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篇(1)

【關(guān)鍵詞】IMS網(wǎng)絡(luò)sip協(xié)議多媒體通信

一、引言

隨著通信技術(shù)的發(fā)展及人們對通信要求的提高，當(dāng)今的通信業(yè)務(wù)集音頻、數(shù)據(jù)信息、視頻于一體。同時，Internet及IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也為各種通信業(yè)務(wù)提供了基礎(chǔ)。

SIP是IETF指定的用于實現(xiàn)多媒體回話控制的協(xié)議，該協(xié)議具有實現(xiàn)簡單、擴(kuò)展性強(qiáng)的特點，并且具有強(qiáng)大的多媒體會話和業(yè)務(wù)擴(kuò)展能力以及用戶查找和定位能力。由于SIP可以和現(xiàn)有的Internet協(xié)議緊密聯(lián)系，從而獲得了廣泛應(yīng)用，并且SIP已被3GPP組織作為R5/R6多媒體子系統(tǒng)（IMS）的呼叫控制協(xié)議。本文將對IMS網(wǎng)絡(luò)和SIP協(xié)議進(jìn)行介紹，并提出一種基于IMS網(wǎng)絡(luò)的SIP信令協(xié)議棧。

二、IMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及SIP協(xié)議

IMS是3GPP在R5版本中提出的支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)。IMS以SIP為核心呼叫控制協(xié)議，為移動終端提供多媒體呼叫控制業(yè)務(wù)，具有應(yīng)用服務(wù)器層、會話控制層、傳輸與終端層三層結(jié)構(gòu)，包括CSCF、HSS、MGCF和MGW等實體。

IMS中最重要的實體是CSCF和HSS，CSCF負(fù)責(zé)處理多媒體會話業(yè)務(wù)，相當(dāng)于SIP服務(wù)器，包括CSCF（P-CSCF）、查詢CSCF（I-CSCF）和服務(wù)CSCF（S-CSCF）。HSS（歸屬用戶服務(wù)器）是IMS中所有與用戶和服務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)主存儲器，存儲了用戶身份、注冊信息、接入?yún)?shù)和服務(wù)觸發(fā)信息等。

SIP是IETF制定基于ASCII碼的面向IP電話和多媒體會議的應(yīng)用層控制協(xié)議，用于建立、修改和終止多媒體會話，使參與會話的成員可以通過多播方式、單播連網(wǎng)或二者結(jié)合的方式進(jìn)行通信。

典型SIP協(xié)議中有客戶機(jī)和服務(wù)器之分，客戶機(jī)是為了向服務(wù)器發(fā)送請求而與服務(wù)器建立連接的應(yīng)用程序，User Agent和Proxy中含有客戶機(jī)；服務(wù)器是用來向來自客戶機(jī)的請求提供服務(wù)并處理應(yīng)答的應(yīng)用程序。SIP協(xié)議具有四層結(jié)構(gòu)，最底層是語法和編碼層，第二層是傳輸層，第三層是事物層，最頂層是事物用戶層（TU層）。

三、基于IMS網(wǎng)絡(luò)的SIP信令協(xié)議棧

在SIP協(xié)議中，用戶客戶端通過向服務(wù)器發(fā)送在網(wǎng)絡(luò)中的路由請求即可以建立起一個會話過程。因為注冊服務(wù)器需要提供用戶的位置信息，所以需要將SIP地址映射轉(zhuǎn)換為IP地址。IMS中的呼叫會話控制功能（CSCF）的網(wǎng)絡(luò)實體是服務(wù)器和注冊服務(wù)器，CSCF即是控制實現(xiàn)實時多媒體業(yè)務(wù)的多媒體服務(wù)器。IMS包括三種呼叫會話控制功能：CSCF（P-CSCF）、問訊CSCF（I-CSCF）、服務(wù)CSCF（S-CSCF）。CSCF通過SIP協(xié)議來實現(xiàn)上述控制控制功能，其中P-CSCF為移動用戶接入IMS提供的SIP服務(wù)器，I-CSCF是運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)的入口服務(wù)器，同時可以對其它網(wǎng)絡(luò)隱藏其歸屬網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D，S-CSCF是SIP的注冊服務(wù)器，執(zhí)行用戶的會話控制服務(wù)。因此，IMS網(wǎng)絡(luò)可以在CSCF的基礎(chǔ)上利用SIP協(xié)議經(jīng)過注冊過程和會話過程來實現(xiàn)多媒體通信的目的。

本節(jié)通過引入有限狀態(tài)機(jī)進(jìn)行修改和二次開發(fā)，實現(xiàn)了一個穩(wěn)定高效的SIP協(xié)議棧，通過提供SIP操作的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序編程接口（API），如用于表示SIP中各類對象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、對消息和消息體進(jìn)行解析的API以及實現(xiàn)四類有限狀態(tài)機(jī)的API。該協(xié)議棧主要包括4個模塊：狀態(tài)機(jī)模塊、解析器模塊、工具模塊、上層封裝接口模塊，其結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

3.2解析器模塊

解析器模塊主要完成對SIP消息的語法解析，它的作用是將收到的SIP消息從文本解析為SIP消息結(jié)構(gòu)體（sip_t），處理完后將待發(fā)送的sip_t結(jié)構(gòu)還原成SIP文本消息后在發(fā)送。SIP消息的解析過程為：對收到的消息解析起始行，若是SIP請求則解析SIP請求方法、請求URI和SIP版本，若非SIP請求則解析SIP版本、狀態(tài)碼和原因短語；然后依次進(jìn)行解析SIP頭域、解析SIP消息體并保存各項參數(shù)完成解析過程。

3.3工具模塊

工具模塊主要提供完善的SDP協(xié)商機(jī)制和對話管理的API。本協(xié)議棧中的SDP協(xié)商工具使用從SDP offer去構(gòu)建SDP answer的方法，通過分析invit請求中消息體SDP部分的媒體參數(shù)描述來構(gòu)造對于invit請求的響應(yīng)消息中的SDP消息部分。在對話中，可以動態(tài)創(chuàng)建新的事務(wù)來開始端點之間的SIP通信過程，幫助管理UA的消息排序和UA之間正確的路由。本協(xié)議棧的對話管理工具主要是創(chuàng)建對話并對對話消息進(jìn)行管理。

3.4上層封裝接口模塊

上層封裝接口模塊根據(jù)MVC模式中的Model層的調(diào)用方式提供面向Model層的簡便易用的操作協(xié)議棧接口。上層封裝接口模塊在eXosip封裝SIP協(xié)議調(diào)用接口的基礎(chǔ)上進(jìn)一步封裝，供Model層調(diào)用，從而使用簡單的幾行代碼就可以實現(xiàn)一個音視頻的呼叫。

四、結(jié)束語

SIP協(xié)議可以創(chuàng)建、管理和終結(jié)IMS網(wǎng)絡(luò)中各種類型的多媒體業(yè)務(wù)，從而使各種類型的客戶端通過SIP都可以建立高質(zhì)量的端到端通信。本文提出一種SIP協(xié)議棧，實現(xiàn)了SIP軟終端，可以在IMS網(wǎng)絡(luò)下實現(xiàn)具備基于SIP的視頻和音頻通信功能。

參考文獻(xiàn)

[1]孫建勇.基于SIP協(xié)議的軟終端的研究與實現(xiàn)[D].北京郵電大學(xué)，2004.

[2]陳朝鵬. SIP協(xié)議在IMS系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國科技信息，2006（2）.

[3]徐曉宇，張惠民. SIP會話協(xié)議在第三代移動網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵問題研究[J].數(shù)據(jù)通信，2004（2）.

篇(2)

【關(guān)鍵詞】 擴(kuò)展SIP協(xié)議簇 調(diào)度系統(tǒng) 有線對講

一、前言

隨著企業(yè)生產(chǎn)自動化程度不斷加深，管理效率不斷上升，企業(yè)逐步由分層管理向扁平化管理轉(zhuǎn)變。而伴隨著企業(yè)管理方式的轉(zhuǎn)變，企業(yè)通信系統(tǒng)也開始向融合智能化發(fā)展。這是因為傳統(tǒng)的有線對講系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等是多個獨立的系統(tǒng)，其重復(fù)布網(wǎng)、維護(hù)復(fù)雜等問題無法有效得到解決。為了解決這些問題，首先需要將這些系統(tǒng)統(tǒng)一到一個網(wǎng)絡(luò)中來，然后通過一個系統(tǒng)將用戶使用的電話、對講等語音終端進(jìn)行管理。管理大容量的語音終端比較成熟的是軟交換技術(shù)，同時可以發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)靈活接入的特點，完成各種系統(tǒng)統(tǒng)一接入的要求。

二、問題提出

傳統(tǒng)的語音通信系統(tǒng)主要包括調(diào)度系統(tǒng)、有線對講系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)等利用程控技術(shù)設(shè)計出不同操作模式的語音交換系統(tǒng)。這些系統(tǒng)由于主機(jī)與終端的差異導(dǎo)致骨干網(wǎng)絡(luò)無法共用，導(dǎo)致運(yùn)維復(fù)雜等?，F(xiàn)在主流的語音交換技術(shù)為軟交換技術(shù)，而軟交換技術(shù)最為靈活的協(xié)議為SIP協(xié)議簇。但是SIP協(xié)議簇主要定義了終端基本的注冊、呼叫、應(yīng)答等基本狀態(tài)內(nèi)容，對于設(shè)備終端的屬性及過程控制沒有進(jìn)行詳細(xì)定義，因此導(dǎo)致了各個廠家SIP協(xié)議簇擴(kuò)展內(nèi)容的大不相同。在IP調(diào)度系統(tǒng)中，不同設(shè)備間交互的協(xié)議種類多，導(dǎo)致不同廠商的調(diào)度控制終端和軟交換服務(wù)器間不能通用。如果通過擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)SIP協(xié)議簇來實現(xiàn)IP調(diào)度系統(tǒng)功能，并且簡化IP調(diào)度系統(tǒng)協(xié)議種類，讓不同IP調(diào)度系統(tǒng)設(shè)備廠商的設(shè)備實現(xiàn)通用。這將改變目前用戶對多種網(wǎng)關(guān)設(shè)備無法統(tǒng)一管理的現(xiàn)狀。傳統(tǒng)設(shè)備不同操作模式的語音通信系統(tǒng)便可在同一軟交換上實現(xiàn)。

三、擴(kuò)展協(xié)議設(shè)計

基于IP的工業(yè)綜合通信系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)軟交換系統(tǒng)融合了調(diào)度、對講系統(tǒng)特點在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用特點，通過對RFC3621的SIP協(xié)議簇進(jìn)行補(bǔ)充實現(xiàn)的。標(biāo)準(zhǔn)的軟交換系統(tǒng)設(shè)計了終端用戶的管理、交換管理、狀態(tài)管理等基本管理，調(diào)度系統(tǒng)系統(tǒng)則需要提供強(qiáng)插、強(qiáng)拆、監(jiān)聽、摘掛機(jī)狀態(tài)、會議等等特殊功能。（圖1）

SIP請求消息分為請求行、.消息頭域及消息體三部分。消息頭域中包含許多個消息頭，分別攜帶著IP終端的各種信息。將在SIP請求消息的消息頭域中加入自定義的消息頭。增加的消息頭表示調(diào)度控制終端需要讓軟交換服務(wù)器執(zhí)行的調(diào)度功能。在消息頭后加入需要參與該調(diào)度功能的話機(jī)號碼。同時預(yù)留一個區(qū)域，供用戶傳送備用信息，如設(shè)備相關(guān)的型號，協(xié)議的版本等。當(dāng)然自定義消息頭遵從標(biāo)準(zhǔn)的SIP協(xié)議消息頭格式，能夠和標(biāo)準(zhǔn)的SIP消息頭用相同的方法封裝和解析，最終形成一個具有自定義消息頭的SIP請求消息。

四、系統(tǒng)實際應(yīng)用

基于SIP協(xié)議簇擴(kuò)展的應(yīng)用在企業(yè)通信系統(tǒng)中最為常見，如調(diào)度系統(tǒng)、有線對講系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)等。但是各種語音通信系統(tǒng)的操作模式不同，導(dǎo)致SIP協(xié)議簇擴(kuò)展信息的結(jié)構(gòu)及內(nèi)容的不同。

基于軟交換的調(diào)度系統(tǒng)，主要功能是完成電話終端的兩方通話、三方通話、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等等功能。協(xié)助調(diào)度系統(tǒng)完成這些功能的終端叫調(diào)度臺。調(diào)度臺通過標(biāo)配的鍵權(quán)電話來操作調(diào)度臺，完成各項功能的實現(xiàn)。

當(dāng)鍵權(quán)電話提機(jī)后，可操作鍵盤發(fā)送鍵權(quán)電話的操作指令。該指令的結(jié)構(gòu)為：

長度是對整個信息長度一個說明，保證信息的完整性；鍵盤編號進(jìn)行多鍵盤的區(qū)分；命令是不同操作功能的標(biāo)識，命令主要是強(qiáng)插、強(qiáng)拆、三方通話、監(jiān)聽等等；包標(biāo)識符是對本信息包類型進(jìn)行說明，包標(biāo)示符主要標(biāo)注請求（REQUEST），回應(yīng)（RESPONSE），事件通知（EVENT），命令（COMMAND）四種；序列號用來標(biāo)識一次請求和回應(yīng)；結(jié)束符標(biāo)識說明本命令執(zhí)行完畢結(jié)束；數(shù)據(jù)包內(nèi)容是實際的內(nèi)容。

例如：鍵權(quán)話機(jī)提機(jī)通過鍵盤向軟交換提出呼叫一個用戶的命令，首先構(gòu)造一個INVITE請求，并把鍵盤發(fā)送的操作指令嵌入到協(xié)議中，然后這個請求會由Proxy層層轉(zhuǎn)發(fā)，最后到達(dá)一個或者多個可能處理這個邀請的UAS，即調(diào)度服務(wù)器。一旦調(diào)度服務(wù)器收到這個消息并進(jìn)行處理，那么通過發(fā)送2XX進(jìn)行應(yīng)答，如果拒絕則發(fā)送其他相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)SIP拒絕協(xié)議。這樣，鍵盤通過發(fā)送擴(kuò)展的sip協(xié)議完成對多個終端的控制，完成用戶的調(diào)度功能需求。

另外，擴(kuò)展SIP協(xié)議同樣可以應(yīng)用在有線對講系統(tǒng)中。對講系統(tǒng)主要功能特點是按鍵呼叫，松鍵終止語音，同時向相關(guān)崗位傳送本機(jī)的工作狀態(tài)。那么主要將本機(jī)狀態(tài)發(fā)送到對講主機(jī)，然后由主機(jī)向相關(guān)終端發(fā)送消息以便顯示與之相關(guān)的終端狀態(tài)。主要在包標(biāo)識符中增加一個狀態(tài)（STATE），然后在數(shù)據(jù)包內(nèi)容中標(biāo)識本機(jī)號碼即可。

通過擴(kuò)展SIP協(xié)議簇實現(xiàn)的基于軟交換的調(diào)度系統(tǒng)、有線對講系統(tǒng)功能在工業(yè)現(xiàn)場得到了廣泛的應(yīng)用。解決了工業(yè)語音網(wǎng)融合的問題，為用戶設(shè)計整個企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)提供了技術(shù)保障。

五、總結(jié)

篇(3)

本文詳細(xì)介紹VoIP系統(tǒng)及其相關(guān)協(xié)議棧以及所用VoIP系統(tǒng)的具體情況，對H.323和SIP協(xié)議分別做了介紹和對比：重點討論了基于H.323和SIP協(xié)議之間的互通問題，及硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

主要內(nèi)容分析內(nèi)容：不同網(wǎng)絡(luò)之間的尋址與定位；消息的映射預(yù)處理；終端地址的轉(zhuǎn)換；硬件模塊的組成。

具體設(shè)計了網(wǎng)關(guān)會話層軟件程序的結(jié)構(gòu)和功能模塊的劃分，給出了實現(xiàn)互通時的外部通信流程與內(nèi)部消息流程，及硬件模塊化設(shè)計。

關(guān)鍵詞：SIP；H.323；轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)

中圖分類號：TN915 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007—9599 （2012） 14—0000—02

一、SIP與H.323的區(qū)別

（一）協(xié)議的出發(fā)點：H.323的傳輸從電路交換方式變更為分組交換方式；SIP協(xié)議主要是完成了基于Internet上IP電話的應(yīng)用同時增加了QoS呼叫保障機(jī)制。

（二）消息編碼的不同：H.323采用壓縮編碼規(guī)則和ASN.1的二進(jìn)制方法；SIP是基于文本的協(xié)議，與H.323相比具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。

（三）會話能力的協(xié)商和調(diào)整方法：

H.323利用H.245進(jìn)行能力協(xié)商的會話控制；

SIP采用SDP協(xié)議描述。

（四）Session管理的方式：

H.323的session由MCU執(zhí)行會議控制功能，參加會議的終端全部都向MCU發(fā)送控制消息；H.323設(shè)計便于計費，對帶寬的管理也比較簡單。

SIP session設(shè)計為分布式，他具有分布式的多播功能，多播功能能夠?qū)崿F(xiàn)更方便的會議控制，簡化用戶定位、群組邀請等，節(jié)約帶寬。

通過以上對比分析，從協(xié)議互通角度考慮，SIP和H.323網(wǎng)絡(luò)互通需要解決以下問題：

H.323和SIP地址的轉(zhuǎn)換；尋址定位的實現(xiàn)；消息映射和呼叫過程同步。

二、H.323地址與SIP地址的轉(zhuǎn)換

SIP和H.323支持的地址格式不同：

H.323支持地址類型：H.323 ID、E—mail地址、IP地址和主機(jī)名，URL地址。

SIP地址由URL定義其結(jié)構(gòu)，用以指示主叫、被叫、重定向和請求目的地址，在SIP消息內(nèi)的From，To，Contact字段和Request—URL字段中。

因此，如果完成H.323和SIP網(wǎng)絡(luò)之間的互通，就必須要實現(xiàn)H.323和SIP網(wǎng)絡(luò)之間的地址解析和映射，當(dāng)網(wǎng)關(guān)收到來自H.323網(wǎng)絡(luò)或SIP網(wǎng)絡(luò)的消息，需要在消息內(nèi)解析所包含的地址單元，再按地址映射表，轉(zhuǎn)換成對方網(wǎng)地址格式，然后封裝在需要發(fā)出的消息中。

SIP 地址轉(zhuǎn)換成 H.323地址的轉(zhuǎn)換規(guī)則：

（一）e164部分：當(dāng)SIP地址中userinfo為Tel格式例如+86—010—****@IP地址，這部分將被轉(zhuǎn)化成為H.323地址中e164部分，其中的+，—號會去掉。地址被轉(zhuǎn)化成H.323地址中e164部分，為“86010****”。

（二）h323—ID部分：SIP地址中的userinfo部分會直接轉(zhuǎn)成為h323—ID，例如sip：terminal@IP轉(zhuǎn)成h323— ID就是sip：jack@IP地址。

（三）url—ID部分：SIP地址中的存在類似的user@domain，可以直接轉(zhuǎn)化成為H.323 url—ID部分。sip：terminal@bell—轉(zhuǎn)為url—ID就是sip：terminal @bell—。

（四）email—ID部分：SIP地址存在user@group這中email地址格式，那么將email地址轉(zhuǎn)化為h.323地址的email—ID部分，如sip：terminal@IP地址可以轉(zhuǎn) terminal @IP地址。

（五）transport—ID部分：SIP地址中存在IP地址和端口的部分，H.323地址需要用transport—ID表示，如SIP地址如果是sip：terminal@IP，那么轉(zhuǎn)成H.323地址：transport—ID是IPAddress IP地址：端口號。

從H.323地址轉(zhuǎn)換到SIP地址時：

1.e164部分：e164部分轉(zhuǎn)換成一個電話號碼的SIP地址，規(guī)則是：sip：telephone@host：user=phone.

例如e164ID為86010****轉(zhuǎn)化成SIP地址就是：sip：+86—010—****@host：user=phone。

2.h323—ID部分：這部分可以轉(zhuǎn)化成為SIP地址的userinfo部分， 但是如果地址是terminal @IP地址這種類型的話，需要將mailto轉(zhuǎn)化成sip。

3.email—ID：需要將sip標(biāo)識符加在email—ID的前面，例如email—ID 是

terminal@IP變換到SIP地址就是：sip：terminal@IP。

4.url—ID ：需要將sip標(biāo)識符加在url—ID的前面，如url—ID是h323：

變換成SIP地址就是：sip：.

5.transport—ID部分：將SIP地址用IP地址和端口表示，如果沒有指定端口，那么用5060代替。例如在H.323地址中，transport ID部分為IP地址：端口轉(zhuǎn)成SIP地址就是 sip：IP地址：端口，而transport ID是IP轉(zhuǎn)成SIP地址就是sip：IP地址：端口

篇(4)

關(guān)鍵詞：SIP協(xié)議 多媒體通信網(wǎng)絡(luò) 無線通信

中圖分類號：G718.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.22.109

1 引言

多媒體通信網(wǎng)絡(luò)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，它將存在于廣電通信、傳統(tǒng)計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)等傳統(tǒng)行業(yè)獨立發(fā)展的隔閡逐漸打破，是通信、計算機(jī)以及電視產(chǎn)業(yè)的一個新突破。在計算機(jī)智能控制系統(tǒng)的引領(lǐng)下，所形成的多媒體通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了對相關(guān)信息的綜合、采集、處理、傳輸和存儲，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)點對點的通信。該種通信方式與傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，它所運(yùn)用的通信技術(shù)是數(shù)字通信技術(shù)的多媒體通信技術(shù)，有效地將存在于通信、計算機(jī)和電視之間的距離縮短，借助于通信網(wǎng)絡(luò)的分布特性、計算機(jī)的互通能力以及電視網(wǎng)絡(luò)的真實性融合起來，為大眾提供全面的信息服務(wù)。

2 SIP協(xié)議

SIP（Session Initiation Protocol）屬于IETF所制定的基于IP應(yīng)用層的一種控制協(xié)議。因為SIP是基于純文本的信令協(xié)議，能夠?qū)尤刖W(wǎng)絡(luò)的不同信息通信進(jìn)行管理。其中，信息通信包括可以是網(wǎng)絡(luò)中任何設(shè)備的通信，諸如視頻通信、即時文本通信、協(xié)作通信等。該協(xié)議在控制過程中并不定義或者直接限制通信業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)通信中涉及到的傳輸、服務(wù)質(zhì)量、通信計費以及通信安全等都是由核心網(wǎng)絡(luò)和其他協(xié)議進(jìn)行處理的。正是基于該特點，該協(xié)議得到了包括微軟、Cisco、3GPP等大型企業(yè)和標(biāo)準(zhǔn)定制機(jī)構(gòu)的認(rèn)可。

因為SIP協(xié)議屬于一種信令控制協(xié)議，在構(gòu)建多媒體通信網(wǎng)絡(luò)時需要附加SDP（Session Description Protocol）、R1P（實時傳輸協(xié)議）等其他多媒體控制協(xié)議以及多媒體通信協(xié)議。其中，用SIP進(jìn)行呼叫的建立與維護(hù)；SDP則負(fù)責(zé)媒體協(xié)商與控制；RTP負(fù)責(zé)通信媒體的傳送。

3 基于SIP技術(shù)的多媒體通信網(wǎng)絡(luò)工作原理

基于SIP技術(shù)的多媒體通信網(wǎng)絡(luò)中，是將SIP作為一個基礎(chǔ)的應(yīng)用層控制協(xié)議。它能夠建立、終止和修改多媒體通信服務(wù)，而且還能協(xié)調(diào)對話雙方，處理相關(guān)的媒體，從而將相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址獲取。與此同時，當(dāng)在網(wǎng)關(guān)之間建立會話時，還能夠進(jìn)行中繼，成為多媒體通信協(xié)議中運(yùn)用比較廣泛的方式。

在SIP多媒體通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，通常設(shè)置有服務(wù)器、注冊服務(wù)器、重定位服務(wù)器等多種功能服務(wù)器。這些服務(wù)器的所有功能都可以通過一個物理服務(wù)器來實現(xiàn)，同時可以根據(jù)用戶的實際需要將之部署在多個服務(wù)器上。

其中，注冊服務(wù)器主要負(fù)責(zé)通信端點的注冊服務(wù)，比如名稱、ID、服務(wù)有效期、地址等。注冊中，通信端口首先向注冊服務(wù)器發(fā)送RRQ注冊請求，在獲得請求后，服務(wù)器對相關(guān)注冊信息進(jìn)行記錄，將信息RCF確認(rèn)下來，并且將信息發(fā)回給該通信端口。注冊過程中，可能因為不準(zhǔn)確的地址、重復(fù)的名稱以及共用的ID等因素，會引起注冊被服務(wù)器拒絕的情況，這時通信端口就會接收到被發(fā)回的RRJ信息。

在撤銷注冊的進(jìn)程中，自主申請撤銷可以被運(yùn)用在通信端口，類似于注冊過程，只要獲得服務(wù)器的確認(rèn)，就能夠撤銷。

而服務(wù)器的功能類似于程控交換機(jī)功能，大多應(yīng)用在SIP通信信息的路由完成上。各個SIP的終端在發(fā)送請求消息給其上層主控服務(wù)器之后，服務(wù)器會借助于消息中的用戶名、會話信息以及終端域名等來判斷其屬性。如果是控制域內(nèi)呼叫，則在查找注冊服務(wù)器之后，服務(wù)器會將終端IP地址定位，目的終端會收到相關(guān)請求；若是控制域外呼叫，則將相應(yīng)的終端服務(wù)器搜索出來之后，服務(wù)器將呼叫請求轉(zhuǎn)發(fā)給它，繼而由該服務(wù)器進(jìn)行控制域內(nèi)的呼叫定位，且將請求信息進(jìn)行發(fā)送。被重新定位的服務(wù)器接著依據(jù)終端的域名以及用戶名等，將具體的IP地址給出來，然后目的終端就會接收到SIP呼叫請求。

4 SIP技術(shù)在多媒體網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中的應(yīng)用

4.1 SIP技術(shù)在NGN中的應(yīng)用

NGN是下一代基于IP協(xié)議的通信分組網(wǎng)絡(luò)，其最主要的特點在于在核心網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上將多種接入網(wǎng)絡(luò)融合起來，實現(xiàn)了固定、移動、有線與無線網(wǎng)絡(luò)的集合。所以，當(dāng)用戶通過各種途徑接入網(wǎng)絡(luò)之后，NGN網(wǎng)絡(luò)都可以為用戶提供豐富、全面的個性化服務(wù)。

而在多種網(wǎng)絡(luò)集成的過程中，SIP技術(shù)主要起到一種匯聚式“粘合劑”的作用，其在NGN網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著核心網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議的作用，對NGN網(wǎng)絡(luò)的廣泛使用具有積極作用。當(dāng)前，國內(nèi)很多網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商以及設(shè)備供應(yīng)商都著手研發(fā)SIP，以有效解決未來軟交換的互通。

4.2 SIP技術(shù)在3G網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

因為SIP協(xié)議自身具有支持移動通信的能力，因此在應(yīng)用SIP技術(shù)的過程中不但可以擴(kuò)展SIP的終端移動能力，而且還可以將之作為支持個人移動通信，實現(xiàn)會話移動的重要途徑。

在對會話移動性支持的過程中，主要應(yīng)用SIP技術(shù)的會話屬性，通過合理調(diào)整其會話屬性以及消息功能的方式得以實現(xiàn)。利用SIP協(xié)議，移動會話的發(fā)起終端能夠從既有的終端將對方終端通信主機(jī)的地址信息發(fā)送給需要切換的目標(biāo)終端。同時，還將其將要使用的新終端地址發(fā)送給對方終端主機(jī)。這樣不但可以實現(xiàn)會話的切換，而且還實現(xiàn)了會話帶寬、編碼方式以及各式的合理調(diào)整。

4.3 SIP在Internet中的應(yīng)用

SIP是典型的文本通信協(xié)議，因此其可以被集成到任意一個HTFP網(wǎng)頁中，這將有利于SIP迅速推廣。當(dāng)前，Internet中SIP技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，例如Microsoft就選擇其作為即時通信策略，同時做好在XP、Pocket PC以及MSN中予以應(yīng)用。同時，該公司還承諾將在未來為用戶提供基于SIP的語音、視頻呼叫服務(wù)。

5 結(jié)語

綜上所述，未來SIP將能夠作為開發(fā)人員手中的一種普通API類庫，在Internet、NGN、3G網(wǎng)絡(luò)中得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉伯明，危薇.基于SIP協(xié)議的C/S架構(gòu)在VOIP系統(tǒng)中的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2010，（12）.

[2]李偉，趙保華，周顥.SIP服務(wù)器性能測試系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].計算機(jī)應(yīng)用與軟件，2007，24（5）.

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【關(guān)鍵詞】SIPOsipeXosip軟電話

一、引言

eXosip2是Osip2的一個擴(kuò)展協(xié)議集，它部分封裝了Osip2協(xié)議棧，使得它更容易被使用。本文利用Osip協(xié)議和ORTP來構(gòu)造出一個VoIP通話系統(tǒng)，考慮到以后智能終端的軟件移植，采用在Linux環(huán)境下開發(fā)。

二、Osip2協(xié)議棧簡介

Osip是按照RFC3261（SIP）和RFC2327（SDP）標(biāo)準(zhǔn)，并使用標(biāo)準(zhǔn)C編寫的一個開放源代碼的SIP協(xié)議棧，具有短小簡潔的特點，主要提供一些解析SIP/SDP消息的API和事務(wù)處理的狀態(tài)機(jī)。雖然在底層解析時效率比較高，但缺點也很明顯，首先就是可用性差，沒有很好的API封裝，使得上層應(yīng)用在調(diào)用協(xié)議棧時很破碎；其次，只做到了transaction層次的協(xié)議過程解析，缺少call、session、dialog等過程的解析，這也增加了使用的難度；再次，缺少線程并發(fā)處理的機(jī)制，使得它的處理能力有限。

三、eXosip2特點

eXosip是Osip2的一個擴(kuò)展協(xié)議集，其在Osip2的基礎(chǔ)上部分封裝了Osip2協(xié)議棧，使其更容易被使用。eXosip使用UDP socket套接字實現(xiàn)底層SIP協(xié)議的接收/發(fā)送；使用定時輪循的方式調(diào)用Osip2的事務(wù)處理函數(shù)，這部分是協(xié)議棧運(yùn)轉(zhuǎn)的核心。通過添加/讀取事務(wù)消息管道的方式，驅(qū)動事務(wù)的狀態(tài)機(jī)，使得來自遠(yuǎn)端的SIP信令能匯報給調(diào)用程序，來自調(diào)用程序的反饋能通過SIP信令回傳給遠(yuǎn)端；增加了對各個類型事務(wù)的超時處理，確保所有資源都能循環(huán)使用，不會被耗用殆盡；使用jevent消息管道來向上通知調(diào)用程序底層發(fā)生的事件，調(diào)用程序只要讀取該消息管道，就能獲得感興趣的事件，進(jìn)行相關(guān)的處理。雖然eXosip較Osip2實用性更強(qiáng)，但其局限于UA的實現(xiàn)，使得用于registrar，sip server等時極其不容易。此外，它并沒有增加線程并發(fā)處理的機(jī)制，而且只實現(xiàn)了音頻支持，缺少對視頻和其他數(shù)據(jù)格式的支持。

綜合考慮，使用Osip2和eXosip協(xié)議棧的組合來實現(xiàn)SIP協(xié)議是很成功的選擇。當(dāng)然，在不同的應(yīng)用場合，必須添加其他模塊來實現(xiàn)更加復(fù)雜的功能。

四、SIP軟電話的設(shè)計

4.1系統(tǒng)環(huán)境搭建

如果在Windows下進(jìn)行程序開發(fā)，會有很多集成開發(fā)環(huán)境，如Visual C++等，這些IDE都已經(jīng)很成熟。但在Linux下，開發(fā)C程序，一般都很少在IDE下進(jìn)行開發(fā)，而是利用Linux下的編輯器來編寫程序，如vi，gedit等，然后用gcc編譯器來進(jìn)行編譯、連接生成所要的可執(zhí)行程序。本文設(shè)計的SIP軟電話程序中要用到各種庫，用來搭建整個程序的運(yùn)行環(huán)境。首先要安裝libosip2和libeXosip，然后安裝ortp庫。因為開發(fā)的是具有圖形界面的gnome程序，所以要安裝gtk+庫。

4.2系統(tǒng)分析

由上可以看出，整個系統(tǒng)分為五部分：主函數(shù)部分，負(fù)責(zé)監(jiān)控和傳輸信號變量進(jìn)行控制與調(diào)度；SIP部分，負(fù)責(zé)進(jìn)行信令傳輸和RTP通話時的參數(shù)傳輸；RTP部分，負(fù)責(zé)RTP會話建立，參數(shù)設(shè)置，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；G.711部分，負(fù)責(zé)語音數(shù)據(jù)的編解碼；最后是用戶界面，作為用戶接口，負(fù)責(zé)傳送用戶設(shè)置的參數(shù)和撥打的號碼，以及顯示狀態(tài)信息等。

運(yùn)行SIP軟電話的主程序，初始化各種庫，然后向SIP服務(wù)器進(jìn)行注冊。如果注冊成功，生成用戶界面，監(jiān)聽用戶輸入，同時啟動UAS線程，進(jìn)行監(jiān)聽（接收）SIP消息。以語音通信來說，此時應(yīng)用程序只需保存Osip協(xié)議棧的狀態(tài)，然后調(diào)用語音處理模塊來接收/發(fā)送語音包就可以實現(xiàn)基于SIP的語音通信了。

五、總結(jié)

本文利用SIP和RTP庫：libosip2，libexosip2，libortp在Linux下面編程實現(xiàn)了一個SIP軟電話程序，并通過gnome編寫了一個界面。此SIP軟電話程序可以在Linux下穩(wěn)定運(yùn)行，通話質(zhì)量良好，并且提供很好的用戶接口，來設(shè)置參數(shù)和管理數(shù)據(jù)（如用戶地址等）?；旧鲜且粋€較穩(wěn)定的通話系統(tǒng)。當(dāng)然，這個軟電話還有一些不足，以后可以將它完善，編成一個界面友好，可以進(jìn)行視頻通話和多路通話的軟電話；同時利用更好的編解碼協(xié)議來完善，節(jié)約帶寬。

參考文獻(xiàn)

[1]李軍，謝贊福，崔懷林.基于SIP的語音通信程序設(shè)計與實現(xiàn).計算機(jī)工程，2005，31（24）：117-119

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關(guān)鍵詞：即時消息 ；SIMPLE ； 傳輸機(jī)制

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）27-6116-02

即時消息是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的實時消息交換服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)上的用戶可以利用即時消息軟件實現(xiàn)多媒體信息的交換。

自從上個世紀(jì)90年代出現(xiàn)ICQ軟件后，即時消息軟件得到飛速發(fā)展，被政府、企事業(yè)單位、個人用戶廣泛使用。具有代表性的即時消息軟件有OICQ，MSN，Gtalk等，可以部署于手機(jī)或PC平臺上。SIMPLE（SIP for Instant Messaging and Presence Leveraging Extensions ）協(xié)議是由IETF組織制定的標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，是SIP協(xié)議針對即時消息業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。微軟和IBM都致力于在它們的即時通信系統(tǒng)中實現(xiàn)這個協(xié)議。該文對SIMPLE協(xié)議中的消息傳輸機(jī)制進(jìn)行了分析和比較。

1 基于SIMPLE協(xié)議的消息傳輸機(jī)制

1） 呼叫模式

從圖中可以看出，與SIP協(xié)議中的INVITE請求消息不同，MESSAGE請求消息不會觸發(fā)一個新的會話，每條MESSAGE消息之間沒有聯(lián)系。User1充當(dāng)UAC，User2充當(dāng)UAS的角色，服務(wù)器Proxy收到User1發(fā)來的消息后，根據(jù)消息頭部Request-URI字段的值在數(shù)據(jù)庫中查找目的地信息，找到后將該請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給User 2。User 2收到后回200 OK響應(yīng)消息，說明請求消息已經(jīng)被成功接收，并將顯示給用戶看?？紤]到擁塞控制的因素， UAC在沒有收到最終響應(yīng)之前，不能開始針對相同的用戶的MESSAGE事務(wù)。

2） 會話模式

流程圖中包含有SIP協(xié)議和MSRP協(xié)議的消息。User1和User2開始即時通訊之前需要建立MSRP會話。在User1發(fā)送給User2的INVITE請求消息和User2回送的200 OK 響應(yīng)消息中帶有SDP會話描述信息，借助于SDP的提供/響應(yīng)模型，User1和User2成功交換了MSRP會話協(xié)商信息。接下來User1向User2發(fā)起TCP連接，User2接受后，MSRP會話關(guān)系就建立了。MSRP SEND請求消息中包含有雙方實際交換的即時消息文本，MSRP 200 OK響應(yīng)消息僅僅用于確認(rèn)已經(jīng)收到對端發(fā)來的請求消息，不能攜帶及時消息文本。即時消息通話結(jié)束后，某一方發(fā)送SIP BYE請求消息結(jié)束會話?？梢钥闯?，MSRP會話信息對于SIP協(xié)議而言不過就是普通的媒體流，和語音呼叫時傳輸?shù)拿襟w流沒有任何區(qū)別。

2 結(jié)論

SIMPLE協(xié)議的呼叫模式是將用戶之間交互的即時消息放在信令消息MESSAGE的消息體當(dāng)中來傳輸?shù)模帕盍骱兔襟w流走的是相同的路徑。這種消息傳輸機(jī)制實施起來比較簡單，也不會觸發(fā)SIP會話，適用于用戶之間少量消息的傳輸。如果用戶之間傳輸大量即時消息，且即時消息中除了文本還包含有音頻視頻之類的多媒體信息時，可能會影響到其他信令消息的傳輸。

SIMPLE協(xié)議的會話模式是將用戶之間交互的即時消息放在媒體流當(dāng)中來傳輸?shù)?，信令流和媒體流走的是不同的路徑。MSRP協(xié)議具體負(fù)責(zé)即時消息的會話協(xié)商工作，SIP協(xié)議僅僅負(fù)責(zé)信令的傳輸，起的是溝通橋梁的作用。呼叫模式中用戶交互的即時消息需要經(jīng)過服務(wù)器的中繼傳輸，而會話模式不需要，從而減輕了服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。因此，會話模式更能夠適應(yīng)用戶之間大量多媒體消息或者是多個用戶群組模式消息的傳輸。如果考慮到安全因素，呼叫模式中每傳輸一次MESSAGE消息就需要對用戶進(jìn)行安全認(rèn)證，而會話模式只需要在會話建立的時候?qū)τ脩暨M(jìn)行安全認(rèn)證，開銷要小的多。

參考文獻(xiàn)：

[1] Rosenberg J， Schulzrinne H， “SIP： Session Initiation Protocol”. RFC 3261. （Standards Track）. 2002

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【關(guān)鍵詞】遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)；H.323；SIP

一、引言

遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)是一種全新的教學(xué)方式，相比傳統(tǒng)教學(xué)，它充分合理地利用網(wǎng)絡(luò)、媒體等介質(zhì)，使得教學(xué)活動的開展不受時間空間的限制，優(yōu)化了教學(xué)資源配置，提高了教學(xué)效率。

遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)的上述特點和優(yōu)勢使得它成為多媒體通信在教育領(lǐng)域研究的熱點，目前的發(fā)展方向是基于IP網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)。由于多媒體信息具有數(shù)據(jù)量大、實時性、同步性和突發(fā)性強(qiáng)的特點，多媒體通信系統(tǒng)具有集成性、交互性和同步性的特點，因此對多媒體通信的硬件和軟件系統(tǒng)提出了很高的要求。

二、SIP協(xié)議及其特點

SIP(Session Initialization Protocol，會話發(fā)起協(xié)議)是一個由IETF MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control)工作組提出，面向Internet會議和電話的簡單應(yīng)用層信令協(xié)議，用于建立、調(diào)整和終止多媒體會話。

相比多媒體通信的另外一種流行協(xié)議H.323，SIP協(xié)議有如下5個特點：

第一，與H.323采用二進(jìn)制方法表示消息不同，SIP消息基于文本，采用UTF-8字符集編碼，具有詞法和語法簡單、可讀性好的優(yōu)點。

第二，H.323中的呼叫建立和媒體邏輯信道建立的過程是分離的，呼叫建立時延較長。SIP系統(tǒng)的呼叫控制信令由SIP傳送，由會話描述協(xié)議SDP完成媒體能力交換和RTP地址信息獲取的任務(wù)。SDP消息作為SIP的消息體來發(fā)送，會話控制和媒體能力交換同時進(jìn)行，會話建立的時延較短。

第三，H.323網(wǎng)絡(luò)中各元素均為對等實體，實體間傳送的是對等控制信令消息，而SIP網(wǎng)絡(luò)則采用IP網(wǎng)絡(luò)常用的C/S(客戶機(jī)/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)。

第四，定位用戶、支持用戶移動性。SIP利用注冊服務(wù)器將用戶的實際物理位置與用戶的SIP地址相綁定，便于在定位用戶時實現(xiàn)地址映射功能；利用重定向服務(wù)器將目標(biāo)用戶地址信息返回給服務(wù)器。

第五，協(xié)議簡單，有良好的擴(kuò)展性。SIP是在諸如SMTP、HTTP的基礎(chǔ)上建立起來的，借鑒了其它Internet標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的設(shè)計思想。由于SIP與HTTP非常相似，許多解析HTTP協(xié)議的程序只要經(jīng)過少許修改就可以用到SIP中。

SIP消息分為SIP請求消息和SIP應(yīng)答消息兩大類。所有的SIP消息都是由一個起始行、一個或多個標(biāo)題頭、一個表示標(biāo)題頭結(jié)束的空行和可選的消息體組成。

SIP核心規(guī)范定義了6種基本請求方法：INVITE(邀請)、ACK(確認(rèn))、OPTIONS(可選項)、BYE(再見)、CANCEL(取消)和REGISTER(注冊)。其中，REGISTER方法用于向服務(wù)器注冊用戶位置信息；INVITE、ACK和CANCEL用于會話的建立；BYE用于結(jié)束會話；OPTIONS用于向服務(wù)器咨詢服務(wù)器的性能。

SIP核心規(guī)范定義了如下幾種實體：

用戶(User Agent)：用戶的系統(tǒng)接口，負(fù)責(zé)與終端用戶進(jìn)行交互?？煞譃橛脩艨蛻舳?UAC，User Agent Client)和用戶服務(wù)器(UAS，User Agent Server)。

服務(wù)器(Proxy Server)：用于轉(zhuǎn)發(fā)SIP消息，代表UAC發(fā)起請求，并向UAC返回響應(yīng)，既充當(dāng)客戶機(jī)又充當(dāng)服務(wù)器?？煞譃闊o狀態(tài)服務(wù)器和保留狀態(tài)服務(wù)器兩類。

重定向服務(wù)器(Redirect Server)：重定向服務(wù)器通過提供可能的位置來幫助定位目標(biāo)SIP用戶。它不發(fā)出任何定位目標(biāo)的行為，而僅僅返回目標(biāo)可能的出現(xiàn)位置信息。

注冊服務(wù)器(Register Server)：注冊服務(wù)器存儲用戶的位置信息，負(fù)責(zé)將用戶的SIP地址與用戶當(dāng)前所在的物理地址進(jìn)行綁定，這樣就能夠向服務(wù)器提供用戶的位置信息，協(xié)助服務(wù)器在轉(zhuǎn)發(fā)SIP請求消息時能夠迅速定位用戶。

三、SIP遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計

（一）基本概念和術(shù)語

課堂實例：一個由唯一資源標(biāo)識符標(biāo)識，由一組SIP用戶、媒體流和通信網(wǎng)絡(luò)組成的多媒體會話，參與成員有教師和學(xué)生；

課堂系統(tǒng)：由一個或多個課堂實例組成；

FOCUS：中心SIP用戶，是一個課堂實例的管理者；

課堂策略：課堂運(yùn)作和進(jìn)行的規(guī)則總稱，包括成員策略和媒體策略；

成員策略：管理課堂成員的規(guī)則總稱，包括身份鑒別、角色控制及權(quán)限控制；

媒體策略：處理媒體流的規(guī)則總稱；

課堂狀態(tài)：包括管理各個課堂實例的FOCUS的狀態(tài)和課堂策略的狀態(tài)；

課堂URI：課堂實例的唯一標(biāo)識符。

（二）總體結(jié)構(gòu)

依據(jù)DYNAMICSOFT公司首席科學(xué)家Jonathan Rosenberg博士提出的緊耦合SIP多媒體會議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，我們設(shè)計并提出教學(xué)系統(tǒng)的以下結(jié)構(gòu)。

系統(tǒng)為集中服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，一個中心服務(wù)器對應(yīng)一個課堂實例。從邏輯上劃分，中心服務(wù)器分為管理服務(wù)器和控制服務(wù)器。在物理實現(xiàn)上，采用管理服務(wù)器和控制服務(wù)器分離、一臺管理服務(wù)器配合多臺控制服務(wù)器的方式。因此，從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上看，系統(tǒng)為星型結(jié)構(gòu)。

從功能上看，系統(tǒng)分管理子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)。管理子系統(tǒng)負(fù)責(zé)存儲管理課堂狀態(tài)信息數(shù)據(jù)、課堂策略信息數(shù)據(jù)和用戶信息數(shù)據(jù)；課堂控制系統(tǒng)要負(fù)責(zé)與一個或多個終端進(jìn)行SIP消息流和媒體信息流的交換，并對其進(jìn)行控制，以保證課堂實例的正常運(yùn)行。

除管理服務(wù)器和控制服務(wù)器外，系統(tǒng)還包含SIP服務(wù)器和終端。終端是師生參與課堂并獲取課堂功能服務(wù)的接口，SIP服務(wù)器協(xié)助控制服務(wù)器完成與參與課堂的師生之間的SIP會話的建立和維護(hù)。

SIP服務(wù)器可分為注冊服務(wù)器、服務(wù)器和重定向服務(wù)器，它們分別完成用戶地址注冊、SIP消息的路由和轉(zhuǎn)發(fā)、返回目標(biāo)SIP用戶地址信息的任務(wù)。

終端與控制服務(wù)器除了通過SIP服務(wù)器交換SIP消息外，還直接通過建立RTP會話交換實時媒體流消息；終端與管理服務(wù)器之間、控制服務(wù)器與管理服務(wù)器之間則采用課堂信令和自定義接換消息。

（三）各子系統(tǒng)的設(shè)計

1．管理子系統(tǒng)

管理服務(wù)器是管理子系統(tǒng)的主體，它管理一個或多個控制服務(wù)器并與之交互，協(xié)助完成課堂基本功能；與一個或多個終端交互，提供接口供終端用戶以不同的權(quán)限操縱控制課堂功能、查詢課堂各種信息；存儲管理課堂策略信息數(shù)據(jù)、課堂狀態(tài)信息數(shù)據(jù)和用戶信息數(shù)據(jù)。

管理服務(wù)器根據(jù)自身存儲的最新課堂策略信息，生成課堂配置和控制命令并傳送給控制服務(wù)器；控制服務(wù)器則是命令的具體執(zhí)行者?？刂品?wù)器利用FOCUS的課堂狀態(tài)通知服務(wù)功能獲取最新的課堂狀態(tài)信息，上傳給管理服務(wù)器。兩者合作完成課堂的基本功能。另外，管理服務(wù)器提供接口，設(shè)置不同的權(quán)限供終端操縱和修改課堂策略。

由于用戶普遍習(xí)慣使用Web瀏覽器，因此，本文加入一個中間層-Web服務(wù)器，作為管理服務(wù)器與終端交互的中介和紐帶。管理服務(wù)器與Web服務(wù)器的交互也采用簡單的自定義接口規(guī)范，利用請求/應(yīng)答模式完成。同時，管理服務(wù)器向用戶提供課堂信息的查詢功能服務(wù)，使用戶能夠了解最新的課堂策略信息和最新的課堂狀態(tài)信息。

考慮到存取數(shù)據(jù)的效率問題，并為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，管理服務(wù)器上課堂信息數(shù)據(jù)的存儲采用XML技術(shù)來實現(xiàn)。課堂信息數(shù)據(jù)包括當(dāng)前運(yùn)行的課堂實例數(shù)目、每個課堂實例的URI、中心控制服務(wù)器的IP、開始時間、結(jié)束時間、課程名稱、教師URI、教師使用的媒體類型信息、學(xué)生數(shù)目以及每個學(xué)生使用的媒體類型信息等。

2．控制子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)是系統(tǒng)的重點和核心部分，控制服務(wù)器與管理服務(wù)器交互，獲取最新的課堂配置和控制命令，并執(zhí)行命令；與各終端交互，進(jìn)行SIP消息和媒體流信息的交換，并對其進(jìn)行控制；獲取最新的課堂狀態(tài)信息，上傳給管理服務(wù)器。

在邏輯結(jié)構(gòu)上，控制服務(wù)器包括FOCUS、SIP協(xié)議棧、媒體處理器、傳輸層及底層通信網(wǎng)絡(luò)。其中，F(xiàn)OCUS是一個課堂實例的中心SIP用戶，其作用是：通過服務(wù)器、重定向服務(wù)器和注冊服務(wù)器與終端用戶保持信令連接，維護(hù)管理SIP會話；將接收到的媒體配置和控制命令傳送給媒體處理器，由媒體處理器集中處理來自各個終端的媒體流，進(jìn)行混合和轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)媒體信息的控制和交換；利用自身的課堂狀態(tài)通知服務(wù)功能從終端獲取最新課堂狀態(tài)信息，上傳給管理服務(wù)器。

四、系統(tǒng)工作流程

整個系統(tǒng)的工作步驟分以下幾步：教師預(yù)約新課堂實例、創(chuàng)建課堂實例、成員加入課堂、課堂實例運(yùn)行、課堂實例結(jié)束、成員退出課堂和銷毀課堂實例。

系統(tǒng)管理員啟動系統(tǒng)后，教師首先向SIP注冊服務(wù)器注冊自己的當(dāng)前位置，注冊成功后，根據(jù)本人的教學(xué)課程安排向管理子系統(tǒng)提出新課堂預(yù)約申請。管理子系統(tǒng)根據(jù)成員策略對教師身份的合法性進(jìn)行鑒定，身份驗證通過后，向教師返回包含申請成功ID號、新課堂實例開始和結(jié)束時間信息的成功消息。當(dāng)預(yù)約課堂的開始時間到了后，教師即可利用申請成功ID號向管理子系統(tǒng)申請創(chuàng)建課堂實例，管理服務(wù)器創(chuàng)建新的課堂實例(即生成一個課堂URI)，分配一臺新的控制服務(wù)器，并指示控制服務(wù)器上的FOCUS向申請教師發(fā)送SIP的INVITE消息，邀請教師加入課堂。教師回送ACK消息后即加入課堂實例，此時的課堂實例狀態(tài)為運(yùn)行狀態(tài)，但還沒有學(xué)生加入。

學(xué)生在使用系統(tǒng)前，也要首先向SIP注冊服務(wù)器注冊自己的當(dāng)前位置。注冊成功后，學(xué)生加入課堂實例有兩種方法：一是主動加入，即通過Web瀏覽器查詢課堂信息，找到自己要加入的課堂并且當(dāng)該課堂實例已經(jīng)運(yùn)行后，向該課堂實例URI(也就是FOCUS URI)發(fā)送INVITE消息申請加入。FOCUS根據(jù)成員策略鑒定學(xué)生身份后，向?qū)W生返回允許或拒絕的應(yīng)答。二是被動加入，即FOCUS向所有符合成員策略要求的學(xué)生多播發(fā)送邀請的SIP消息，收到邀請的學(xué)生對其作出應(yīng)答后即可建立連接并加入。

課堂實例運(yùn)行過程中，經(jīng)過教師批準(zhǔn)后，學(xué)生可以重新設(shè)置自己的媒體參數(shù)并且可以提前離開課堂實例。學(xué)生向FOCUS發(fā)送Re-INVITE(重新邀請)方法的SIP消息(消息體中包含調(diào)整后的媒體描述信息)，即可改變自己使用的（下轉(zhuǎn)第66頁）（上接第60頁）媒體參數(shù)。學(xué)生向FOCUS發(fā)送帶有BYE方法的SIP消息就可離開課堂實例。

教師也可以設(shè)置自己授課使用的媒體參數(shù)，同樣只需向FOCUS發(fā)送Re-INVITE(重新邀請)方法的SIP消息即可。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不合格的學(xué)生后，只需向其發(fā)送帶有BYE方法的SIP消息就可將其逐出課堂。

與加入課堂相似，課堂結(jié)束時學(xué)生退出課堂的方法也有兩種：一是主動退出。教師宣布下課后，成員終端可分別向FOCUS發(fā)送帶有BYE方法的SIP消息并退出課堂。二是管理服務(wù)器根據(jù)課堂實例的結(jié)束時間指示FOCUS向所有課堂成員終端發(fā)送帶有BYE方法的SIP消息，終端作出應(yīng)答，斷開與FOCUS的連接，退出課堂。

FOCUS利用課堂狀態(tài)通知服務(wù)的功能及時把正在結(jié)束的課堂實例中還未退出課堂的人數(shù)信息傳送給管理服務(wù)器。當(dāng)未退出課堂人數(shù)變?yōu)榱銜r，管理服務(wù)器銷毀該課堂實例，釋放該課堂實例占用的所有資源。

五、總結(jié)

本系統(tǒng)有如下特點：

第一，系統(tǒng)采用集中服務(wù)器方式的體系結(jié)構(gòu)，具有簡單清晰、便于管理等優(yōu)點。

第二，集中服務(wù)器在物理實現(xiàn)上又采用控制服務(wù)器和管理服務(wù)器相分離的方式，整個系統(tǒng)中由一臺主服務(wù)器-管理服務(wù)器和多臺控制服務(wù)器組成，控制服務(wù)器集中進(jìn)行SIP會話管理和媒體流的處理，這有利于減輕系統(tǒng)負(fù)荷，達(dá)到平衡系統(tǒng)負(fù)載的目的。

第三，系統(tǒng)提供給用戶的功能服務(wù)接口大多采用Web方式，這符合用戶的操作習(xí)慣，降低了終端實現(xiàn)的復(fù)雜性。

第四，系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用XML文件的形式來存儲，可以提高數(shù)據(jù)存取的效率，優(yōu)化系統(tǒng)性能。

六、結(jié)語

SIP協(xié)議還處于不斷的研究和發(fā)展中，有關(guān)SIP運(yùn)用于遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)的實際例子也很少，本文對SIP運(yùn)用于遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)系統(tǒng)作了一定的探討和研究，系統(tǒng)很多方面需要完善和改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)