SIP协议相关资料(doc 9页)

Osip2是一个开放源代码的sip协议栈，是开源代码中不多使用C语言写的协议栈之一，它具有短小简洁的特点，专注于sip底层解析使得它的效率比较高。eXosip是Osip2的一个扩展协议集，它部分封装了Osip2协议栈，使得它更容易被使用。一、介绍Osip2是一个开放源代码的sip协议栈，是开源代码中不多使用C语言写的协议栈之一，它具有短小简洁的特点，专注于sip底层解析使得它的效率比较高。但缺点也很明显，首先就是可用性差，没有很好的api封装，使得上层应用在调用协议栈时很破碎；其次，只做到了transaction层次的协议过程解析，缺少call、session、dialog等过程的解析，这也增加了使用的难度；再次，缺少线程并发处理的机制，使得它的处理能力有限。eXosip是Osip2的一个扩展协议集，它部分封装了Osip2协议栈，使得它更容易被使用。eXosip增加了call、dialog、registration、subscription等过程的解析，使得实用性更强。但是eXosip局限于UA的实现，使得它用于registrar、sip server等应用时极其不容易。另外，它并没有增加线程并发处理的机制。而且只实现了音频支持，缺少对视频和其它数据格式的支持。综合来说，Osip2加上eXosip协议栈仍然是个实现Sip协议不错的选择。当然需要根据不同的需求来增加更多的内容。二、Osip2协议栈的组成Osip2协议栈大致可以分为三部分：sip协议的语法分析、sip协议的过程分析和协议栈框架。1、Sip协议的语法分析：主要是osipparser2部分，目前支持RFC3261和RFC3265定义的sip协议消息，包括INVITE、ACK、OPTIONS、CANCEL、BYE、SUBSCRIBE、NOTIFY、MESSAGE、REFER和INFO。不支持RFC3262定义的PRACK。遵循RFC3264关于SDP的offer/answer模式。带有SDP的语法分析。支持MD5加解密算法。支持Authorization、www_authenticate和proxy_authenticate。2、Sip协议的过程分析：主要是osip2部分，基于RFC3261、RFC3264和RFC3265的sip协议描述过程，围绕transaction这一层来实现sip的解析。Transaction是指一个发送方和接收方的交互过程，由请求和应答组成。请求分为Invite类型和Non-Invite类型。应答分为响应型的应答和确认型的应答。响应型的应答是指这个应答仅代表对方收到请求。请求经过处理后都必须返回确认型的应答。响应型的应答有1xx，确认型的应答包括2xx、3xx、4xx、5xx和6xx。一个transaction由一个请求和一个或多个响应型应答、一个确认型应答组成。Transaction根据请求的不同和发送/接收的不同可以分为四类：ict、nict、ist和nist。Ict是指Invite client transaction，就是会话邀请的发起方。Nict是指Non-Invite client transaction，是指非邀请会话的发起方。Ist是指Invite server tranaction，是指会话邀请的接收方。Nist是指Non-Invite server transaction，是指非邀请会话的接收方。每种类型的transaction都有自己相应的状态机，Osip2协议栈根据状态机来处理所有的sip事件，所以这部分就是整个协议栈的核心。但是因为Osip2只做到transaction这一层，所以它可以忽略掉call、registration等应用的复杂性，显得相当简单，这就使得需要使用它的应用必须要自己处理应用的逻辑。必须注意的一点是，transaction的资源在Osip里是由协议栈负责释放的，但是在Osip2里改成由使用的应用负责释放。3、协议栈框架：框架并不是指代码的某一部分，而是指它的构成形式。主要有三部分：底层套接字接收/发送，模块间通信管道，上层调用api接口。Osip2并不实现底层套接字的接收/发送，由eXosip实现，现在只支持UDP的链路连接。模块间的通信管道包括：transaction的消息管道、jevent的消息管道。Transaction的消息管道是驱动其状态机的部件，通过不断的接收来自底层套接字的远端信令，或者来自上层调用的指令，根据上述的状态机制来驱动这个transaction的运转。Jevent的消息管道是eXosip实现的，用于汇报底层事件，使得调用程序能处理感兴趣的事件。上层调用的api接口大致有两类：sip协议的调用接口和sdp协议的调用接口。EXosip封装了大部分的sip协议调用接口，一般来说都不需要直接调用osip2的接口函数。接口函数很多，在这里就不详述了，函数定义请参照源代码部分的注释。三、eXosip协议栈的分析eXosip是Osip2协议栈的封装和调用。它实现了作为单个sip终端的大部分功能，如register、call、subscription等。EXosip使用UDP socket套接字实现底层sip协议的接收/发送。并且封装了sip消息的解释器。EXosip使用定时轮循的方式调用Osip2的transaction处理函数，这部分是协议栈运转的核心。透过添加/读取transaction消息管道的方式，驱动transaction的状态机，使得来自远端的sip信令能汇报给调用程序，来自调用程序的反馈能通过sip信令回传给远端。EXosip增加了对各个类型transaction的超时处理，确保所有资源都能循环使用，不会被耗用殆尽。EXosip使用jevent消息管道来向上通知调用程序底层发生的事件，调用程序只要读取该消息管道，就能获得感兴趣的事件，进行相关的处理。EXosip里比较重要的应用有j_calls、j_subscribes、j_notifies、j_reg、j_pub、osip_negotiation和authinfos。J_calls对应呼叫链表，记录所有当前活动的呼叫。J_reg对应注册链表，记录所有当前活动的注册信息。Osip_negotiation记录本地的能力集，用于能力交换。Authinfos记录需要的认证信息。四、总结本文是从使用的角度去阐述分析Osip2和eXosip协议栈，并不涉及很多的细节，需要进一步了解协议栈的结构和实现，可参考osip一文。分析了开源SIP协议栈oSIP的运行机制。在oSIP基础上，设计实现了一个基于S3C2410A微处理器平台，使用WinCE操作系统的嵌入式SIP 终端。 1、 引言 目前，IETF的SIP协议(Session Initiate Protocol, 会话初始协议)已获得业界越来越多的关注和支持，正逐步成为下一代网络(NGN)中的核心协议之一1。SIP协议相对简单、易 于实现、可扩展性强、更适合IP网络，被广泛的用于VoIP系统的组建2。oSIP及其扩展eXosip作为开源的SIP协议 栈，以其结构简单、功能丰富、易于移植等优点成为在嵌入式系统上构建VoIP应用的首选。本文分析了oSIP协议栈的运行机制，设计实现了将oSIP协议 栈移植到嵌入式操作系统并以此为基础开发嵌入式SIP客户端的方案。 2、 oSIP协议栈 2.1 SIP协议 SIP采用C/S模式的工作方式，包含两类元素：SIP用户代理(User Agent, UA)和SIP服务器。根据用户代理在会话中扮演的角色不同又可分为用户代理客户机(User Agent Client, UAC)和用户代理服务器(User Agent Server, UAS)，前者发起呼叫请求，后者响应呼叫请求。 2.2 oSIP协议栈 oSIP是遵循IETF标准，使用ANSI C编写，源代码开放的SIP协议栈。oSIP主要有下列优点： (1)结构小巧简单，只有400K左右，适合在嵌入式系统上应用； (2)可移植性好，已被成功的应用于Solaris、HP Unix、VxWorks、Windows和GNU/Linux3 (2.2.16和2.4.7)等系统中； (3)工作稳定、兼容性强。 oSIP主要由解析模块、工具模块和状态机模块构成，其核心是状态机模块4(如图1所示)。图1 oSIP结构 解析模块完成对SIP请求和响应进行封装与解析处理。解析模块又可分为SIP解析、SDP解析与URL解析。 工具模块主要提供一些处理工具用于对话管理和SDP协商。 状态机模块负责对某个事务(如注册过程、呼叫过程等)状态的维持及处理，并在特定的状态下触发响应的事件或回调函数。根据RFC描述中关于SIP协议事务 层的定义，oSIP协议栈有4种状态机：客户端邀请事务(ICT)，客户端非邀请事务(NICT)，服务器端邀请事务(IST)，服务器端非邀请事务 (NIST)。前两种状态机是由客户端发起的，后两种状态机是由服务器发起的，这4种状态机涵盖了SIP的各种事务类型。其中ICT（如图2所示）是 SIP客户端中最常见的事务。图2 ICT状态机状态转换图 图2中，cb_ict_xxx_xxx表示oSIP中ICT状态机回调函数，当ICT从一种状态到另一种状态时oSIP协议栈将调用此函数。 oSIP专注于SIP底层解析，这使得它具有很高的效率。但另一方面，由于没有提供高层的SIP会话控制API，使得上层应用在调用协议栈时很破碎，降低 了易用性。为此oSIP的开发者们又在oSIP的基础上开发了eXosip。eXosip是oSIP的扩展，它部分封装了oSIP协议栈，使得它更容易被 使用。eXosip实现了作为单个SIP终端的大部分功能。 3、 嵌入式SIP终端系统体系结构 3.1 嵌入式SIP终端的功能 嵌入式SIP终端是一个运行在嵌入式操作系统上的SIP用户代理，主要包括SIP电话的注册、呼叫、接听、挂断等功能。它直接与用户交互，接收输入信息， 进行格式检查，根据用户的动作初始化SIP消息，同时得到本地语音媒体接口信息，形成SDP描述，完成UDP或TCP封装。 3.2 系统软硬件平台的选择 为选择合适的软硬件平台，我们收集了大量相关资料，经过反复比较并结合现有实验条件做出了如下选择： (1)嵌入式处理器种类繁多，我们选择了三星的S3C2410A微处理器。该处理器基于ARM920T内核，主频最高为203MHz。是一款高性价比、低 功耗、高集成度的CPU，专为手持设备和网络应用设计，能满足嵌入式系统低功耗、高性能、小体积的要求。同时，S3C2410系列处理器已得到广泛使用， 技术资料丰富，这也是采用S3C2410平台进行开发的有利条件。此外，我们还选用了带有的触摸屏的SHARP L35T23 3.5”液晶显示器作为系统输入/输出设备。 (2)嵌入式操作系统方面，考虑到GUI界面开发的难易程度，我们选择了Microsoft的Windows CE.NET 4.2。WinCE 4.2版本在内核、实时性和网络支持等方面做了很大的优化和增强，同时还为基于WinCE的嵌入式系统的开发提供了强大的工具Platform Builder 4.2(PB 4.2)。这些特性有助于我们快速开发嵌入式系统。 (3)在开发工具的选择上，我们选用了与Windows CE.NET 4.2同时推出的Microsoft Embedded Visual C+ 4.0(eVC 4.0)。这个开发环境和VC6.0十分类似，易于掌握，同时还包含有许多WinCE专用的标准开发工具和远程调试工具。 3.3 系统体系结构 我们设计的嵌入式SIP终端系统总体结构如图3所示：图3 嵌入式SIP终端系统体系结构 整个系统分为3个层次： (1)系统平台层：包括硬件平台及运行在其上的嵌入式操作系统，这是整个系统的基础。 (2)协议栈层：运行SIP协议栈，为用户程序提供调用。RTP模块我们采用了开源的jrtplib。jrtplib采用C+编写，可以方便的移植到 WinCE系统上。移植jrtplib到嵌入式操作系统不是本文的重点，具体做法在此不再赘述。 (3)用户程序层：负责接收用户的输入，根据用户请求类型调用协议栈层功能，同时实现oSIP的回调函数，并将结果反馈给用户。 4、 嵌入式SIP终端的实现 4.1 系统平台层实现 本系统开发使用的硬件设备都直接向设备供应商购买，但由于嵌入式系统是软硬件高度结合的系统，还需要根据硬件条件定制一个WinCE平台。在PB中可以定 制出满足各种不同需求的CE系统。我们使用设备供应商提供的BSP，利用PB平台创建向导新建了一个WinCE映象文件并将其下载到开发板中固化。 4.2 协议栈层的实现 oSIP协议栈在设计之初就考虑到了满足嵌入式操作系统的的特定要求，这使得只需做很少量的修改(主要是需要加入一些针对WinCE的头文件)就能将 oSIP移植到WinCE系统中。 另外，WinCE的API中没有time()函数的实现，我们需要自己实现这个函数，代码如下： #ifdef _WIN32_WCE SYSTEMTIME t; #endif #ifdef _WIN32_WCE GetSystemTime(&t); now = (int)(t.wYear-1970) *365*24*3600+t.wMonth*30*24*3600+t.wDay*24*3600+t.wH