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【摘 要】随着NGN网络的飞速发展，作为NGN技术中对等协议的SIP，在当代NGN网络中有着广泛的应用，一直是当今研究的热点，本文在分析SIP协议基础上，研究了它在软交换中的应用。

【关键词】SIP；网络；NGN

The Application Research of SIP Protocol

FU Cheng-biao

（Department of Computer Science and Engineering Qujing Nomal University，Qujing Yunnan 655011，China）

【Abstract】With the rapid development of NGN network， as a peer-to-peer protocol SIP of NGN technology has been widely used in contemporary NGN network， has been a hotspot in current researches， this paper based on the analysis of the SIP protocol， it is studied on the application of softswitch.

【Key words】SIP；Network；NGN

1 SIP协议分析

【摘要】首先介绍了IMS网络的体系结构及SIP协议，然后针对有限状态机提出了一种基于IMS网络的SIP信令协议栈，从而有效完成多媒体通信。

【关键词】IMS网络SIP协议多媒体通信

一、引言

随着通信技术的发展及人们对通信要求的提高，当今的通信业务集音频、数据信息、视频于一体。同时，Internet及IP网络的发展也为各种通信业务提供了基础。

SIP是IETF指定的用于实现多媒体回话控制的协议，该协议具有实现简单、扩展性强的特点，并且具有强大的多媒体会话和业务扩展能力以及用户查找和定位能力。由于SIP可以和现有的Internet协议紧密联系，从而获得了广泛应用，并且SIP已被3GPP组织作为R5/R6多媒体子系统（IMS）的呼叫控制协议。本文将对IMS网络和SIP协议进行介绍，并提出一种基于IMS网络的SIP信令协议栈。

二、IMS网络结构及SIP协议

IMS是3GPP在R5版本中提出的支持IP多媒体业务的子系统。IMS以SIP为核心呼叫控制协议，为移动终端提供多媒体呼叫控制业务，具有应用服务器层、会话控制层、传输与终端层三层结构，包括CSCF、HSS、MGCF和MGW等实体。

IMS中最重要的实体是CSCF和HSS，CSCF负责处理多媒体会话业务，相当于SIP服务器，包括CSCF（P-CSCF）、查询CSCF（I-CSCF）和服务CSCF（S-CSCF）。HSS（归属用户服务器）是IMS中所有与用户和服务相关的数据主存储器，存储了用户身份、注册信息、接入参数和服务触发信息等。

摘要：3G通信选择会话初始化协议SIP作为下一代的移动网络回话操控机制，在SIP协议[1]实际运行过程中迫切需要深入研究和解决的重要问题包括：确保协议在设计上无缺陷；运行过程稳定且具有高可靠性。TCPN在分析和描述具有较复杂时间约束和交互行为领域具有相当的优势，本文利用TCPN这一优势设计完成了SIP的分层TCPN模型。

关键词：会话初始化协议SIP；TCPN；建模；模型

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）25-0035-02

1 引言

第三代合作伙伴3GPP选择SIP协议作为第三代移动通信系统的IP多媒体子系统（IMS）心灵协议，是因其具有灵活、无缝和可扩展性，它将逐渐成为下一代网络NGN中关键控制协议之一。它可以满足多媒体通信与网络电话的要求，所以很多的通讯公司均先后研发出了支持SIP的服务产品与终端产品。为充分适应这些技术的发展，SIP协议需要进行进一步的完善与扩充，但是如果协议在设计环节出现任何问题都会给系统带来难以预料的影响，所以为保证协议的稳定性和安全性，应在早期开发时尽可能挖掘其隐蔽的问题并找出解决方案。

目前研究SIP协议主要涉及以下几方面：基于SIP的应用于服务[3]；SIP测试工具和方法；其他协议与SIP协同工作。因时间着色Petri网TCPN[2]在描述带有较复杂的交互动作和时间约束的系统过程中具有明显的优势，故本文以TCPN为模型分析工具进行SIP协议分层TCPN模型的构造，并在不同状态下实现分层建模。

2 SIP协议事务处理

SIP协议通过事务进行会话控制，其主要事务有INVITE、non_INVITE事务。INVITE事务完成会话的创建，non_INVITE事务则完成会话的保持与关闭。SIP端系统（User Agent，UA）是连接服务器从而发送服务请求的一种应用程序。因UA向服务器发送服务请求并接收来自服务器的响应，故一个UA有UAS（用户服务器）和UAC（用户客户端）两部分，这两部分就是SIP协议中的两个最关键的参与者，UAC创建呼叫请求，UAS接受呼叫给出响应。

摘 要：通过对SIP的定义进行了分析，试论基于SIP协议下的SIP网络安全通信模型的构建，指出了在现代通信网络背景下，简单的介绍了通信网络安全的主要技术以及保证网络安全的各种方法和防御手段，使大家可以了解网络安全的基本知识和基本技能。

关键词：网络安全；SIP协议；终端设备

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-01

一、SIP协议

SIP英文全拼是sessioninitiationprotocol，是一个应用层的信令控制协议。主要用于创建、修改和释放一个或者多个会话。这些会话可以使基于Internet的多媒体会议，也可以是IP电话或多媒体分发。会议的数据传输可以是语音、视频，通过音频信号和视频信号转换为IP数据包，在通过花联网通信输送到另一方或是多个接收终端设备上。SIP最早是由哥伦比亚大学计算机副教授HenningSchulzrinne及其研究小组在20世纪90年代中期提出的，Schulzrinne及其研究小组原本是研究多方多媒体会话控制设备，并在1996年像IETF提交了一个他们小组的研究草案，其中就包含了SIP的重要内容[1]。1999年Schulzrinne对草案进行了删减修改，把其中关于媒体内容的无关内容删除了，这就是现行国际通用标准的SIP协议的最初版本，随后几年SIP协议便激起了服务供应商的热情，越来越多的供应商正在借助前途光明的新服务进入SIP市场，而SIP协议也成为自HTTP和SMTP协议提出以来最为重要的协议之一。

二、安全威胁

目前SIP通信机制被广泛应用于如跨国公司的远程电话、多媒体会议，鉴于这些会议的重要性，以及目前网络安全问题，会议数据内容往往会被黑客入侵，导致会议内容被篡改、窃听，公司重要信息甚至机密被盗。典型的威胁如：注册劫持，SIP的注册机制本来是用来解决域内用户不论在何地都可以被访问的问题，但是由于SIP支持第三方注册，因此From域内和To域内的用户可以不同，攻击者往往通过篡改From域内的内容而成为授权用户，进行恶意注册；会话终止，由于SIP是采用ASCII来传输数据包的，攻击者通过截取通信双方的SIP数据包，从中提取出通信参数，从而造成通信数据流失会话中断；服务器伪装攻击，攻击者通过伪装成服务器截获UA发送给服务器的请求或者是向UA发送伪造的SIP消息，以达到其非法目的。

三、安全通信模型的构建

摘要：IMS是3GPP在Release5版本中提出的支持IP多媒体业务的子系统，SIP是一种应用层控制协议，用于生成、修改和终止一人或者多人的多媒体会话，SIP是IMS的基本控制协议。本文首先简要介绍IMS和SIP协议，然后介绍SIP协议在IMS中的基本应用和扩展应用。

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

摘要：本文介绍了软交换的衍生过程以及SIP协议的基本概念，着重对SIP协议建立进行阐述，并对其未来发展进行了展望。

关键词：软交换 SIP

中图分类号：TP302.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0051-01

当今社会是信息爆炸的社会，随着网络业务的飞速发展，电信网中的数据业务量越来越大。而目前许多的数据业务还在传统的公众交换电话网（PSTN）上传送，这些数据量很大的数据业务给并不适合传送数据业务的电话网造成了巨大的压力。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即下一代网络。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 软交换

软交换的概念最早起源于美国。当时在企业网络环境下，用户采用基于以太网的电话，通过一套基于PC服务器的呼叫控制软件（Call Manager、Call Server），实现PBX（Private Branch eXchange，用户级交换机）功能（IP PBX）。对于这样一套设备，系统不需单独铺设网络，而只通过与局域网共享就可实现管理与维护的统一，综合成本远低于传统的PBX。由于企业网环境对设备的可靠性、计费和管理要求不高，主要用于满足通信需求，设备门槛低，许多设备商都可提供此类解决方案，因此IP PBX应用获得了巨大成功。受到IP PBX成功的启发，为了提高网络综合运营效益，网络的发展更加趋于合理、开放，更好的服务于用户。业界提出了这样一种思想：将传统的交换设备部件化，分为呼叫控制与媒体处理，二者之间采用标准协议（MGCP、H248）且主要使用纯软件进行处理，于是，Soft Switch（软交换）技术应运而生。软交换概念一经提出，很快便得到了业界的广泛认同和重视，ISC（International Soft Switch Consortium）的成立更加快了软交换技术的发展步伐，软交换相关标准和协议得到了IETF、ITU-T等国际标准化组织的重视。

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协议是应用层信令协议，定义了用户间交互式媒体会话的发起，修改和终止过程，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。SIP协议最早由是由MMUSIC IETF工作组在1995年研究的，由IETF组织在1999年提议成为的一个标准。 SIP主要借鉴了Web网的HTTP和SMTP两个协议。目前仍在不断的发展之中。

【摘要】本文利用SIP协议在Windows系统平台上实现了一个音视频通信方案，该方案使用PJSIP协议栈，配合多媒体处理开源框架FFMPEG，DirectShow，视频渲染开源框架SDL。

【关键词】SIP协议PJSIP协议栈音视频通信FFMPEGSDL

一、SIP简述

SIP称为会话初始化协议，是由Internet工程任务组IETF于1999年提出的一个实现实时通信应用的信令协议。这里，会话是指用户之间的实时数据交换。SIP协议作用于建立、修改、释放多媒体会话。其中，会话可以是不同的数据，例如：数字化后的音、视频数据等。因此，SIP的应用具有很大的灵活性。

二、设计方案

SIP的主要部件包括用户、服务器、重定向服务器以及注册服务器。SIP呼叫建立正是依赖这些功能实体来实现。用户由用户客户端和用户服务器组成。前者只用于初始SIP请求，并负责发起呼叫；后者主要实现呼叫的接收并做出相应的响应。服务器具有解析能力，主要用于接收用户发来的请求，根据网络策略将请求发给相应的服务器，并根据服务器的应答对用户做出响应，也可以将收到的消息做适当的修改后再发出。重定向服务器将获得的呼叫的下一跳地址信息告诉呼叫方，呼叫方由此地址直接向下一跳发出申请，而重定向服务器则退出这个呼叫控制过程。注册服务器用来完成用户服务器的登录。在SIP系统中所有的用户服务器都要在网络上注册、登录，以便用户客户通过服务器能找到。

基于SIP协议的音视频终端的实现主要由信令控制协议-SIP协议协同音视频处理模块、媒体传输控制模块、界面控制模块这四个模块。在整个设计中，界面控制建立起用户与底层实现的桥梁，主要使用C#来进行相应的界面布局。信令控制模块由SIP协议来实现，用于实现呼叫建立、更新会话和拆除会话等功能，并向界面控制模块提供一些必要的接口。音视频处理模块主要实现的音视频数据的采集、多媒体数据流编解码、图片渲染、音频播放。媒体控制协议由RTP/RTCP协议来实现，RTP主要负责流媒体数据的封装，以及媒体流的实时传输，而RTCP主要负责不同通信实体之间交换控制信息，管理传输的质量，提供流量的控制以及拥塞控制等服务。

2.1SIP通信控制模块

摘 要：本文论述了基于SIP协议进行实时传真业务的基本原理。主要论述了SIP协议中利用实时T.38 G3传真模式来进行实时传真传送，并简要说明了传真Pass through模式，说明了T.38 Fax Relay和 Fax Pass through呼叫建立的过程。

关键词：SIP； 用户；实时传真

1 引言

IP电话通常被称为Internet电话或网络电话，是指利用Internet作为传输载体进行语音通信的技术。IP传真就是指利用Internet实现传真业务的技术。在SIP协议中，Internet的实时传真业务的运行模式主要分为两类：T.38协议的Fax Relay模式和Fax Pass through模式。

本文描述了基于SIP T.38和Fax Pass through模式的实时传真传送，对于T.38模式主要使用了媒体传输协议UPD/UDPTL，虽然是使用UDP来实现，但使用TCP传送T.38传真数据包的SIP会话建立可以从UDP方式演变出，本文描述的呼叫信息流是flow Internet-draft的实现。

2 基于SIP协议的实时传真业务原理

支持T.38的Internet电话网关可以在RTP语音流被检测到之前通过他们，一旦这些流被DSP资源监测到，T.38传真设备将从语言模式转换到传真模式，并初始化T.38传真数据包的传送。这些实例可以被用于“网络网关”，“企业网关”和传真设备及终端。SIP T.38 Fax Relay传输过程包括：呼叫的建立，数据传输和信号的发出，体系结构如图1所示。

2.1 Internet语音网关及传真检测

【摘要】 随着现代企业的快速发展，部署在企业内部基于程控交换方式的电话调度系统、对讲系统等语音通信系统已经满足不了用户的需求。限制传统设备的应用的因素主要包括各个系统功能单一、重复布网、传输距离有限、无法与其他设备进行联动、维护复杂。为了能够解决这个问题，我们对主流软交换技术的SIP协议簇进行扩展，然后实现调度功能，并进行实际部署，解决用户现有通信系统问题，同时为用户降低网络建设投资，运维投资以及后期设备的升级改造投资成本。本文详细阐述了基于RFC3621协议簇调度系统的设计思路及实现方法，该方法申请了国家发明专利。

【关键词】 扩展SIP协议簇 调度系统 有线对讲

一、前言

随着企业生产自动化程度不断加深，管理效率不断上升，企业逐步由分层管理向扁平化管理转变。而伴随着企业管理方式的转变，企业通信系统也开始向融合智能化发展。这是因为传统的有线对讲系统、调度系统、广播系统、监控系统等是多个独立的系统，其重复布网、维护复杂等问题无法有效得到解决。为了解决这些问题，首先需要将这些系统统一到一个网络中来，然后通过一个系统将用户使用的电话、对讲等语音终端进行管理。管理大容量的语音终端比较成熟的是软交换技术，同时可以发挥网络灵活接入的特点，完成各种系统统一接入的要求。

二、问题提出

传统的语音通信系统主要包括调度系统、有线对讲系统、应急通信系统等利用程控技术设计出不同操作模式的语音交换系统。这些系统由于主机与终端的差异导致骨干网络无法共用，导致运维复杂等。现在主流的语音交换技术为软交换技术，而软交换技术最为灵活的协议为SIP协议簇。但是SIP协议簇主要定义了终端基本的注册、呼叫、应答等基本状态内容，对于设备终端的属性及过程控制没有进行详细定义，因此导致了各个厂家SIP协议簇扩展内容的大不相同。在IP调度系统中，不同设备间交互的协议种类多，导致不同厂商的调度控制终端和软交换服务器间不能通用。如果通过扩展标准SIP协议簇来实现IP调度系统功能，并且简化IP调度系统协议种类，让不同IP调度系统设备厂商的设备实现通用。这将改变目前用户对多种网关设备无法统一管理的现状。传统设备不同操作模式的语音通信系统便可在同一软交换上实现。

三、扩展协议设计

基于IP的工业综合通信系统是标准软交换系统融合了调度、对讲系统特点在工业领域应用特点，通过对RFC3621的SIP协议簇进行补充实现的。标准的软交换系统设计了终端用户的管理、交换管理、状态管理等基本管理，调度系统系统则需要提供强插、强拆、监听、摘挂机状态、会议等等特殊功能。（图1）

【摘要】本文首先阐述了SIP协议的基本概念，通过比较分析SIP与H323、XMPP协议的技术现状，说明SIP协议的技术优势，之后结合企业应用需求，提出如何在企业内部构建SIP协议的VOIP电话网络的建设方案，为企业建设VOIP电话系统提供科学的依据。文章最后通过介绍SIP协议在国内外开发应用的现状，说明以SIP协议为基础的VOIP电话系统是企业应用的必然趋势。

【关键词】SIP；H.323；XMPP；VOIP电话

【中图分类号】TP3 11.1 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01―0085―02

1 引言

VOIP（基于网络的语音传送）是语音通信发展的趋势。大多数电信厂商均认为，虽然目前VOIP在语音通信流量中只占很少的比例，但随着时间的推移和技术的发展，VOIP电话语音所占比例正快速增长。作为实现VOIP系统的软交换协议，会话控制协议（SIP）和H.323、XMPP协议就是其中的三大主流技术，其中，SIP信令控制协议正越来越受到人们的关注。

2 SIP协议

SIP最早源于二十世纪九十年代中期哥伦比亚大学提出的研究成果，后经IETF的一个标准化应用控制（信令）协议。众所周知，它可用来建立、修改以及终止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单播连网、组播方式或者两者结合的形式进行通信。并能动态调整和修改会话属性（如会话带宽要求、传输的媒体类型、媒体编解码格式等）。

SIP协议中有客户机和服务器之分。客户机是向服务器发送sIP请求并能够与服务器建立连接的终端应用程序。用户（User Agent）和（Proxy）中都包含客户机的应用。服务器是一个逻辑实体，它响应客户机发出的SIP请求，提供接收、拒绝和重定向等服务，并回送应答的应用程序，主要包括用户服务器、服务器、重定向服务器、注册服务器等四类服务器：