些信息很多，但并不复杂，大多是字符串、数值或者布尔型的变量，信息管理模块的功能就是维护和管理它们。
“媒体会话”模块
当SIP应用层网关为跨网络呼叫的终端之间建立起媒体会话(视频、音频)的连接后，双方之间主要的交互将是RTP数据流(媒体数据被打包成RTP数据包)的交互，“媒体会话”模块的功能主要就是在通信双方之间进行RTP数据包的转发工作，每一个RTP数据包转发器能够为多路RTP连接提供数据包转发服务。
当ALG需要为一路RTP连接提供数据包转发服务时，它试图从转发器环境中得到一个空闲的RTP数据包转发器，如果环境中的转发器都已经被占用，环境会试图创建一个新的RTP数据包转发器，并把它加入到环境当中，并将它返回给ALG使用。另一方面，当一个转发器不再为任何RTP连接提供转发服务时，环境会把它删除，并释放相应的资源。
“消息处理及对话维护”模块
这是SIP应用层网关的核心模块，它的功能是对收到的SIP消息进行解析和处理，完成对SIP消息的，对跨网络呼叫的上下文环境进行维护以及在必要时启动对话的RTP。这些功能之间是相互关联的，统一由SIP消息处理及对话的维护线程完成。图2是SIP消息处理线程的工作流程图。
图2: SIP消息处理线程的工作流程图
本文小节
SIP协议凭借其简单、易于扩展、便于实现等诸多优点越来越得到业界的青睐，越来越多的基于SIP协议的网络如VOIP、视频会议、智能家居系统被开发实现，本文实现的SIP应用层网关正是SIP网络对NAT/Firewall的穿越的关键技术，但这一方案仍存在着不足之处，由于SIP应用层网关必须对跨网络的所有SIP消息进行解析，导致这些消息须以明码的形式传输，降低了SIP应用的安全性，进一步研究表明：这要求我们对SIP协议进行适当扩展来实现信息的加密。
本文创新点：综合分析了基于SIP的网络如何穿越公网私网技术，提出并实现了基于SIP协议的ALG方法。
参考文献
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[2] 叶德谦，基于SIP集中式多媒体视频会议系统中对私下会议问题的研究[J]，微计算机信息 2006.1-3 P78-79、P268。
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[4] Garcia-Martin M, Henrikson E, Mills D. Private header (P-Header) extensions to the session initiation protocol (SIP) for the 3rd-generation partnership project (3GPP)[S]. Internet RFC3455, 2003.
[5] Arkko J, Torvinen V, Camarillo G, Niemi A, Haukka T. Security mechanism agreement for the session initiation protocol (SIP)[S]. Internet RFC 3329, 2003.
作者简介：郑昌波（1977－），男，湖北松滋人，广州市广州大学松田学院讲师，硕士（毕业于武汉大学），主要研究方向：多媒体通信与传输技术。
第6篇：sip协议范文
关键词：sip、用户、sip消息、voip、ngn
1 前言
正如dynamicsoft公司首席科学家jonathan rosenberg博士所说的“在电信界以外毫无所知的情况下，一场静悄悄的革命发生了”。而领导这场静悄悄革命的是会话初始化协议（session initiation protocol，sip）,它是由ietf提出的ip电话信令协议。sip的出现打破了传统电信业务的传输模式，它用基于internet的准则为电信业带来了新的生机。sip作为第三代移动系统的信令协议，能够提供ip多媒体服务，可以将蜂窝系统与internet应用领域融合在一起。它的主要目的是为了解决ip网中的信令控制，以及同软交换机（softswitch）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。
2 sip简介
2.1 sip系统结构
按逻辑功能区分，sip系统由4种元素组成：用户，sip服务器，重定向服务器以及sip注册服务器，如错误！未找到引用源。所示。
sip用户，又称为sip终端，是sip系统中的端用户，在rfc3261中将它们定义为一个应用。根据它们在会话中扮演的角色的不同，又可分为用户客户机（uac） 和用户服务器（uas）2种。其中前者用于发起呼叫请求，后者用于响应呼叫请求。
sip服务器，是一个中间元素，它既是一个客户机又是一个服务器，具有解析名字的能力，能够前面的用户向下一跳服务器发出呼叫请求。然后服务器决定下一跳的地址?。
重定向服务器，是一个规划sip呼叫路径的服务器，在获得了下一跳的地址后，立刻告诉前面的用户，让该用户直接向下一跳地址发出请求而自己则退出对这个呼叫的控制。
sip注册服务器，用来完成对uas的登录，在sip系统的网元中，所有uas都要在某个登录服务器中登录，以便uac通过服务器能找到它。
2.2 sip的主要功能
sip具有如下基本功能：
1. 用户定位（user location）：决定哪个终端系统参加通信；
2. 用户能力（user capabilities）：决定通信所采用的媒体和媒体参数；
3. 用户可用性（user availability）：决定被叫方是否愿意加入通信过程；
4. 呼叫建立（call setup）：振铃、主叫方和被叫方的连接和参数的建立；
5. 呼叫处理（call hangling）：呼叫前转或终结呼叫。
2.3 sip消息机制
sip是一个基于文本的协议，它的消息分为两大类：从客户端到服务器的请求（request）和从服务器到客户端的响应（response）。
无论请求消息还是响应消息都是由起始行（start-line）、消息头部（message-header）和可选的消息体（message-body）构成。sip消息的头部字段主要有from、to、call-id、cseq、via、contact等，用于标识会话的各种相关参数，而可选的消息体部分用于描述会话双方的通信能力。
请求消息的起始行称为请求行（request-line），其中的“方法”（method）字段表明了请求消息的功能。
sip协议定义了6种方法：register：用于登记联系信息；invite：用于邀请用户加入会话；ack：用于对邀请做出响应；cancel：用于取消未完成的请求；bye：用于终止会话；options：用于询问服务器的性能。
响应消息的起始行称为状态行（status-line），其中的状态码字段指示了被叫方对请求的响应结果。
2.4 sip呼叫举例
如错误！未找到引用源。所示描述了一个典型的sip呼叫。作为uac希望同通话，他首先发出一个invite请求，本地的sip服务器接受到这个invite请求后，经过地址解析，将其发送至sip服务器，同时返回给user1 一个 100 trying消息。接收到的invite请求后，将其转发给，并返回给一个trying消息。user2接受到invite请求后，在应答之前，将返回给一个180ringing消息，此ringing消息将依次转发给、user1。如果user2决定应答呼叫，则返回一个200 ok消息，此消息经过、最后到达user1。user1在收到200ok消息后，直接发送一个ack确认消息给user2。至此呼叫建立过程完成，user1和user2之间可以建立媒体通道进行对话。当一方想结束通话时，发送一个bye消息给对方，对方返回一个200 ok消息，sip呼叫即被终止。?
2.5 sip的优越性
sip是为voip电话，尤其是结合internet设计的协议，它拥有明显的优越性。
1. sip拥有优异的可扩展性，原因在于，大大降低了对中心节点（核心网络服务器）的压力，在同样情况下，可大幅提高系统对呼叫的处理能力。
2. sip与现有的internet应用紧密结合，包括web以及email业务，而点击拨号（click to dial）和点击传真（click to fax）等协议都是基于sip的。
3. 对于工程师而言，sip具有非常简单的优势，可以松实现internet电话。
sip具有更高的功能性和增长潜力，但sip获得普遍接受的前提是整个分组语音承载技术先被人们接受。现在，这些条件已越来越成熟，sip的发展正面临着一个大好时机。
3 sip发展现状
在现阶段,sip已经得到了业界的普遍认同:
1. 标准组织：ngn论坛、3gpp、3gpp2等标准组织已确定sip为多媒体会话标准，cdma、ngn、wcdma核心网将走向融合和统一；
2. 制造商：业界纷纷推出基于sip的多媒体解决方案，包括电信设备厂商（nortel、ericsson、huawei）、数据通信厂商（cisco）以及软件厂商（microsoft）；
3. 运营商：基于sip的ngn voice方案已经成为发展趋势，各大运营商普遍接受，美洲运营商招标建设基于sip的ngn voice网络，embratel认同基于sip的voip解决方案，日本宽带运营商的voip网关设备均基于sip；
4. 软件厂商：固定和移动终端操作系统win xp、win ce、symbian宣布支持sip，企业办公系统notes、exchange、groupwise支持基于sip协议与包括电信运营商在内的第三方互通通信与状态信息
基于sip协议的多媒体业务平台是未来ngns（下一代网络的新型业务next generation network-based service）的主流业务平台，尤其在ngn（下一代网络）更为合适。
4 支持sip的产品
目前,已经有不少值得关注的、比较有代表性的sip应用,例如:
1. sip产品开发商dynamicsoft是cegetel的合作者，该公司致力于为sip产品设计和制造开发平台，供其他厂商在其基础上开发市场需要的新兴语音服务。
2. 3com公司已完成其sip产品的第四次测试，其目的是为了检验软件和硬件的sip互操作性。这是第一次整个电话系统都建立在sip基础上的测试，比如通过一台sip网关访问pstn等。
3. siemens已经正式向业界推出了采用sip协议的voip电话。该产品完全符合sip的要求，呼叫可以从pstn、intranet或者internet发起。此类电话产品，包括电话机、客户程序和通信服务器、网关都可应用于企业通信系统和电信规模的ip电话系统。
4. cisco 将sip功能嵌入了其接入服务器和系列路由器，这些嵌入功能负责ip网络语音和多媒体呼叫的信令控制，而cisco的sip软件具备sip协议的固有优势，在个人移动服务上功能强大。
5. lucent实现了一套供第三方开发者采用sip的可编程软件平台，支持sip全部标准服务和组成元素。
5 结束语
本文简单介绍了sip的基本知识和发展现状，以及它在电信界中的应用。sip技术现在还处于发展阶段，可以预料，当sip技术成熟并市场化后，将会给电信界带来一次革命，给银行、金融等行业提供更好的增值业务。
参考文献：
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，白建军 彭晖 田敏等译 人民邮电出版社 2003
8. 《以软交换为核心的下一代网络技术》赵慧玲 叶华等编著 人民邮电出版社 2003
9. 《ip网络多媒体通信技术》黄永峰等编著 人民邮电出版社 2003
10. 《软交换与下一代网络》陈建亚 余浩编著 北京邮电大学出版社2003
第7篇：sip协议范文
【关键词】视频会议 会议系统 SIP协议
一、引言
视频会议系统是一种虚拟会议，可以使处于不同地理位置的用户在网上通过文本、音频、视频等方式进行交流和互动。视频会议系统使用的技术包括音视频编码解码技术和网络通信技术等。集中式视频会议管理系统是由会议终端、会议控制、会议管理等三部分构成的。
二、SIP协议
SIP协议属于IP电话信令协议的一种，能够对多用户参与的视频会话活动进行建立、修改和终结。
SIP协议区分为客户端和服务器两种，服务器是能够接收客户端的服务请求并提供服务的应用程序，客户端是能够建立与服务器的请求服务的连接的程序。从逻辑实体角度来讲，SIP分为四部分：1.用户。作为一种终端实体，用户可以对会话进行响应、请求或是终结。用户又分为用户服务器和用户客户端，用户服务器在受到SIP请求时，能够按照指令联系用户，于此同时对发出SIP请求的一方做出回应，是一种服务器应用程序；用户客户端可以向所请求的一方发出SIP请求，是一种客户端应用程序。2.服务器。服务器可以对客户端的请求进行转发。3.重定向服务器。能够接受SIP请求，并将SIP地址映射为客户端，并将消息传回。4.注册服务器。接受客户端发出的请求，并对用户地址进行注册。
三、视频会议系统设计
（一）划分系统模块
在对以SIP协议为基础的集中式视频会议系统的设计中，可以使用C/S模式。可将系统分为SIP终端子系统、会议控制子系统和会议管理子系统3个模块。
（二）会议管理系统
一般情况下，每个视频会议系统都会有一个管理系统对会议系统进行管理，称为会议管理系统，它是一种服务器终端程序。会议管理系统会依据管理人员的级别和管理内容进行权限设置，一般分为三种权限：1.系统管理员：可以对服务器终端的开启和终止进行操作，能够实现对系统管理人员信息的增、删、改、查，具有会议管理系统的最高权限。2.会议管理员：会议管理员的权限是能够对会议进行预约、修改、通告、取消操作，并可以创建和删除会议，能够对系统的普通用户的信息和权限进行增、删、改、查的操作。3.普通用户：只能够浏览会议通知和参加会议。
会议管理系统的功能包括：1.对会议的管理，对会议进行创建和终止，对会议所需的端口、服务器地址等信息进行配置等；2.会议通告，通过用户登录系统或是向用户发送电子邮件的方式对会议信息进行公布；3.模块查询，用户可对会议历史、会议通知、会议记录等进行查询；4.用户管理：可对管理员用户和普通用户的信息和权限进行管理，可对参与会议的用户进行管理等。
（三）会议控制系统
会议控制系统能够接收会议请求、鉴定用户的权限和基本信息，引导和掌握会议流程等。其各部分功能为：
1.传输层：对多媒体信息和SIP数据进行发送和接收。2.数据转发模块：可以依据会议消息，调节多媒体数据的转发和接收。3.SIP协议栈：能够连接双方的客户端，指挥传输层接收和发送SIP消息。4.消息处理模块：这个模块是会议控制系统的核心部分，能够与会议的管理系统交流数据，查看会议的配置数据；能够控制普通用户离开或参加会议，能够对多媒体数据进行转发，实现会议的进行。
（四）会议终端系统
会议终端系统是由消息处理模块、音视频处理模块和客户端界面共同构成的。音视频模块能够依据实际情况采取恰当的音视频编码解码技术，以实现对多媒体数据的传输和播放。消息处理模块能够实现会议控制信息在服务器与客户端之间的解析、接收以及发送和通信。用户可以通过客户端解码对会议进行操作和管理。
四、实现视频会议系统的关键技术
（一）会议框架
视频会议系统可由三部分场景组成：主会场、分会场、会议服务器，通过这三个部分场景的配合，完成视频会议。拥有会议主持人的会场为主会场，控制会议的流程。分会场不能对会议流程实现控制，而可对会议数据进行发送或接收。会议服务器是由会议管理服务器和会议控制服务器两部分构成的，责任是控制会议。
（二） 会议终端
会议终端分为三部分：消息处理、媒体处理和界面。
（三）会议控制
1.会议控制消息。会议控制消息分为非SIP消息和SIP消息。而单纯的SIP是不能实现会议控制和管理的，要由用户状态和会议控制消息，通过修改SIP头域来共同实现。
2.会议的管理与控制，以及SIP终端。会议使用TCP协议传输消息，系统以同步时间多路分离策略来完成多用户和服务器间的数据传输。所采用的服务器并发策略，是由程序中一个循环结构实现的，可以持续检测并反馈客户事件。
（四）会议管理
会议管理系统是基于Linux系统开发出来的，使用的是MySQL数据库，是以Tomcat为WEB服务器而实现的。在对数据库进行设计时，可设计为四张表：会议时间安排表、会议参数表、会议信息表、用户基本信息表等。
第8篇：sip协议范文
本篇文章在介绍IMS网络和SIP协议的基础上主要分析了IMS网络和基于SIP的网络在实现语音和消息通信中的性能差异情况。
关键词：IMS，IP多媒体子系统，SIP，信令流程
第一章.介绍
IP多媒体子系统是基于IP的连接和服务控制体系结构，最初由其3GPP的Release 5版本定义[1]，目前它已发展到包括固定移动融合（FMC）在内的多个网络，并提供可靠的持续性、安全和服务质量。IMS的信令主要是基于会话初始协议(SIP)，并使用其他基于互联网标准的协议，比方说Diameter和H.248，后者也称为媒体网关控制协议[5]。此篇论文由如下部分组成：
第二章我们看看IMS本身的一些情况以及其体系结构和功能，SIP协议的一些情况和两者的关系；性能差异方式将在第三章进行论述，在这部分我们还要来看相关的基准文档、测试网络的结构性能和测试结果，这部分会考虑语音和消息性能；第四章对文章做个总结。
第二章.IP多媒体子系统和SIP协议
1、IP多媒体子系统
为了支持通用的IP连接，IMS应能够使用多个传输技术来保证其连通性，因此不论底层的接入网络或用户终端的结构，IMS提供的服务都应不受影响且提供良好的支持能力，基于这样的特性，IMS可供选择的接入方式有：xDSL、WLAN、WiFi、2G、3G、LTE等。较小规模的电信运营商会对IMS部署中带来的经济性感兴趣，其理由如下：
IMS提供3GPP/ETSI-TISPAN规范和发展，其包含外部系统和网络标准接口的IP系统环境。
IMS包含用户标识和服务的授权、鉴权、计费(AAA)系统，作为系统默认的身份验证系统。
IMS体系结构的核心网元是呼叫会话控制功能（CSCF）。IMS系统中有四种不同功能的CSCF。分别是CSCF（P-CSCF），服务CSCF(S-CSCF)，查询CSCF(I-CSCF)和应急CSCF，每种类型的CSCF都有其自身的特定功能。
P-CSCF是IMS拜访网络的第一个入口，就这意味着从用户终端发起的所有SIP信令交互都会被送到P-CSCF，还有一些其他重要的任务，包括SIP压缩、 IPSec 安全关联，以及与策略和收费规则功能（PCRF）的相互作用。
S-CSCF呼叫负责处理注册过程，使路由决策和维护的会话状态，和存储服务配置文件。
I-CSCF负责在IMS终端注册时，为用户分配提供服务的S-CSCF，为来话选择被叫注册的S-CSCF。
2、会话初始协议
SIP是基于因特网两个最成功的服务Web和E-mail进行设计的，借鉴了Internet的标准和协议设计思想，坚持简洁、开放和可扩展、可重用性的原则，为组建多媒体通信网络、多媒体业务提供了一种可以将简单的应用结合到复杂的服务中去的方法。SIP通过一种便捷的方式来建立和控制各种类型的点到点媒体会话，和 Internet协议类似，它采用的是一种模块化结构，请求/应答模式，基于文本方式，因此使用非常简单灵活，升级、扩展方便。SIP由SIP基本协议和一系列针对移动业务的SIP扩展组成，SIP基本协议由IETFRFC3261定义，SIP扩展则由一系列RFC文档组成，主要包括RFC 3455、RFC 3311、RFC 3262、RFC 3325等20多个文档。
由于SIP的灵活性，使得3GPP在R5中采用了SIP作为会话控制协议来设计IMS。3GPP没有定义一个新的SIP 协议，而只是以某种方式使用IETF定义的SIP。因此，在公用移动网中的诸如低带宽、漫游、安全需求、服务质量(QoS)和计费管制等特定需求，对SIP也都会有特定要求。
SIP模型中，为建立起一个会话，用户客户端向用户服务起发起请求，请求通过服务器在网络中建立路由；此外，注册服务器因为要提供用户的位置信息，因而需要将SIP地址映射成IP地址。
第三章.IMS与SIP呼叫及消息性能
1、统一的信令流程方式差异
目前的性能研究基于ETSITS186008MS/NGN性能基准文档，在这篇文档中统一了测量IMS环境中的各类进程的程序的性能。由于IMS系统有多种不同的变量以及和各类不同供应商提供的不同技术解决方案，所以如果没有通用的性能定义的话是很难比较这些不同解决方案的优劣，而这篇文档中定义恰好帮助经营者选择最合适的解决方案以及适合他们的业务开展范围，同样，也帮助不同的IMS供应商产品的进一步发展。
下图显示了IMS网络中的信令交互。
在SIP网络中信令是相同的。
可以看到在语音呼叫中存在两个延误：一个是在初始化期间响铃的时间，一个是在实际起呼的过程中存在有时间延迟。
从图1可以看出，呼叫方负责呼叫初始化和拆除呼叫。在图中的IM CN意味着IMS核心网络。信号流都通过呼叫方的P-CSCF、网络S-CSCF和接收方的P-CSCF。如果我们的IMS网络在只有一个P-CSCF的话，那么呼叫信号将在此网元上通过两次。这也意味着，需要花费20个信令消息来拨打电话。拆除一个呼叫需要8个信令消息。而在SIP网络中有只有一个SIP服务器，所以所有消息都经过那里(如图1所示)，以至于只需要10条消息来启动一个呼叫以及通过4条消息来拆除。测量标准定义一个呼叫，其成功的初始化时间（图1：第1部分到第10部分），拆除持续时间(图1：第11部分至第14部分)。基于标准，在没有响铃延迟的话，呼叫初始化应至少持续8秒。拆除呼叫的时间限制为2秒。在消息传递的部分，该标准定义了两种情况：成功和失败的消息传递。并且在呼叫方案中，双方都是在注册状态，若只有一个消息传递，并且接收方只确认消息传递成功，在图2中提出了这种情况。SIP的网络消息流是颇为相似，区别在于，只有一个SIP服务器，如在IMS网络中，消息传递依次通过P-CSCF，S-CSCF然后再一次通过P-CSCF。在IMS的消息流中共有8种类型的消息，而在sip网络中只有4种类型的消息。一条消息流从（图2：第1部分到第8部分）最多传输时长为2秒。
B．IMS性能测试网络的结构
P-CSCF、 S-CSCF、I-CSCF和HSS是IMS测试所用的网元。IMS核心基于[7]IMS核心开放源码程序开发项目；HSS基于[6]MySQL数据库，通过Java语音的IMS数据库基于订阅服务器（FHoSS）；在SIP网络方面，使用的是OpenSIPS服务器(1.5.3版，在目前已经做的测试的模型中，IMS使用了同样的基于MySQL的数据库。测试网络中的基本服务是VoIP、视频电话和即时消息(IM)，另外还考虑了视频上的需求。所有服务都基于单独应用程序服务器（AP）运行，测试网络连接互联网，并且启用基于IP的VoIP和视频呼叫各地互联网。
比较典型的硬件配置了如下：X-CSCF和HSS位于相同的基于Linux PC虚拟化框架：有戴尔Power Edge2950服务器，此服务器配置2个英特尔至强E5420（四核，2.50 GhZ) -处理器和32GBECC DDR2内存，并使用RAID10配置的4个750 GBSAS磁盘；服务器平台还配备了6个1Gb以太网连接。虚拟化就完成了CitrixXenServer 5.0.0(Hotfix3）；虚拟机带有2个虚拟处理器配置，每个使用主内存4096 MB、15GB的磁盘内存和一个1Gb以太网端口；然而，由于对虚拟化问题的以太网连接只是充当100Mb的连接，为每个虚拟处理器的优先级别是65536/65536（最高可能)，使用的操作系统是Linux5.0（AMD64），运行在虚拟机中的作为IMS SIP测量程序的版本是SIPp 340；测量平台基于英特尔酷睿2双核E8400 CPU和4GB DDR2内存和1Gb以太网端口，所用操作系统内核 V2.6.30是DebianGNU/Linux5.0 AMD64），内核计时器频率值为1000Hz，可以提高测量精度至1毫秒。
C．目前的一些测试结果
在测试期间采样了CPU负载和内存的消耗。在这两个系统（IMS 和 SIP中）的CPU负载非常相似，甚至最大和最小值几乎相等。在两个系统中，CPU负载启动在第一步（200方案/秒）情况下约18%，在600方案/s情况下CPU占满负荷的50%。内存消耗方面，情况是不同的，与SIP系统相比，IMS系统占用更多内存；在加载的第一步中，IMS系统4954MB的可用内存和最终负载步骤中加载了4206MB；在SIP系统整体的内存消耗是大约100 MB，所以相对而言占用较少；在如何使用内存的方式上两者存在差异。
相对而言SIP网络延迟较小，消息传递性能的重点是衡量的消息传递的时间点，用户将消息发送到同一用户系统时获取200 OK消息（成功传送的消息）。根据这些结果，消息传递在IMS网络速度较慢，在存在更多的并形时能够返回上来的消息进程会变得越来越慢。在进行呼叫和消息测试中，基于IMS的会话启动花费的时间长比在SIP网络的时长要长2到2.5倍，两种网络的最大延迟为约1.6秒，然而，基于TS 186 008-2标准中可以接受的延迟时间为2秒，所以从这一点来看性能是在合理范围内。
第四章 结论
对目前IMS网络和SIP网络中信令流建立过程进行分析的基础上，我们结合目前已经完成的测试案例进行不同种类的成功调用和消息传递方案进行了研究，分析了IMS和SIP网络上呼叫电话和消息的传递性能。总体而言，IMS和SIP网络之间还是存在一些差异，即使是小的差异，从用户的角度来看，也还是很明显的。在消息建立过程中IMS网络较SIP网络时间长，故在加载方案的时候IMS网络的内存占用率要高于SIP网络，相对而言时延也要高点，但都在可以接受的范围之内。
参考文献
[1]3GPP。IP多媒体子系统（IMS）；第二阶段。TS23.228，第三代合作项目(3GPP) 2008年9月。
[2]3GPP。网络体系结构。TS23.002，第三代合作项目(3GPP)2008年9月。
[3] O.J Bertin. Integrating ims with web services to enable ip multimedia service oriented architectures. IMSAA 08: The Second International Conference on Internet Multimedia Services Architecture and Applications,pages 14, December 2008.
[4] Victor C.M. Leung, Terrence Wong, and Peyman TalebiFard. Breaking the silos - access and service convergence over the mobile internet.MSWiM’08: Proceedings of the 11th international symposium on Modeling, analysis and simulation of wireless and mobile systems, pages286293, October 2008.
[5] Georg Mayer Mikka Poikoselka. The IMS IP Multimedia Concepts and Services. Wiley, Chichester, UK, 2009.
[6] MySQL.省略: The world’s most popular open source database. 省略/, March 2010.
[7] Fraunhofer FOKUS NGNI.省略. 省略/, July 2010.
作者简介
黄科，男，江苏省江阴市人，南京邮电大学信息工程系04级硕士研究生。现就职于江苏省邮电规划设计院有限责任公司。
田杰，男，江苏省姜堰市人，南京航空航天大学电子工程系通信工程专业94级本科生，现在江苏省邮电规划设计院有限责任公司工作。
第9篇：sip协议范文
关键词 视频会议 VPN 终端
中图分类号：TN915.4 文献标识码：A
1视频会议系统简介
视频会议系统是指两个或两个以上不同地方的个人或群体，通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互传，实现即时互动的沟通，以实现会议目的的系统设备。视频会议的使用有点像电话，除了能看到与你通话的人并进行语言交流外，还能看到他们的表情和动作，使处于不同地方的人就像在同一个房间内沟通。
2穿越公私网络视频会议的实现
由于处于特殊环境地点，要求终端位于公网、私网中，彼此之间实现通信；而且，所有的终端即可以作为主叫方也可以作为被叫方；能同时完成媒体流和信令流的公私网穿越；其关键问题在于目前不同网络内大部分NAT和防火墙设备的存在，阻断了包括H.323在内的多种多媒体通信协议，导致通信双方的视频通道无法正常建立。另外，防火墙设备在没有内网发出相应消息时也会阻止来自于外网的消息，导致视频通信失败。如何解决公私网之间链路上的互通，并保证私有网络内部的通信安全尤为重要。VPN技术无疑是最佳的解决方案，辽宁省气象信息中心目前拥有一台博达VPN1000网关，各市局通过互联网连接至省局，作为省市县局的备份线路。利用这一备份线路，在公网上的分会场建立一个VPN拨号点，采用L2TP协议，用户名、密码接入认证，建立AES加密VPN虚拟隧道，通过专用的隧道路由传输，可以有效隔绝来自外部网络的攻击，并把公网分会场邀请到辽宁气象视频会议系统中。
设备部署：在分会场建立一套华为视频系统，包括摄像头、终端、音频输入输出设备、输出显示设备。网络部分部署博达2600系列路由器一台，该设备作为一个VPN拨号端，连接至气象内网。
通过分会场互联网地址连接至VPN网关公网互联地址，采用L2TP协议建立一条虚拟隧道，隧道采用两端隧道号和隧道IP地址固定加密，用户名密码认证。再通过FE0/1口局域网地址访问气象内网，添加静态路由访问需要应用的网段。视频会议系统通过以上网络连接作为基础，添加外地互联网会场，从而满足会议呼叫、视频音频互通、辅流收发，达到会议要求。
3与SIP服务器方式功能实现的对比
SIP（会话发起协议）服务器方式同样可以满足公私网穿越实现视频会议通信，需要借助H.323系统的MCU进行视频会议。H.323系统具有完善的会议发起和会议控制机制，这种方式将会议的控制交给MCU进行。在这种方式中需要在SIP系统和H.323系统之间引入IWF设备。IWF可实现不同网络、不同协议实体的互通，具有SIP和H.323协议转换、路由解析、终端能力协商、媒体通道打开与关闭、维护呼叫状态机，并可发起呼叫和当作被叫。在SIP侧，IWF就相当于服务器的功能，完成SIP消息的转接、转发功能，将SIP请求传送到目的地。在H.323侧，IWF相当于网关（GW），将SIP实体的请求转换为H.323终端请求，屏蔽两个系统的协议之间的差别。会议由H.323系统中的MCU发起，IWF将H.323协议消息转换为SIP消息，完成SIP终端用户参加会议。由于SIP应用层网关必须对跨网络的所有SIP消息进行解析，导致这些消息须以明码的形式传输，降低了SIP应用的安全性。与VPN通信方式相比从初期部署安装到系统功能实现有一定缺陷。
4结束语
视频会议系统的广泛应用触及到各行各业。利用身边众多的资源，应对不同复杂的环境变化实现我们需求的功能。
参考文献
[1] 杨鹤男.基于SIP协议的视频会议系统的研究与实现[D].北京邮电大学，2007.
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