VoIP基本概念:SIP 协议概述

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（User Agent）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。

      

 

图6-8 通过SIP代理建立呼叫的例子
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。
H.323 和SIP协议的比较
H.323 和SIP 分别是通信领域与因特网两大阵营推出的建议。 H.323 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H.323
是一个相对复杂的协议。
H.323 采用基于ASN.1 和压缩编码规则的二进制方法表示其消息。ASN.1 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，H.323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H.323 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H.323集是中控制便于计费，对
宽带的管理也比较简单、有效。
H.323 中定义了专门的协议用于补充业务，如H.450.1、H.450.2 和H.450.3 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H.323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H.245
控制信道。通过这三条信道的协调才使得H.323 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H.323v2 已对呼叫建立过程作了改
进，但较之SIP只需要1.5 个回路时延来建立呼叫，仍是无法相比。 H.323 的呼叫信令通道
和H.245 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，H.323 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H.323产品。
H.323 符合通信领域传统的设计思想，进行集中、层次控制，采用H.323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。