SIP的应用

胡正东

【摘 要】SIP协议越来越多应用于会议控制、下一代移动网络、ISM及软交换中。其简单、易于扩展、便于实现，正逐步成为下一代网络和3G多媒体子系统领域中的重要协议。

【关键词】S IP应用、I MS、会议控制、软交换

【中图分类号】C2【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0093-01

SIP协议凭借其简单、易于扩展、便于实现等诸多优点，正逐步成为NGN（下一代网络）和3G多媒体子系统域中的重要协议，并且市场上出现越来越多的支持SIP的客户端软件和智能多媒体终端以及用SIP协议实现的服务器和软交换设备。

1 SIP协议在会议控制中的应用

会议是一类十分重要的多媒体业务。它主要包含三个方面的问题：一是多方通信的实现模式，二是会议成员信息如何传送，三是会场控制方式。

虽然SIP设计原则是一个通用会话控制协议，该会话可以包含任意多个通信方，然而实际至今为止SIP主要还是用于点到点呼叫的控制，因此究竟如何用SIP控制实现会议通信尚无成熟的经验。为此，SIP协议的制定者提出了几种多方通信的实现模式：

端系统媒体混合方式、自组织集中方式、拔出会议方式、集中式信令+分布式媒体方式、多播会议。

会议成员信息公告最简单的方法就是利用RTCP的源描述项（SDES）分组发送，它不需要任何SIP扩展，但是其缺陷是只有当通话建立后才能发送该消息，而用户往往要求事先知道会议成员，以便决定是否加入会议或接纳新成员。为此，提出了一个扩展头部，列出所有成员名单及其状态，该头部可以加在会议建立消息中。为了在会议进行过程中传递成员信息的变化，又专门定义了一个CONF扩展消息。

2 SIP协议在下一代移动网络中的应用

第三代移动通信伙伴项目（3GPP）已确定将SIP作为第三代移动通信IP网络的核心协议，制定了基于SIP的IP多媒体子系统（IMS）体系标准。在UMTS（通用移动通信系统）R5/R6版本中，移动核心网采用全IP承载，用IP作为语音、数据以及信令的统一载体。根据提供业务功能的不同，核心网从逻辑上可分为电路域（CS），分组域（PS）和多媒体子域（IMS）三部分，其中，IMS是在PS域的基础上，采用SIP向UMTS移动终端提供数据和多媒体语音集成业务。

SIP扩展文档RFC3455主要针对3GPP等移动多媒体业务需求，扩展了6个用于实现业务的消息头部字段。

（1） 关联URI（P-Associated-URI）：传送移动终端注册地址的所有关联URI（统一资源标识）。

（2） 被叫方标识符（P-Called-Party-ID）：传送被叫身份标识。当一个移动终端需要注册多个URI时，通过P-Called-Party-ID可以识别真实的被叫URI。

（3）拜访网络标识符（P-Visited-Network-ID）：传送全局唯一的拜访网络的标识码。通常，一个P-CSCF管辖的范围需要一个网络标识，网络标识码需要由网络运营商统一进行分配。

（4） 接入网信息（P-Acccss-Network-Info）：传送移动终端所使用的无线接入技术和无线接入网络相关信息。例如，移动终端可通过UTRAN（UMTS陆地无线接入网）FDD或TDD、IEEE802.11a、802.11b、GERAN（GSM/EDGE（GSM增强型数据速率））或cdma2000接入IMS系统。

（5）计费地址（P-Charing-Function-Address）：IMS中有两类计费功能实体CCF（计费采集功能）和ECF（事件计费功能）。该消息头部字段用于指示所使用的计费功能实体地址信息。通过该头部字段，IMS可以实现计费信息冗余保存机制。

（6） 计费矢量（P-Charging-Vector）：传送IMS中的计费信息，例如计费采集点标识、IP地址、主叫方网络标识符和被叫方网络标识符。

通过以上扩展字段，SIP可以为移动多媒体业务实现漫游位置更新、漫游计费等典型移动业务特征。同时，尽管以上扩展字段是应IMS系统的需求进行制定的，然而，由于以上扩展字段同样适用于cdma2000、WLAN（无线局域网）等其他无线接入网络。

随着无线设备的发展，会话中的终端移动逐渐成为一个重要问题。解决这个问题方法有两个：

第一种方法是移动的一方不经过代理服务器，直接向对方发送一个新的INVITE消息，告知对方自己的新地址，即可保持会话的连续性。这里所说的连续性是相对的，对于带宽用户来说，地址切换引起的会话终端可能只有几毫秒，不会对用户产生影响，但对于窄带用户来说，影响非常大。

第二种方法是使用代理服务器和RTP转发器。代理服务器可以将消息转发给被叫，而RTP服务器则负责转发数据流。并且，RTP转发器可以用缓冲区对接收到的数据流进行整理，丢弃重复的数据包。

3 SIP在IMS中的应用

IMS（IPmultimediasubsystem）显著特点是：采用了SIP，通信与接入方式无关，可以提供多种媒体业务，控制功能与承载能力分离、呼叫与会话分离、应用与服务分离、业务与网络分离，移动网与Internet业务融合。IMS顺应了通信网络融合发展的趋势。

IMS网络结构的主要功能实体包括呼叫/会话功能实体（CSCF：callsessioncontrolfunction）、原籍用户服务器（HSS：home subscriber server）、媒体网关控制实体（MGCF）和媒体网关（MGW）等。

SIP信令消息从移动用户发起，经UMTS（univer salmobiletele communications system，通用移动通信系统）陆地无线接入网络进入核心网，通过SGSN和GGSN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。

4 SIP在软交换中的应用

SIP在软交换网络中可以应用的场景非常广泛：软交换和软交换之间、软交换和SIP终端之间、软交换和应用服务器之间、软交换和应用网关之间、软交换/应用服务器/应用网关和媒体服务器之间。

SIPURI（uniformresourceidentifiers）地址为SIP：user@domain形式。如果user是E.164号码，也就是说，为SIP终端分配一个类似PSTN的号码，则主叫软交换机可以根据一般电话号码的规则很容易地得出被叫软交换机的地址[2]。如果domain只是简单的IP地址，则可直接根据该地址将信令消息发至被叫软交换机。对于一般的SIP URI地址，建议利用DNS系统，解析该地址得到该域中SIP代理服务器地址，信令到达该服务器后，再查询该域中的位置登记服务器，即可定位到被叫用户当前所在地址。

主叫A接入A域的代理服务器A后，代理服务器A查询DNS，得到B域的代理服务器B的地址。最后由代理服务器B将invite消息发送至被叫B。在软交换网络中，代理服务器A和代理服务器B的功能都由软交换机实现。

参考文献

[1] 黄永峰，李建庆.下一代网络核心控制协议：SIP及其应用 人民邮电出版社，2009

[2] 强磊，饶少阳， 陈卉.IMS核心原理与应用 人民邮电出版社，2008