SIP服务器的解析

服务器作为网络的节点，存储、处理网络上80%的数据、信息，因此也被称为网络的灵魂。做一个形象的比喻：服务器就像是邮局的交换机，而微机、笔记本、PDA、手机等固定或移动的网络终端，就如散落在家庭、各种办公场所、公共场所等处的电话机。我们与外界日常的生活、工作中的电话交流、沟通，必须经过交换机，才能到达目标电话；同样如此，网络终端设备如家庭、企业中的微机上网，获取资讯，与外界沟通、娱乐等，也必须经过服务器，因此也可以说是服务器在“组织”和“领导”这些设备。

它是网络上一种为客户端计算机提供各种服务的高可用性计算机，它在网络操作系统的控制下，将与其相连的硬盘、磁带、打印机、Modem及各种专用通讯设备提供给网络上的客户站点共享，也能为网络用户提供集中计算、信息发表及数据管理等服务。它的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面。

服务器的构成与微机基本相似，有处理器、硬盘、内存、系统总线等，它们是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器与微机在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在差异很大。尤其是随着信息技术的进步，网络的作用越来越明显，对自己信息系统的数据处理能力、安全性等的要求也越来越高，如果您在进行电子商务的过程中被黑客窃走密码、损失关键商业数据；如果您在自动取款机上不能正常的存取，您应该考虑在这些设备系统的幕后指挥者————服务器，而不是埋怨工作人员的素质和其他客观条件的限制。

SIP是由IETF提出来的一个应用控制（信令）协议。正如名字所隐含的--用于发起会话。它可用来创建、修改以及终结多个参与者参加的多媒体会话进程。参与会话的成员可以通过组播方式、单播连网或者两者结合的形式进行通信。

SIP中有客户机和服务器之分。客户机是指为了向服务器发送请求而与服务器建立连接的应用程序。用户代理（UserAgent）和代理（Proxy）中含有客户机。服务器是用于向客户机发出的请求提供服务并回送应答的应用程序。共有四类基本服务器：

·用户代理服务器：当接到SIP请求时它联系用户，并代表用户返回响应。

·代理服务器：代表其它客户机发起请求，既充当服务器又充当客户机的媒介程序。在转发请求之前，它可以改写原请求消息中的内容。

·重定向服务器：它接收SIP请求，并把请求中的原地址映射成零个或多个新地址，返回给客户机。

·注册服务器：它接收客户机的注册请求，完成用户地址的注册。用户终端程序往往需要包括用户代理客户机和用户代理服务器。代理服务器、重定向服务器和注册服务器可以看出是公众性的网络服务器。在SIP中还经常提到定位服务器的概念，但是定位服务器不属于SIP服务。

SIP在设计上充分考虑了对其它协议的扩展适应性。它支持许多种地址描述和寻址，包括用户名@主机地址：被叫号码@PSTN网关地址：Tel:010-62281234普通电话的描述等。这样，SIP主叫按照被叫地址就可以识别出被叫在传统电话网上的位置，然后通过一个与传统电话网相连的网关发起并建立呼叫。SIP最强大之处就是用户定位功能。SIP本身含有向注册服务器注册的功能，也可以利用其它定位服务器DNS、LDAP等提供的定位服务来增强其定位功能。

SIP共规定了六种信令：INVITE、ACK、CANCEL、OPTIONS、BYE、REGISTER。其中INVITE和ACK用于建立呼叫，完成三次握手，或者用于建立以后改变会话属性；BYE用以结束会话；OPTIONS用于查询服务器能力；CANCEL用于取消已经发出但未最终结束的请求；REGISTER用于客户出向注册服务器注册用户位置等消息。

SIP协议支持三种呼叫方式：由用户代理服务机（UAC）向用户代理服务器（UAS）直接呼叫，由UAC在重定向服务器的辅助下进行重定向呼叫和由代理服务器代表UAC向被叫发起呼叫。通过SIP代理建立呼叫的例子如图6-8所示。

H323和SIP协议的比较

H323和SIP分别是通信领域与因特网两大阵营推出的建议。H323企图把IP电话当作是众所周知的传统电话，只是传输方式发生了改变，由电路交换变成了分组交换。而SIP协议侧重于将IP电话作为因特网上的一个应用，较其实应用（如FTP，E-mail等）增加了信令和QoS的要求，它们支持的业务基本相同，也都利用RTP作为媒体传输的协议。但H323是一个相对复杂的协议。

H323采用基于ASN1和压缩编码规则的二进制方法表示其消息。ASN1通常需要特殊的代码生成器来进行词法和语法分析。而SIP的基于文本的协议，类似于HTTP。基于文本的编码意味着头域的含义是一目了然的，如From、To、Subject等域名。这种分布式、几乎不需要复杂的文档说明的标准规范夫风格，其优越性已在过去的实践中得到了充分的证明（现在广为流行的邮件协议SMTP就是这样的一个例子）。SIP的消息体部份采用SDP进行描述，SDP中的每一项格式为=，也比较简单。

在支持会议电话方面，H323由于由多点控制单元（MCU）集中执行会议控制功能，所有参加会议终端都向MCU发送控制消息，MCU可能会成为颈，特别是对于具有附加特性的大型会议；并且H323不支持信令的组播功能，其单功能限制了可扩展性，降低了可靠性。而SIP设计上就为分布式的呼叫模型，具有分布式的组播功能，其组播功能不仅便于会议控制，而且简化了用户定位、群组邀请等，并且能节约宽带。但是H323集是中控制便于计费，对宽带的管理也比较简单、有效。

H323中定义了专门的协议用于补充业务，如H4501、H4502和H4503等。SIP并未专门定义的协议用于此目的，但它很方便地支持补充业务或智能业务。只要充分利用SIP已定义的头域（如Contact头域），并对SIP进行简单的扩展（如增加几个域），就可以实现这些业务。例如对于呼叫转移，只要在BYE请求消息中添加Contact头域，加入意欲转至的第三方地址就可以实现此业务。对于通过扩展头域较难实现的一些智能业务，可在体系结构中增加业务代理，提供一些补充服务或与智能网设备的接口。

在H323中，呼叫建立过程涉及到第三条信令信致到：RAS信令信道、呼叫信令信到和H245控制信道。通过这三条信道的协调才使得H323的呼叫得以进行，呼叫建立时间很长。在SIP中，会话请求过程和媒体协商过程等一起进行。尽管H323v2已对呼叫建立过程作了改进，但较之SIP只需要15个回路时延来建立呼叫，仍是无法相比。H323的呼叫信令通道和H245控制信道需要可靠的传输协议。而SIP独立于低层协议，一般使用UDP等无法连接的协议，用自己信用层的可靠性机制来保证消息的可靠传输。

总之，H323沿用的是传统的实现电话信令模式，比较成熟，已经出现了不少H323产品。H323符合通信领域传统的设计思想，进行集中、层次控制，采用H323协议便于与传统的电话网相连。SIP协议借鉴了其它因特网的标准和协议的设计思想，在风格上遵循因特网一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩展等原则，比较简单，但推出时间不长，协议并不是很成熟。

SIP 协议是由IETF 提出并主持研究的一种基于应用层的多媒体会话控制协议，它是实现IMS 网络通信的关键技术。SIP 协议采用文本形式表示消息的词法和语法，对文本形式的分析比较简单，使得SIP 会话容易遭受安全问题，包括欺骗、会话截获以及窃听等问题。IMS是个分层网络体系，它包含三个彼此独立的网络层：应用层，控制层和媒体传输层。当前只为IMS 控制层和应用层定义了具体的IMS 安全保护机制，而对于媒体层的安全机制却没有做任何定义，媒体层的安全性完全依赖于承载网络的安全机制。 SIP 协议可以满足智能电网对通信的所有要求，因此，在智能电网通信中，选择SIP 协议是一个非常明智之举。 SIP 协议是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话好似Internet 多媒体会议、IP 电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播（Multicast）、网状单播（Unicast）或两者的混合体进行通信。SIP 协议是类似于Http 的基于文本的协议。SIP 协议可以减少应用特别是高级应用的开发时间。由于基于IP 协议的SIP 协议利用了IP 网络，固定网运营商也会逐渐认识到SIP 协议技术对于他们的深远意义。使用SIP 协议， 服务提供商可以随意选择标准组件。不论媒体内容和参与方数量，用户都可以查找和联系对方。SIP 协议对会话进行协商，以便所有参与方都能够就会话功能达成一致以及进行修改。它甚至可以添加、删除或转移用户。为了描述消息内容的负载情况和特点，SIP协议使用Internet 的会话描述协议（SDP） 来描述终端设备的特点。SIP 协议自身不提供服务质量（QoS），它与负责语音质量的资源保留设置协议（RSVP）的互操作。它还与若干个其他协议进行协作， 包括负责定位的轻型目录访问协议（LDAP）、负责身份验证的远程身份验证拨入用户服务（RADIUS）以及负责实时传输的RTP 等多个协议。SIP 协议的一个重要特点是它不定义要建立的会话的类型，而只定义应该如何管理会话。有了这种灵活性， 也就意味着SIP 协议可以用于众多应用和服务中，包括交互式游戏、音乐和视频点播以及语音、视频和Web 会议。SIP 协议消息是基于文本的，因而易于读取和调试。新服务的编程更加简单，对于设计人员而言更加直观。SIP 协议重用几个现有的比较成熟的Internet 服务和协议，如DNS、RTP、RSVP 等。不必再引入新服务对SIP 协议基础设施提供支持， 因为该基础设施很多部分已经到位或现成可用。对SIP 协议的扩充易于定义， 可由服务提供商在新的应用中添加，不会损坏网络。网络中基于SIP 协议的旧设备不会妨碍基于SIP 协议的新服务。例如，如果旧SIP 协议实施不支持新的SIP 协议应用所用的方法/标头，则会将其忽略。SIP 协议独立于传输层，因此，底层传输可以是采用ATM 的IP。SIP 协议使用用户数据包协议（UDP）以及传输控制协议（TCP），将独立于底层基础设施的用户灵活地连接起来。SIP 协议支持多设备功能调整和协商。如果服务或会话启动了视频和语音， 则仍然可以将语音传输到不支持视频的设备，_____也可以使用其他设备功能，如单向视频流传输功能。SIP 协议会话使用多达4 个主要组件： ①SIP协议用户代理；②SIP 协议注册服务器；③SIP 协议代理服务器；④SIP 协议重定向服务器。这些系统通过传输包括了SDP 协议（用于定义消息的内容和特点）的消息来完成SIP 协议会话。1）SIP 协议用户代理（UA）是终端用户设备，如用于创建和管理SIP 协议会话的移动电话、多媒体手持设备、PC、PDA 等。用户代理客户机发出消息。用户代理服务器对消息进行响应。2）SIP 协议注册服务器是包含域中所有用户代理的位置的数据库。在SIP 协议通信中，这些服务器会检索参与方的IP 地址和其他相关信息，并将其发送到SIP 协议代理服务器。3）SIP 协议代理服务器接受SIP 协议UA 的会话请求，并查询SIP 协议注册服务器，获取收件方UA 的地址信息。然后，它将会话邀请信息直接转发给收件方UA（如果它位于同一域中）或代理服务器（如果UA 位于另一域中）。4）SIP 协议重定向服务器允许SIP 协议代理服务器将SIP 协议会话邀请信息定向到外部域。它可以与SIP 协议注册服务器和SIP 协议代理服务器同在一个硬件上。

SIP系统的基本组成按逻辑功能区分，SIP系统由4种元素组成：用户代理、代理服务器、重定向服务器和注册服务器。这些系统通过传输包括了SDP协议（用于定义消息的内容和特点）的消息来完成SIP会话。

SIP代理服务器是用来接受SIPUA的会话请求并查询SIP注册服务器，获取收件方UA的地址信息。然后，它将会话邀请信息直接转发给收件方UA（如果它位于同一域中）或代理服务器（如果UA位于另一域中）。

SIP重定向服务器是用来允许SIP代理服务器将SIP会话邀请信息定向到外部域。SIP协议重定向服务器可以与SIP注册服务器和SIP代理服务器同在一个硬件上。

区别是作用和分工不同。

什么是SIP SIP是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以好似Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。 SIP是类似于HTTP的基于文本的协议。SIP可以减少应用特别是高级应用的开发时间。由于基于IP协议的SIP利用了IP网络，固定网运营商也会逐渐认识到SIP技术对于他们的深远意义。 使用SIP，服务提供商可以随意选择标准组件。不论媒体内容和参与方数量，用户都可以查找和联系对方。SIP 对会话进行协商，以便所有参与方都能够就会话功能达成一致以及进行修改。它甚至可以添加、删除或转移用户。 SIP它既不是会话描述协议，也不提供会议控制功能。为了描述消息内容的负载情况和特点，SIP 使用 Internet 的会话描述协议 (SDP) 来描述终端设备的特点。SIP 自身也不提供服务质量 (QoS)，它与负责语音质量的资源保留设置协议 (RSVP) 互操作。它还与若干个其他协议进行协作，包括负责定位的轻型目录访问协议 (LDAP)、负责身份验证的远程身份验证拨入用户服务 (RADIUS) 以及负责实时传输的 RTP 等多个协议。 SIP 的一个重要特点是它不定义要建立的会话的类型，而只定义应该如何管理会话。有了这种灵活性，也就意味着SIP可以用于众多应用和服务中，包括交互式游戏、音乐和视频点播以及语音、视频和 Web 会议。SIP消息是基于文本的，因而易于读取和调试。新服务的编程更加简单，对于设计人员而言更加直观。SIP如同电子邮件客户机一样重用 MIME 类型描述，因此与会话相关的应用程序可以自动启动。SIP 重用几个现有的比较成熟的 Internet 服务和协议，如 DNS、RTP、RSVP 等。不必再引入新服务对 SIP 基础设施提供支持，因为该基础设施很多部分已经到位或现成可用。 对SIP 的扩充易于定义，可由服务提供商在新的应用中添加，不会损坏网络。网络中基于 SIP 的旧设备不会妨碍基于 SIP 的新服务。例如，如果旧 SIP 实施不支持新的 SIP 应用所用的方法/标头，则会将其忽略。 SIP 独立于传输层。因此，底层传输可以是采用 ATM 的 IP。SIP 使用用户数据报协议 (UDP) 以及传输控制协议 (TCP)，将独立于底层基础设施的用户灵活地连接起来。SIP 支持多设备功能调整和协商。如果服务或会话启动了视频和语音，则仍然可以将语音传输到不支持视频的设备，也可以使用其他设备功能，如单向视频流传输功能。 通信提供商及其合作伙伴和用户越来越渴求新一代基于 IP 的服务。现在有了 SIP（The Session Initiation Protocol 会话启动协议），一解燃眉之急。SIP 是不到十年前在计算机科学实验室诞生的一个想法。它是第一个适合各种媒体内容而实现多用户会话的协议，现在已成了 Internet 工程任务组 (IETF) 的规范。 今天，越来越多的运营商、CLEC（竞争本地运营商）和 ITSP（IP 电话服务商）都在提供基于 SIP 的服务，如市话和长途电话技术、在线信息和即时消息、IP Centrex/Hosted PBX、语音短信、push-to-talk（按键通话）、多媒体会议等等。独立软件供应商 (ISV) 正在开发新的开发工具，用来为运营商网络构建基于 SIP 的应用程序以及 SIP 软件。网络设备供应商 (NEV) 正在开发支持 SIP 信令和服务的硬件。现在，有众多 IP 电话、用户代理、网络代理服务器、VOIP 网关、媒体服务器和应用服务器都在使用 SIP。 SIP 从类似的权威协议－－如 Web 超文本传输协议 (HTTP) 格式化协议以及简单邮件传输协议 (SMTP) 电子邮件协议－－演变而来并且发展成为一个功能强大的新标准。但是，尽管 SIP 使用自己独特的用户代理和服务器，它并非自成一体地封闭工作。SIP 支持提供融合的多媒体服务，与众多负责身份验证、位置信息、语音质量等的现有协议协同工作。 本白皮书对 SIP 及其作用进行了概括性的介绍。它还介绍了 SIP 从实验室开发到面向市场的过程。本白皮书说明 SIP 提供哪些服务以及正在实施哪些促进发展的方案。它还详细介绍了 SIP 与各种协议不同的重要特点并说明如何建立 SIP 会话。 SIP 较为灵活，可扩展，而且是开放的。它激发了 Internet 以及固定和移动 IP 网络推出新一代服务的威力。SIP 能够在多台 PC 和电话上完成网络消息，模拟 Internet 建立会话。 与存在已久的国际电信联盟 (ITU) SS7 标准（用于呼叫建立）和 ITU H323 视频协议组合标准不同，SIP 独立工作于底层网络传输协议和媒体。它规定一个或多个参与方的终端设备如何能够建立、修改和中断连接，而不论是语音、视频、数据或基于 Web 的内容。 SIP 大大优于现有的一些协议，如将 PSTN 音频信号转换为 IP 数据包的媒体网关控制协议 (MGCP)。因为 MGCP 是封闭的纯语音标准，所以通过信令功能对其进行增强比较复杂，有时会导致消息被破坏或丢弃，从而妨碍提供商增加新的服务。而使用 SIP，编程人员可以在不影响连接的情况下在消息中增加少量新信息。 例如，SIP 服务提供商可以建立包含语音、视频和聊天内容的全新媒体。如果使用 MGCP、H323 或 SS7 标准，则提供商必须等待可以支持这种新媒体的协议新版本。而如果使用 SIP，尽管网关和设备可能无法识别该媒体，但在两个大陆上设有分支机构的公司可以实现媒体传输。 而且，因为 SIP 的消息构建方式类似于 HTTP，开发人员能够更加方便便捷地使用通用的编程语言（如 Java）来创建应用程序。对于等待了数年希望使用 SS7 和高级智能网络 (AIN) 部署呼叫等待、主叫号码识别以及其他服务的运营商，现在如果使用 SIP，只需数月时间即可实现高级通信服务的部署。 这种可扩展性已经在越来越多基于 SIP 的服务中取得重大成功。Vonage 是针对用户和小企业用户的服务提供商。它使用 SIP 向用户提供 20,000 多条数字市话、长话及语音邮件线路。Deltathree 为服务提供商提供 Internet 电话技术产品、服务和基础设施。它提供了基于 SIP 的 PC 至电话解决方案，使 PC 用户能够呼叫全球任何一部电话。Denwa Communications 在全球范围内批发语音服务。它使用 SIP 提供 PC 至 PC 及电话至 PC 的主叫号码识别、语音邮件，以及电话会议、统一通信、客户管理、自配置和基于 Web 的个性化服务。 某些权威人士预计，SIP 与 IP 的关系将发展成为类似 SMTP 和 HTTP 与 Internet 的关系，但也有人说它可能标志着 AIN 的终结。迄今为止，3G 界已经选择 SIP 作为下一代移动网络的会话控制机制。Microsoft 已经选择 SIP 作为其实时通信策略并在 Microsoft XP、Pocket PC 和 MSN Messenger 中进行了部署。Microsoft 同时宣布 CEnet 的下一个版本将使用基于 SIP 的 VoIP 应用接口层，并承诺向用户 PC 提供基于 SIP 的语音和视频呼叫。 另外，MCI 正在使用 SIP 向 IP 通信用户部署高级电话技术服务。用户将能够通知主叫方自己是否有空以及首选的通信方式，如电子邮件、电话或即时消息。利用在线信息，用户还能够即时建立聊天会话和召开音频会议。使用 SIP 将不断地实现各种功能。 [编辑本段]历史回顾 SIP 出现于二十世纪九十年代中期，源于哥伦比亚大学计算机系副教授 Henning Schulzrinne 及其研究小组的研究。Schulzrinne 教授除与人共同提出通过 Internet 传输实时数据的实时传输协议 (RTP) 外，还与人合作编写了实时流传输协议 (RTSP) 标准提案，用于控制音频视频内容在 Web 上的流传输。 Schulzrinne 本来打算编写多方多媒体会话控制 (MMUSIC) 标准。1996 年，他向 IETF 提交了一个草案，其中包含了 SIP 的重要内容。1999 年，Shulzrinne 在提交的新标准中删除了有关媒体内容方面的无关内容。随后，IETF 发布了第一个 SIP 规范，即 RFC 2543。虽然一些供应商表示了担忧，认为 H323 和 MGCP 协议可能会大大危及他们在 SIP 服务方面的投资，IETF 继续进行这项工作，于 2001 年发布了 SIP 规范 RFC 3261。 RFC 3261 的发布标志着 SIP 的基础已经确立。从那时起，已发布了几个 RFC 增补版本，充实了安全性和身份验证等领域的内容。例如，RFC 3262 对临时响应的可靠性作了规定。RFC 3263 确立了 SIP 代理服务器的定位规则。RFC 3264 提供了提议/应答模型，RFC 3265 确定了具体的事件通知。 早在2001 年，供应商就已开始推出基于 SIP 的服务。今天，人们对该协议的热情不断高涨。Sun Microsystems 的 Java Community Process 等组织正在使用通用的 Java 编程语言定义应用编程接口 (API)，以便开发商能够为服务提供商和企业构建 SIP 组件和应用程序。最重要的是，越来越多的竞争者正在借助前途光明的新服务进入 SIP 市场。SIP 正在成为自 HTTP 和 SMTP 以来最为重要的协议之一。 SIP 的优点：类似 Web 的可扩展开放通信 使用SIP，服务提供商可以随意选择标准组件，快速驾驭新技术。不论媒体内容和参与方数量，用户都可以查找和联系对方。SIP 对会话进行协商，以便所有参与方都能够就会话功能达成一致以及进行修改。它甚至可以添加、删除或转移用户。 不过，SIP不是万能的。它既不是会话描述协议，也不提供会议控制功能。为了描述消息内容的负载情况和特点，SIP 使用 Internet 的会话描述协议 (SDP) 来描述终端设备的特点。SIP 自身也不提供服务质量 (QoS)，它与负责语音质量的资源保留设置协议 (RSVP) 互操作。它还与若干个其他协议进行协作，包括负责定位的轻型目录访问协议 (LDAP)、负责身份验证的远程身份验证拨入用户服务 (RADIUS) 以及负责实时传输的 RTP 等多个协议。 SIP 规定了以下基本的通信要求： 1 用户定位服务 2 会话建立 3 会话参与方管理 4 特点的有限确定