瞭解SIP

原文地址：http://www.sipcenter.com/sip.nsf/html/Chinese+SIP+Overview

介紹

通訊供應商及其夥伴和使用者越來越渴求新一代基於 IP 的服務。現在有了 SIP（會話啟動協議），一解燃眉之急。SIP 是不到十年前在電腦科學實驗室誕生的一個想法。它是第一個適合各種媒體內容而實現多使用者會話的協議，現在已成了 網際網路工程任務推動小組 (IETF) 的規範。

今天，越來越多的電訊廠商、CLEC（競爭本地電訊廠商）和 ITSP（VoIP服務商）都在提供基於 SIP 的服務，如市話和長途電話技術、線上資訊和立即訊息、IP Centrex/Hosted PBX、語音簡訊、push-to-talk（按鍵通話）、多媒體會議等等。獨立軟體廠商 (ISV) 正在開發新的開發工具，用來為電訊廠商網路構建基於 SIP 的應用程式以及 SIP 軟體。網路裝置供應商 (NEV) 正在開發支援 SIP 信令和服務的硬體。現在，有眾多 VoIP、使用者代理程式、網路代理程式伺服器、VOIP 網關、媒體伺服器和應用伺服器都在使用 SIP。

SIP 從類似的權威協議－－如 Web 超文字傳輸通訊協定 (HTTP) (HTTP) 格式化協議以及簡易郵件傳輸通訊協定 (SMTP) 電子郵件協議－－演變而來並且發展成為一個功能強大的新標準。但是，儘管 SIP 使用自己獨特的使用者代理程式和伺服器，它並非自成一體地封閉工作。SIP 支援提供融合的多媒體服務，與眾多負責身分識別驗證、位置資訊、語音品質等的現有協議協同工作。

本白皮書對 SIP 及其作用進行了概括性的介紹。它還介紹了 SIP 從實驗室開發到面向市場的過程。本白皮書說明 SIP 提供哪些服務以及正在實施哪些促進發展的方案。它還詳細介紹了 SIP 與各種協議不同的重要特點並說明如何建立 SIP 會話。

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新一代的服務

SIP 較為靈活，可擴充，而且是開放的。它激發了 Internet 以及固定和移動 IP 網路推出新一代服務的威力。SIP 能夠在多台 PC 和電話上完成網路訊息，類比 Internet 建立會話。

與存在已久的國際電信聯盟 (ITU) SS7 標準（用於呼叫建立）和 ITU H.323 視頻協議組合標準不同，SIP 獨立工作於底層網路傳輸協議和媒體。它規定一個或多個參與方的終端裝置如何能夠建立、修改和中斷串連，而不論是語音、視頻、資料或基於 Web 的內容。

SIP 大大優於現有的一些協議，如將 PSTN 音頻訊號轉換為 IP 資料包的媒體網關控制協議 (MGCP)。因為 MGCP 是封閉的純語音標準，所以通過信令功能對其進行增強比較複雜，有時會導致訊息被破壞或丟棄，從而妨礙供應商增加新的服務。而使用 SIP，編程人員可以在不影響串連的情況下在訊息中增加少量新資訊。

例如，SIP 服務提供者可以建立包含語音、視頻和聊天內容的全新媒體。如果使用 MGCP、H.323 或 SS7 標準，則供應商必須等待可以支援這種新媒體的協議新版本。而如果使用 SIP，儘管網關和裝置可能無法識別該媒體，但在兩個大陸上設有分公司的公司可以實現媒體傳輸。

而且，因為 SIP 的訊息構建方式類似於 HTTP，開發人員能夠更加方便便捷地使用通用的程式設計語言（如 Java）來建立應用程式。對於等待了數年希望使用 SS7 和進階智能網路 (AIN) 部署插撥、主叫號碼識別以及其他服務的電訊廠商，現在如果使用 SIP，只需數月時間即可實現進階通訊服務的部署。

這種可擴充性已經在越來越多基於 SIP 的服務中取得重大成功。Vonage 是針對使用者和小企業使用者的服務提供者。它使用 SIP 向使用者提供 20,000 多條數字市話、長話及語音信箱線路。Deltathree 為服務提供者提供 Internet 電話技術產品、服務和基礎設施。它提供了基於 SIP 的 PC 至電話解決方案，使 PC 使用者能夠呼叫全球任何一部電話。Denwa Communications 在全球範圍內批發Voice Messaging Service。它使用 SIP 提供 PC 至 PC 及電話至 PC 的主叫號碼識別、語音信箱，以及電話會議、整合通訊、客戶管理、自配置和基於 Web 的個人化服務。

某些權威人士預計，SIP 與 IP 的關係將發展成為類似 SMTP 和 HTTP 與 Internet 的關係，但也有人說它可能標誌著 AIN 的終結。迄今為止，3G 界已經選擇 SIP 作為下一代移動網路的會話控制機制。Microsoft 已經選擇 SIP 作為其即時通訊策略並在 Microsoft XP、Pocket PC 和 MSN Messenger 中進行了部署。Microsoft 同時宣布 CE.net 的下一個版本將使用基於 SIP 的 VoIP 應用介面層，並承諾向使用者 PC 提供基於 SIP 的語音和視訊通話。

另外，MCI 正在使用 SIP 向 IP 通訊使用者部署進階電話技術服務。使用者將能夠通知主叫方自己是否有空以及首選的通訊方式，如電子郵件、電話或立即訊息。利用線上資訊，使用者還能夠即時建立聊天會話和召開音訊會議。使用 SIP 將不斷地實現各種功能。

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曆史回顧

SIP 出現於二十世紀九十年代中期，源於哥倫比亞大學電腦系副教授 Henning Schulzrinne 及其研究小組的研究。Schulzrinne 教授除與人共同提出通過 Internet 傳輸即時資料的即時傳輸協議 (RTP) 外，還與人合作編寫了即時資料流傳輸協議 (RTSP) 標準提案，用於控制音頻視頻內容在 Web 上的流傳輸。

Schulzrinne 本來打算編寫多方多媒體會話控制 (MMUSIC) 標準。1996 年，他向 IETF 提交了一個草案，其中包含了 SIP 的重要內容。1999 年，Shulzrinne 在提交的新標準中刪除了有關媒體內容方面的無關內容。隨後，IETF 發布了第一個 SIP 規範，即 RFC 2543。雖然一些供應商表示了擔憂，認為 H.323 和 MGCP 協議可能會大大危及他們在 SIP 服務方面的投資，IETF 繼續進行這項工作，於 2001 年發布了 SIP 規範 RFC 3261。

RFC 3261 的發布標誌著 SIP 的基礎已經確立。從那時起，發行了幾個 RFC 增補版本，充實了安全性和身分識別驗證等領域的內容。例如，RFC 3262 對臨時響應的可靠性作了規定。RFC 3263 確立了 SIP Proxy 伺服器的定位規則。RFC 3264 提供了提議/應答模型，RFC 3265 確定了具體的事件通知。

早在 2001 年，供應商就已開始推出基於 SIP 的服務。今天，人們對該協議的熱情不斷高漲。Sun Microsystems 的 Java Community Process 等組織正在使用通用的 Java 程式設計語言定義應用編程介面 (API)，以便開發商能夠為服務提供者和企業構建 SIP 組件和應用程式。最重要的是，越來越多的競爭者正在藉助前途光明的新服務進入 SIP 市場。SIP 正在成為自 HTTP 和 SMTP 以來最為重要的協議之一。

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SIP 的優點：類似 Web 的可擴充開放通訊

使用 SIP，服務提供者可以隨意選擇標準組件，快速駕馭新技術。不論媒體內容和參與方數量，使用者都可以尋找和聯絡對方。SIP 對會話進行協商，以便所有參與方都能夠就會話功能達成一致以及進行修改。它甚至可以添加、刪除或轉移使用者。

不過，SIP
不是萬能的。它既不是會話描述協議，也不提供會議控制功能。為了描述訊息內容的負載情況和特點，SIP 使用 Internet 的會話描述協議 (SDP) 來描述終端裝置的特點。SIP 自身也不提供服務品質 (QoS)，它與負責語音品質的資源保留設定協議 (RSVP) 互操作。它還與若干個其他協議進行協作，包括負責定位的輕量型目錄存取通訊協定 (LDAP)、負責身分識別驗證的遠端驗證撥入使用者服務 (RADIUS) 以及負責即時傳輸的 RTP 等多個協議。

SIP 規定了以下基本的通訊要求：

1. 使用者定位服務
2. 會話建立
3. 會話參與方管理
4. 特點的有限確定

SIP 的一個重要特點是它不定義要建立的會話的類型，而只定義應該如何管理會話。有了這種靈活性，也就意味著 SIP 可以用於眾多應用和服務中，包括互動式遊戲、音樂和ApsaraVideo for VOD以及語音、視頻和 Web 會議。

下面是 SIP 在新的信令協議中出類拔萃的一些其他特點

SIP 訊息是基於文本的，因而易於讀取和調試。新服務的編程更加簡單，對於設計人員而言更加直觀。

SIP 如同電子郵件客戶機一樣重用 MIME 類型描述，因此與會話相關的應用程式可以自動啟動。

SIP 重用幾個現有的比較成熟的 網際網路服務和協議，如 DNS、RTP、RSVP 等。不必再引入新服務對 SIP 基礎設施提供支援，因為該基礎設施很多部分已經到位或現成可用。

對 SIP 的擴充易於定義，可由服務提供者在新的應用中添加，不會損壞網路。網路中基於 SIP 的舊裝置不會妨礙基於 SIP 的新服務。例如，如果舊 SIP 實施不支援新的 SIP 應用所用的方法/標題，則會將其忽略。

SIP 獨立於傳輸層。因此，底層傳輸可以是採用 ATM 的 IP。SIP 使用使用者資料包通訊協定 (UDP) 以及傳輸控制通訊協定 (TCP)，將獨立於底層基礎設施的使用者靈活地串連起來。

SIP 支援多裝置功能調整和協商。如果服務或會話啟動了視頻和語音，則仍然可以將語音傳輸到不可使用視訊的裝置，也可以使用其他裝置功能，如單向視頻流傳輸功能。  

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SIP 會話構成

SIP 會話使用多達四個主要組件：SIP 使用者代理程式、SIP 註冊伺服器、SIP Proxy 伺服器和 SIP 重新導向伺服器。這些系統通過傳輸包括了 SDP 協議（用於定義訊息的內容和特點）的訊息來完成 SIP 會話。下面概括性地介紹各個 SIP 組件及其在此過程中的作用。

SIP 使用者代理程式 (UA) 是終端使用者裝置，如用於建立和管理 SIP 會話的行動電話、多媒體手持功能、PC、PDA 等。使用者代理程式客戶機發出訊息。使用者代理程式伺服器對訊息進行響應。

SIP 註冊伺服器是包含域中所有使用者代理程式的位置的資料庫。在 SIP 通訊中，這些伺服器會檢索參與方的 IP 位址和其他相關資訊，並將其發送到 SIP Proxy 伺服器。

SIP Proxy 伺服器接受 SIP UA 的會話請求並查詢 SIP 註冊伺服器，擷取收件方 UA 的地址資訊。然後，它將會話邀請資訊直接轉寄給收件方 UA（如果它位於同一域中）或Proxy 伺服器（如果 UA 位於另一域中）。

SIP 重新導向伺服器允許 SIP Proxy 伺服器將 SIP 會話邀請資訊定向到外部域。SIP 重新導向伺服器可以與 SIP 註冊伺服器和 SIP Proxy 伺服器同在一個硬體上。

以下幾個情景說明 SIP 組件之間如何進行協調以在同一域和不同域中的 UA 之間建立 SIP 會話：

在同一域中建立 SIP 會話

說明了在預訂同一個 ISP 從而使用同一域的兩個使用者之間建立 SIP 會話的過程。使用者 A 使用 SVoIP。使用者 B 有一台 PC，運行支援語音和視頻的軟客戶程式。加電後，兩個使用者都在 ISP 網路中的 SIP Proxy 伺服器上註冊了他們的空閑情況和 IP 位址。使用者 A 發起此呼叫，告訴 SIP Proxy 伺服器要聯絡使用者 B。然後，SIP Proxy 伺服器向 SIP 註冊伺服器發出請求，要求提供使用者 B 的 IP 位址，並收到使用者 B 的 IP 位址。SIP Proxy 伺服器轉寄使用者 A 與使用者 B 進行通訊的邀請資訊（使用 SDP），包括使用者 A 要使用的媒體。使用者 B 通知 SIP Proxy 伺服器可以接受使用者 A 的邀請，且已做好接收訊息的準備。SIP Proxy 伺服器將此訊息傳達給使用者 A，從而建立 SIP 會話。然後，使用者建立一個點到點 RTP 串連，實現使用者間的互動通訊。

 

1.呼叫使用者 B
2.查詢撚沒?B 在哪裡？?br> 3.響應撚沒?B 的 SIP 位址?br> 4.摯頂呼叫
5. 響應
6. 響應
7. 多媒體通道已建立

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在不同的域中建立 SIP 會話

本情景與第一種情景的不同之處如下。使用者 A 邀請正在使用多媒體手持功能的使用者 B 進行 SIP 會話時，域 A 中的 SIP Proxy 伺服器辨別出使用者 B 不在同一域中。然後，SIP Proxy 伺服器在 SIP 重新導向伺服器上查詢使用者 B 的 IP 位址。SIP 重新導向伺服器既可在域 A 中，也可在域 B 中，也可既在域 A 中又在域 B 中。SIP 重新導向伺服器將使用者 B 的聯絡資訊反饋給 SIP Proxy 伺服器，該伺服器再將 SIP 會話邀請資訊轉寄給域 B 中的 SIP Proxy 伺服器。域 B 中的 SIP Proxy 伺服器將使用者 A 的邀請資訊發送給使用者 B。使用者 B 再沿邀請資訊經由的同一路徑轉寄接受邀請的資訊。

 

 

1. 呼叫使用者 B 2. 詢問撐胰綰謂油ㄓ?B 中的使用者 B？? 3. 響應摯碸刂破韉撓虻刂窋 4. 摯頂呼叫域 B 的 SIP 代理 5. 查詢撚沒?B 在哪裡？? 6. 使用者 B 的地址 7. 代理呼叫 8. 響應 9. 響應 10.響應 11.多媒體通道已建立

無縫、靈活、可擴充：展望 SIP 未來

SIP 能夠串連使用任何 IP 網路（有線 LAN 和 WAN、公用 Internet 骨幹網、移動 2.5G、3G 和 Wi-Fi）和任何 IP 裝置（電話、PC、PDA、移動手持功能）的使用者，從而出現了眾多利潤豐厚的新商機，改進了企業和使用者的通訊方式。基於 SIP 的應用（如 VOIP、多媒體會議、push-to-talk（按鍵通話）、定位服務、線上資訊和 IM）即使單獨使用，也會為服務提供者、ISV、網路裝置供應商和開發商提供許多新的商機。不過，SIP 的根本價值在於它能夠將這些功能組合起來，形成各種更大規模的無縫通訊服務。

使用 SIP，服務提供者及其夥伴可以定製和提供基於 SIP 的組合服務，使使用者可以在單個通訊會話中使用會議、Web 控制、線上資訊、IM 等服務。實際上，服務提供者可以建立一個滿足多個終端使用者需求的靈活應用程式組合，而不是安裝和支援依賴於終端裝置有限特定功能或類型的單一分散的應用程式。

通過在單一、開放的標準 SIP 應用架構下合并基於 IP 的通訊服務，服務提供者可以大大降低為使用者設計和部署基於 IP 的新的創新性託管服務的成本。它是 SIP 可擴充性促進本行業和市場發展的強大動力，是我們所有人的希望所在。