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北京邮电大学硕士研究生毕业论文声明 基于s i p 协议的口t v 应用服务器的设计与实现 摘要 随着现代通信技术的发展，集语音、数据和视频信号传输于一体 的视频通信业务成为通信领域发展的热点。研究表明，5 0 以上的有 效信息来自于视觉交流。提供视频内容的通信业务，是通信技术发展 的潜在动力。3 g 开创了电信与因特网融合的新时代。 i p t v 这种在互联网时代更为灵活的传媒方式对于未来电信运营 商、内容运营商、i t 服务提供商的增值都有着巨大的影响。i p t v 具 有非常鲜明的特点，可以实现媒体提供者和媒体消费者的实质性互 动，它能根据用户的选择配置多种多媒体服务功能，包括数字电视节 目、可视i p 电话、d v d v c d 播放、互联网浏览、收发电子邮件以 及多种在线信息咨询、娱乐、教育及商务功能。 本课题来源于某公司开发的基于s i p 协议的应用服务器项目。该 项目实现一基于s i p 协议的应用服务器，来控制与其相连的软交换与 i m s 间的通信；实现语音与视频的并行交流；通过软交换及其客户端 来控制语音流程，i m s 及机顶盒来实现视频通信；作者在该项目中负 责应用服务器的业务逻辑及数据库的设计，以实现与软交换和i m s 的即时通信。 论文对基于s i p 协议的i p t v 应用服务器进行了研究，分为七章： 第一章介绍论文的背景、研究现状，以及课题的提出方式；后 两章介绍s i p 的概念，功能实体和协议格式，并阐述了s i p 的工作原 理；以及软交换与i m s 系统，包括软交换网络结构及涉及的接口协 议、i m s 网络体系结构及相关实体和功能的描述；四五两章介绍业 务方案及概要设计，包括系统结构、网络拓扑，流程设计、模块设计 等；详细描述了应用服务器的设计。对开发环境、开发工具、接口设 计及实现进行了介绍；第六章对应用服务器的业务部署及测试进行 了详细介绍；第七章总结了研究和实践工作，探讨了业务平台实现 中待改进的地方，以及论文未来的工作。 关键词：应用服务器s i pi m s 机顶盒 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 t h ed e s i g na n di 啤l e m e n t i o no fi p t v a p p l i c a t l 0 ns e r v e r b a s eo ns i p a b s t r a c t w i t hm o d e r nc o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yd e v e l o p i n g ，t h ev i d e o c o m m u n i c a t i o nw h i c hb i n e dd a t a ，v o i c ew i t hv i d e ot r a n s m i s s i o nb e c a m e t h eh o t f a s h i o no fc o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y r e s e a r c hs h o w st h a tm o r e t h a n5 0 o ft h ee f f e c t i v ei n f o r m a t i o nc o m e sf r o mt h ev i s u a l c o m m u n i c a t i o n p r o v i d i n gt h ei n f o r m a t i o ni n c l u d i n gv i d e oc o n t e n ti s a l w a y s t h ep o t e n t i a lf o r c eo fd e v e l o p m e n to ft e l e c o m m u n i c a t i o n 3 g i n i t i a t e san e we r af o ri n t e g r a t i n gt h et e l e c o m m u n i c a t i o na n di n t e r n e t i p t vam o r ef l e x i b l ec o m m u n i c a t i o nm e t h o d ，h a si t sh u g e i n f l u e n c eo nt h ei n c r e m e n to ft h ei s p , i c pa n di ts e r v i c ec a r r i e ri nt h e f u t u r e i p t vh a s t h ee x t r e m e l yb r i g h tc h a r a c t e r i s t i c ，m a yr e a l i z et h e m e d i at e n d e ra n dt h em e d i ac o n s u m e r ss u b s t a n t i v ei n t e r a c t i o n i tc a na c t a c c o r d i n gt ot h eu s e rt h ec h o i c ed i s p o s i t i o nm a n yk i n d so fm u l t i m e d i a s e r v i c e s f u n c t i o n ，i n c l u d i n gd i g i t a l t e l e v i s i o np r o g r a m ，v i s i b l ei p t e l e p h o n e ， d v d c d b r o a d c a s t ， i n t e m e t b r o w s i n g ，r e c e i v i n g a n d d i s p a t c h i n g e m a i la sw e l la s m a n yk i n d s o fo n - l i n ei n f o r m a t i o n c o n s u l t a n t ，e n t e r t a i n m e n t ，e d u c a t i o na n dc o m m e r c i a lf u n c t i o n t h i st h e s i si sd e r i v e df r o m t h ed e s i g na n di m p l e m e n t i o no fs i p a p p l i c a t i o ns e r v e r p r o je c td e v e l o p e db yac o m m u n i c a t i o nc o m p a n y t h e p r o j e c t i m p l e m e n t s as i pa p p l i c a t i o ns e r v e ri no r d e rt oc o n t r o lt h e s y n e r g e t i cw o r ko ft h es o f ts w i t c ha n di m s t h es o f ts w i t c hi sr e s p o n s i b l e f o rt h ev o i c ea n dt h ei m sf o rv e d i o i nt h i s p r o j e c t t h ea u t h o ri s r e s p o n s i b l ef o rt h ed e s i g no fs e r v i c el o g i ca n dd a t a b a s et oi m p l e m e n tt h e i n s t a n tc o m m u n i c a t i o n i nt h i st h e s i s ，t h es i pa p p l i c a t i o ns e r v e ri ss t u d i e d t h et h e s i sd i v i d e s i n t os i xc h a p t e r s ： i i i a b s t r a c t 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 - _ 一一一一 t h ef i r s tc h a p t e rb r i e f l yi n t r o d u c e dt h eb a c k g r o u n d 、t h es t a t u so f k n o w l e d g eo nt h e s ea s p e c t d s ，t h e ni n t r o d u c et h ew a yt op u tf o r w a r dt h e i s s u e l a t t e rt w oc h a p t e ri n t r o d u c et h ec o n c e p tf o rs i p 、f u n c t i o n a le n t i t y 、 p r o t o c o lf o r m a t t h e ni l l u s t r a t et h ep r i n c i p l eo fw o r k t h es o f ts w i c h ta n d i m si ss t u d i e dt o o ，i n c l u d i n gn e t w o r kc o n f i g u r a t i o no fs o f ts w i t c ha n d i m s 、i n t e r f a c ep r o t o c 0 1 t h ef o u r t ha n df i f i t hc h a p t e ri n t r o c d u c et h e o p e r a t i o n a lp r o g r a m a n d p r e l i m i n a r yd e s i g n ，i n c l u d i n g s y s t e m a r c h i t e c t u r e 、n e t w o kt o p o l o g y 、p r o c e s sd e s i g n 、m o d u l a rd e s i g n ，t h e n e l a b o r a t et h ed e s i g no ft h ea p p l i c a t i o ns e r v e r , a n d i n t r o d u c et h e d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ，d e v e l o p m e n tt o o l ，d e s i g na n di m p l e m e n to f i t si n t e r f a c e t h es i x t hc h a p t e ri n t r o d u c e st h ed e p l o y m e n to fs e r v i c ea n d t e s t t h el a s tc h a p t e rs u m m a r y i z e st h es t u d ya n dw o r k ，p r o b e st h e i n a d e q u a t ep l a c eo f i ta n dt h ef u t u r ew o r k k e yw o r d s ：a p p l i c a t i o ns e r v e r s i pi m ss t b i v 北京邮电大学硕士研究生毕业论文 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 、 本人签名- 喜去三丕j l 本人承担一切相关责任。 日期：立竺2 ：! 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保 密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签 导师签 吼趔：二 日期： 北京邮电大学硕研究生毕业论文基于s i p 悱“的州应用服务罂的设计与实现 l in g n 概连 第一章背景 近年来，我国电信网络发展迅速，取得了巨大成绩，综合通信能力明显增强。 但是，随着产业界的融合趋势，电话网、计算机网、有线电视网趋于融合，网络 面临的压力越来越大。网络面临着负荷在不断增大，业务需求也趋于多样化，运 营商必须提供越来越多的多媒体业务才能吸引住用户，而这些新型的多样性业 务是目前p s t n 、p l m n 网络所难以提供的。 与此同时，飞速发展的数据网已经对p s t n 、p l m n 业务形成分流，并将逐 渐成为承载话音业务的基石。运营商已经积累了丰富的v o 口运营经验，但h 3 2 3 v o 只满足分组话音的基本需求，缺乏丰富的业务功能。 在这一发展背景下，基于软交换技术的n g n 网络应运而生。n g n 又称为下 一代网络，是电信史上的一块里程碑，它属于一种综合、开放的网络构架，提供 话音、数据和多媒体等业务。 n o n 可在统一的分组网络上融合通信、信息、电子商务和交易等业务，满 足多样化、个性化业务需求，在继承的基础上实现与各种业务网络( p s t n i s d n 、 p l m n 、i n 、i n t e r n e t ) 之间的互通，在全网内快速提供新的语音、数据、图像融 合业务。 应用址务层 控制屋 链蠹，蓝蓄毒宣誊j 匿丢季 i ；： - 国一一一圉 图1 1 下一代网络总体结构固 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于s i p 协议的i p t v 应用服务器的设计与实现 如上图所示，从功能上看，下一代网络从上往下由网络业务层、控制层、媒 体层、接入和传送层等四层组成。其中网络业务层负责在呼叫建立的基础上提供 各种增值业务和管理功能，网络管理和智能网是该层的一部分；控制层负责完成 各种呼叫控制和相应业务处理信息的传送；媒体层负责将用户侧送来的信息转换 成能够在网上传递的格式并将信息选路至目的地，该层包含各种网关并负责网络 边缘和核心网之间媒体流的交换选路；接入和传送层负责将用户连接至网络， 完成业务量的集中和将业务传送至目的地，包括各种接入手段和接入节点。 1 2i p t v 概述 进入2 1 世纪以来，随着宽带网络、流媒体、编解码、信息加密和存储技术 的发展，以基于t c p p 协议网络为承载基础的视频业务开始步入商业运营阶段。 在此基础之上，出现了一种以m 及其相关技术为基础的、可以弥补数字电视不 足的新技术一疋t v 【1 1 。 i p t v 是i n t e m e tp r o t o c o lt e l e v i s i o n 的缩写，即交互式网络电视，是利用宽 带网的基础设施，以家用电视机或电脑作为主要终端设备，集互联网、多媒体、 通信等多种技术于一体，通过互联网络协议( 口) 向家庭用户提供包括数字电 视在内的多种交互式数字媒体服务的崭新技术。用户在家中主要可以通过两种方 式享受m t v 服务【2 1 ： ( 1 ) 计算机 ( 2 ) i p t v 机顶盒+ 普通电视机。 它能够很好地适应当今网络飞速发展的趋势，充分有效地利用网络资源。 i p t v 既不同于传统的模拟式有线电视，也不同于经典的数字电视，因为它们都 具有定时、单向广播等特点，这极大地限制了电视观众与电视服务提供商之间的 互动，也限制了节目的个性化和即时化，这对电视观众来说是一个时间上的损失， 对有线电视服务提供商来说也是一个资源的浪费。另外，目前实行的特定内容节 目在特定时间段内播放对于许多观众来说是不方便的。尽管经典的数字电视相对 于模拟电视有许多技术革新，但只是信号形式的改变，而没有触及媒体内容的传 播方式，i p t v 的出现改变了这一现状。他以视频点播( v o d ) 为基础业务，实现 了观众与电视的互动，使得广大的电视收看者可以随时点播自己喜爱的节目。 i p t v 业务核心框架主要由内容运营平台、业务运营平台、业务承载传输网络、 用户终端网络等四大部分组成。i p t v 技术涉及了视频编解码、网络分发、数字 版权保护、终端接入等各面的技术。i p t v 机顶盒是音视频解码终端产品，相当 于一台自带嵌入式操作系统的计算机。i p t v 机顶盒的一端通过d s l 或以太网方 2 北京邮电火学颈研究生毕业论文基十s i p 协议的i p t v 应用服舞* 的设计与实现 式接入i m 网络，另一端将网络传输过来的媒体流等信息转换成模拟视频输出 至电视，由此在电视上实现视频点播、阿页浏览、游戏等功能，它具备计算机的 数据交换等摹本功能，可阻采用遥控器或p c 键盘直接操作。 图1 - 2i f i v 系统结构圈 目前我国的1 f r v 还处于起步阶段，快速增长的i f i v 市场将为网络运营商、 终端制造商、内容集成商、服务提供商、增值内容开发商和方案集成商等提供巨 大的市场机会，i f r v 前景乐观。 1 3 课题的提出 本课题正是结合t v 强大的视频功能和n g n p s t n c 网p h s 等的语音通 信能力提供超体验的视讯通信业务叮v 可视电话，利用家中i p t v 电视结合 普通的固定电话( 包括p h s 、p s t n 电话、n g n 电话、c 网手机等) 就能进行视 频通讯。其中语音通过通信网络，视频通过宽带网络进行传播。该业务在语音通 信流程上进行视频通信的叠加，并可以自由地叠加或取消，主被叫双方必须都开 通该业务才可以进行可视通信。 统过p s t n 固定电话与机顶盒的号码绑定，延用固定电话号码。将口t v 的 视频能力与n g n p s t n 的语音通信能力结合，延续用户传统通话体验，叠加新 盏菡 ”、jy，i意 嗣恳n文影冒点露 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于s i p 协议的i p t v 应用服务器的设计与实现 型的“沙发”视频通信体验。用户在利用家中电话与对方通话时，可以根据需要随 时通过家中电视进行视频通讯。 4 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于s i p 协议的i p t v 应用服务器的设计与实现 第二章s i p 协议及相关 软交换技术涉及到多种开放协议，这些协议实现了软交换各实体间的通信。 其中，尤以s i p 协议最为重要，它实现了软交换设备之间、软交换与应用服务器 之间以及s i p 终端与软交换网络之间的互连互通。本章对s i p 协议的基本内容作 了深入的分析。 2 1s i p 协议概述 s i p ( s e s s i o ni n i t i a t i o np r o t o c 0 1 ) 称为会话初始化协议，是由互联网工程任务 组( m t f ，i n t e r a c te n g i n e e r i n gt a s kf o r c e ) 于1 9 9 9 年提出的一个基于i p 网络、特 别适用于i n t e m e t 网络环境的实现实时通信应用的一种信令协议。在软交换网络 体系中，s i p 主要应用于s i p 智能终端与s i p 服务器之间以及各s i p 服务器之间。 这里的会话( s e s s i o n ) 是指用户之间的数据交换。在基于s i p 协议的应用中，每一 个会话可以是各种不同的数据，如普通的文本、经过数字化处理的音频、视频数 据等，应用具有很大的灵活性【3 】。 s i p 协议作为一个i e t f 提出的标准，在很大程度上借鉴了其他i n t c m c t 标准 和协议的设计思想，是一个与h t t p 和s m t p 类似的、基于文本的协谢4 1 。它在 设计上充分考虑了其他协议的可扩展性，具有灵活的扩展机制和强大的能力协商 机制。由于网络环境以及相关多媒体技术的不足，s i p 协议首次提出时仅仅针对 各种文本应用。随着h t c m e t 的飞速发展及多媒体技术的成熟，s i p 协议也不断 发展，应用越来越广泛。第三代移动通信伙伴项目3 g 即( t h i r dg e n e r a t i o n p a r t n e r s h i pp r o j e c t ) 己经确定将s i p 作为第三代移动通信全口网络的核心协议， 制定了基于s i p 的口多媒体子系统( i m s ) 体系标准；微软在w i n d o w sx p 操作系统 中，采用了基于s i p 的m s n 多媒体通信组件，取代原来广泛使用的基于h 3 2 3 的n e t m e e t i n g 组件。 s i p 从逻辑上分是一个四层结构，即语法与编码层、传输层、事务层和事务 用户层。s i p 独立于媒体，任何多媒体应用( 如游戏、远程教学等) 都可以使用s i p 来建立会话。s i p 独立于传输层协议和其他会议控制协议。它可与其他协议协同 构建i n t e m e t 多媒体通信系统，这些协议包括r s v p ( 资源预留协议) 、r t p r t c p ( 实 时传输实时传输控制协议) 、s d p ( 会话描述协议) 、s a p ( 会话通告协议) 、r t s p ( 实 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于s i p 协议的i p t v 应用服务器的设计与实现 时流协议_ ) 、s c c p ( 简单会议控制协议) 等【5 1 。 s i p 协议支持别名映射、重定向服务、i s d n 和i n 业务。它通过代理和重定 向用户当前位置以支持个人移动( p e r s o n a lm o b i l i t y ) 。 s i p 协议不提供发言控制、投票等会议控制功能，也不规定如何管理一个会 议，但是s i p 协议可以被用来引发这些会议控制协议，s i p 本身不具备资源预留 功能，但可以向被邀请者传达这方面的信息。 除典型应用于p 网络外，s i p 也被用于a t m 、a a l 5 、i p x 、x 2 5 等； s i p 作为i n t e m e t 多媒体通信和控制协议体系中的信令协议，支持多媒体通 信的五种信令功能： 用户定位：确定参与通信的终端用户： 用户通信能力协商：确定通信的媒体类型和参数； 用户意愿的交互：确定被叫是否愿意参与通信； 会话建立：在主叫方和被叫方中建立会话参数； 会话管理：包括呼叫转移和终止、修改会话参数和调用服务器。 i e t f 于1 9 9 9 年完成f r c2 5 4 3 用于介绍s i p 的基本框架，并在同年成立s i p 工作组。目前，r f c3 2 6 1 已经取代r f c2 5 4 3 ，成为s i p 的核心协议标准，该标 准主要介绍了s i p 通用概念和基本操作，由于协议本身处在不断发展中，i e t f 也提出了许多扩展协议规范，以增强s i p 的功能。本论文以r f c3 2 6 1 为理论依 据。 2 2s i p 系统基本组成 s i p 协议虽然主要为口网络设计的，但它并不关心承载网络，也可以在a t m 、 帧中继等承载网中工作，它是应用层协议，可以运行于t c p 、u d p 、s c t p 等各 种传输层协议之上。 s i p 用户是通过类似于e m a i l 地址的u r l 标识，例如： s i p ：m y n a m e m y c o m p a n y c o m ，通过这种方式可以用以一个统一名字标识不同的 终端和通信方式，为网络服务和用户使用提供充分的灵活性； 按逻辑功能区分，s i p 系统由四种元素组成：用户代理、代理服务器、重定 向服务器、以及注册服务器【6 j 。 ( 一) 用户代理 用户代理( u s e r a g e n t ) 分为两个部分：客户端( u s e r a g e n tc l i e n t ) ，负责 发起呼叫：用户代理服务器( u s e ra g e n ts e r v e r ) ，负责接受呼叫并做出响应。 二者组成用户代理存在于用户终端中。用户代理按照是否保存状态可分为有状态 代理、有部分状态用户代理、何无状态用户代理。 6 北京邮电大学顾研究生毕业论文基于s 口坍议的i 州应用服务器的设计与实现 ( 二) 代理服务器 代理服务器( p r o x ys e r v e f ) ，负责接收用户代理发来的请求，根据网络策略 将请求发给相应服务器，并根据接收到的应答对用户做出响应。它可以根据需要 对接收到的消息进行改写后再发出。 ( 三) 重定向服务器 重定向服务器( r e d i r e c ts e r v e r ) ，用于在需要时将用户新的位置返回给呼叫 方。呼叫方可以根据得到的新位置重新呼叫。 ( 四) 注册服务嚣 注册服务器( r e g i s t r a r ) ，用于接收和处理用户端的注册请求，完成用户地址 的注册。 以上几种服务器可共存于一个设备，也可阻分布在不同的物理实体中。s i p 服务器完全是纯软件实现，可以根据需要运行于各种工作站或者专用设备中。 下面是一个s i p 呼叫建立过程的示意图： s l p ) f l p r g 图2 - ls i p 呼叫流程圈 s i p 呼叫建立过程： 1 ) s i p 用户代理向s i p 代理, q t 务器发送呼叫建立请求( t t , r c r r e ) ； 2 ) s i p 代理服务器向重定向服务器发送呼叫建立请求； 3 ) 重定向服务器返回重定向消息； 4 ) s i p 代理服务器向重定向服务器指定的s i p 代理服务器发送呼叫建立请求； 5 ) 被请求的s i p 代理服务器使用非s i p 协议例如域名查询或者l d a p 等到定位服 务器查询被叫位置； 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于s i p 协议的i p t v 应用服务器的设计与实现 6 ) 定位服务器返回被叫位置( 被叫s i p 代理服务器) ； 7 ) 被请求的s i p 代理服务器向被叫s i p 代理服务器发送呼叫建立请求； 8 ) 被叫s i p 代理服务器向s i p 用户代理( 被p q ) 发呼叫建立请求( 被叫振铃或显示) ； 9 ) 被叫用户代理向被叫s i p 用户代理服务器发同意或拒绝； 1 0 ) 被叫用户代理服务器向主叫代理服务器所请求的代理服务器发同意或拒绝； 1 1 ) 主叫代理服务器所请求的代理服务器向主叫代理服务器发同意或拒绝； 1 2 ) 主叫代理服务器向主叫s i p 用户代理指示被叫是否同意呼叫请求。 呼叫建立后双方根据协商得到的媒体和压缩算法等信息相互通讯。 2 3s i p 消息格式 s i p 的语法构成是基于文本的，不管是从外观还是从感觉上都与超文本传输 协议( h t t p ) 比较类似。这种相似性的一个好处就是为解析h 1 曙所设计的程序 可以相对容易地进行改造来被s i p 所使用。与二进制编码相比，一个明显缺点就 是消息本身会消耗较多的带宽，但是，在语音通信时，信令所占用的带宽与语音 流占用的带宽相比是微不足道的。 s i p 网元之间的通讯主要是通过s i p 消息来进行的。s i p 消息有两种：客户机 到服务器的请求( r e q u e s t ) ，服务器到客户机的响应( r e s p o n s e ) 。s i p 消息由一个起 始行( s t a r t l i n e ) 、一个或多个字段( f i e l d ) 组成的消息头( h e a d e r ) 、一个标志消息头 结束的空行( c r l f ) 以及作为可选项的消息体( m e s s a g e - b o d y ) 组成，其中描述消 息体( m e s s a g e - b o d y ) 的头称为实体头( e n t i t yh e a d e r ) 。 s i p 消息的通用格式如下： g e n e t i c - m e s s a g e = s t a r t l i n e 奉m e s s a g e h e a d e r c r l f m e s s a g e - b o d y ) 起始行分请求行( r e q u e s t l i n e ) 和状态行( s t a t u s l i n e ) 两种，其中请求行是请 求消息的起始行，状态行是响应消息的起始行。 消息头分通用头( g e n e r a l h e a d e r ) 、请求头( r e q u e s t h e a d e r ) 、响应头 ( r e s p o n s e h e a d e r ) 矛l 实体头( e n t i t y - h e a d e r ) 四种。 g e n e r a l h e a d e r r e q u e s t h e a d e r r e s p o n s e h e a d e r 为描述消息基本属性的通用头部，可用于请求消息和应 答消息； 为请求头部，只可用于请求消息，它被用来传递有关请求 的附加消息，对请求进行补充说明； 为响应头部，只可用于响应消息，它被用来传递有关响应 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于s i p 协议的i p t v 应用服务器的设计与实现 e n t i t y - h e a d e r 的附加消息，对响应进行补充说明； 是实体头部，用于描述消息体内容的长度、格式和编码 类型等属性，可用于请求消息和响应消息。 消息体通常描述将要建立的会话的类型，包括所交换的媒体的描述。但是 s i p 并不定义消息体的结构或内容。其结构或内容使用另外一个不同的协议来描 述，最常见的消息体结构采用会话描述协议( s d p ) 来描述。 2 3 1 s i p u r l s i p 协议对于某一主机的用户使用s i pu r l ( u n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r ) 来 标识，并根据该u r l 来寻址。s i p u r l 采用与m a i l t o 和t e l n e t 等统一资源定位器 类似的格式，即“主机名+ 用户名”：u s e r h o s t 格式。用户部分( u s e r ) 是用户名字或 电话号码：主机部分( h o s t ) 可以是d n s 域名( r f c2 0 5 2 ) 、c n a m e 或a 记录( r f c 1 0 3 5 ) ，也可以是i p 地址。s i p u r l 实际上就是s i p 应用服务器的应用层地址。 它遵循u r l 格式规范( r f c1 6 3 0 ) ，被用来表示s i p 消息的发送者地址( f r o m 头 域) 、s i p 消息的当前目的地址r e q u c s t - u r l 或s i p 消息的最终接收者地址( t o 头 域) ，以及用于其它需要描述s i p 服务器位置的场合，如表示重定向地址的c o n t a c t 头域。s i p u r l 不只可以用于s i p 消息中，也可以被内嵌到网页或其它超文本链 接中，以指示某个被叫用户或业务的地址。 s i pu r l 的一般结构为： s i p ：u s e r ：p a s s w o r d h o s t ：p o r tu r l - p a r a m e t e r s h e a d e r s 】 u s e r ：用户名，指在本主机或本域中的特定用户或其它通信资源。 p a s s w o r d ：口令，指在本主机或本域中该用户名对应的口令。 h o s t ：指本u r l 的主机名或域名。 p o r t ：主机发送消息使用的t c p u d p 端口号。 u r l p a r a m e t e r s ：该u r l 的参数。格式是“参数名二参数值”，多个参数 之间用分号分割。u r l 参数包括用于指明传输机常i j ( t c p 、u d p 等) 的“t r a n s p o r t ； 还有指明联系地址的m a d 吖；区分用户名和电话号码的“u s e r ；表示请求方法的 m e t h o d ”：指明路由方式的“矿等。 h e a d e r s ：指使用该u r l 构建请求消息时应带有的头部字段。 2 3 2 请求消息 请求消息的格式如下： r e q u e s t = r e q u e s t - l i n e 9 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于s i p 协议的i p t v 应用服务器的设计与实现 奉( g e n e r a l h e a d e r ir e q u e s t h e a d e r ie n t i t y - h e a d e r ) c r l f m e s s a g e b o d y 请求行( r e q u e s t - l i n e ) 由- - 个方法符号( m e t h o d ) 、一个r e q u e s t u r l 和一个 s i p 版本号( s i p - v e r s i o n ) 组成。请求行的三个组成部分通过空格符分隔，行的结束 用c r l f 符号表示。请求行的格式如下： r e q u e s t l i n e = m e t h o ds pr e q u e s t - u r ls ps i p v e r s i o nc r l f s i p 用术语“m e t h o d ”对说明部分进行描述，m e t h o d 标识是区分大小写的。 s i p 定义了以下几种方法： m e t h o d = i n v i t e 、“a c k 、“o p t i o n s 、“b y e 、“c a n c e l ，、“r e g i s t e r i n v i t e i n v i t e 方法用于邀请用户和服务方参加一个会话。在i n v i t e 请求中的消 息体对会话作以描述。如主叫方能够接收的媒体类型、发出的媒体类型及其一些 参数，对i n v i t e 请求的成功响应必须在响应的消息体中说明被叫方愿意接收哪 种媒体，或者说明被叫方发出的媒体。服务器可以自动地用2 0 0 ( o k ) 响应会话邀 二生 f 同o a c k 当接收到i n v i t e 请求的最终响应时，发送这个i n v i t e 消息的客户端将发 出一个a k c 消息，以表明它已经接收到最终应答。a k c 只和i n v i t e 请求一起 使用。 o p t i o n s 用于询问服务器的性能。例如，该方法可用来判断被叫方用户代理是否支持 特定类型的媒体，或者判断被叫方用户代理如何应答i n v i t e 消息。在这种情况 下，对这个消息的应答指出了用户可支持的媒体类型，或者指出用户当前不可用。 b y e b y e 方法用来终止一个会话。呼叫方或被叫方都可发送这个消息，当通话 中的某一方挂机时使用这个消息。 c a n c e l 以c a n c e l 方法用来终止一个等待处理或正在处理的请求。例如，当发送 一个i n v i t e 消息，但还未接收到最终的应答，此时可使用以c a n c e l 方法终 止这个会话。 re g i s t e r l o 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于s i p 协议的i p t v 应用服务器的设计与实现 u a c 使用r e g i s t e r 方法来登录并且把它的地址注册到s i p 服务器上，这 样注册服务器就可以知道用户当前位置的地址。u a c 可能在启动时注册到个 本地的s i p 服务器上，也可以是一个已知的注册服务器。一个客户端可以注册多 个服务器，在同一个注册服务器中，一个客户可以有多个注册。 2 3 3 响应消息 当服务器收到一个s i p 请求消息并执行后，服务器根据对请求的执行情况 要返回一个或多个s i p 响应消息。s i p 响应消息与h t t p 响应消息格式几乎一样。 响应信息的格式如下： r e s p o n s e = s t a t u s l i n e ( g e n e r a l - h e a d e l ir e s p o n s e - h e a d e r le n t i t y - h e a d e r ) c r l f m e s s a g e b o d y ) s i p 响应消息的起始行是状态行( s t a t u s l i n e ) ，它以s i p - v e r s i o n 开始，接着 是用数字表示的状态码( s t a t u s c o d e ) 及相关的文本说明，最后以回车键( c r l f ) 结 束。各个元素间用空格字符( s p ) 间隔，除了在最后的c r l f 序列中，这一行别的 地方不允许使用回车或换行字符。状态行的格式如下： s t a t u s l i n e = s w - v e r s i o ns ps t a t u s c o d es pr e a s o n p h r a s ec r l f s i p 协议中用三位整数的状态码( s t a t u s c o d e ) 和原因说n ( r e a s o n p h r a s e ) 来 表示对请求做出的回答。状态码用于机器识别操作，原因说1 j ) ( r e a s o n p h r a s e ) 是 对状态码的简单文字描述，用于人工识别操作。状态码的值在1 0 0 到6 9 9 之间， 第一个数字表示响应的类别。不同的级别说明如下： l x x ： 2 x x ： 3 x x ： 定向场合。 4 x x ： 务器执行。 5 x x ： 法请求。 暂时响应，表示请求己经收到，正继续处理请求。 成功响应，表示请求已被识别并执行完成。 重定向响应，表示为了完成请求，还需要进行下一步动作，用在重 客户机错误，属于请求失败响应，表示请求有语法错误或不能被服 客户机需要修改请求，然后再重发请求。 服务器错误，属于服务器失败响应，表示服务器出错，不能执行合 6 x x ：全局失败响应，表示任何服务器都不能执行请求。 北京邮电大学硕上研究生毕业论文基于s i p 协议的l f r i v 应用服务器的设计与实现 除了l x x 响应，所有的响应都被认为是最终的。如果起始消息是i n v i t e 的话，应该使用a k c 消息进行确认。l x x 响应是临时的，不需要被确认。表2 1 给出了r f c3 2 6 1 种定义的s i p 状态码及其原因说明。 表2 - 1s i p 状态图及说明 状态码原因说明状态码原因说明 1 0 0尝试 4 0 3 禁止 4 8 2存在循环路 由 1 8 0 振铃 4 0 4没有找到4 8 3中继站过多 1 8 1呼叫转移中4 0 5不允许的办法 4 8 4 地址不完整 1 8 2派对中4 0 6不可接受4 8 5模糊 1 8 3会话进行中4 0 7要求代理认证 4 8 6 繁忙 2 0 0 o k 4 0 8请求超时 4 8 7 取消请求 2 0 2已接受4 0 9冲突 4 8 8 不可接受 3 0 0 多选择 4 1 0 离开 5 0 0 服务器错误 3 0 1 永久移动 4 1 l 要求长度 5 0 1 没有实现 3 0 2 临时移动 4 1 3请求入口项过5 0 2网关错误 大 3 0 5呼叫代理 4 1 4请求u r l 过长5 0 3 业务不可用 3 8 0可选业务 4 1 5不支持媒体类5 0 4 网关超时 型 4 0 0 错误请求 4 2 0 扩展错误 6 0 0所有服务器 忙 4 0 1无权限4 8 0暂时不可用 6 0 3 拒绝 4 0 2 要求付费 4 8 1呼叫事务不存 6 0 4 不存在 在 2 3 4 头部字段 s i p 协议的消息定义与h t t p 在语法规则和定义上很相似。每个头字段都遵 循以下格式；首先是字段名( f i e l d n a m e ) ，字段名不分大小写，后面是冒号，然 后是字段值，字段值与冒号间可有多个前导空格( l w s ) 。 m e s s a g e h e a d e r = f i e l d - n a m e “：” f i e l d - v a l u e c r l f f r o m ：所有请求和响应消息必须包含此字段，以指示请求的发起者，服务 器将此字段从请求消息复制到响应消息。 该字段的一般格式为： f r o m ：显示名( s i pu r l ) ；t a g = x x x 北京邮电大学硕士研究生毕业论文基于s i p 协议的l p t v 应用服务器的设计与实现 f r o m 字段的示例有： f r o m ：，a g b e l l ” t o ：该字段指明请求的接收者，其格式与f r o m 相同，仅第一个关键词代之 以t o 。所有请求和响应都必须包含此字段。如果是o u to f d i a l o g 的