Войти
Протокол инициирования сеанса (SIP ) - это протокол сигнализации, используемый для инициирования, поддержки и завершения сеансов в реальном времени, которые включают приложения для передачи голоса, видео и обмена сообщениями. SIP используется для сигнализации и управления сеансами мультимедийной связи в приложениях Интернет-телефонии для голосовых и видеозвонков, в частных IP-телефонных системах, в мгновенно обмен сообщениями по сетям Интернет-протокола (IP), а также звонки по мобильному телефону через LTE (VoLTE ).
Протокол определяет конкретный формат сообщений, которыми обмениваются, и последовательность обмена данными для взаимодействия участников. SIP - это текстовый протокол, включающий многие элементы протокола передачи гипертекста (HTTP) и простого протокола передачи почты (SMTP). Вызов, установленный с помощью SIP, может состоять из нескольких медиапотоков, но для приложений, таких как обмен текстовыми сообщениями, которые обмениваются данными в качестве полезной нагрузки в SIP-сообщении, отдельные потоки не требуются.
SIP работает вместе с несколькими другими протоколами, которые определяют и переносят носитель сеанса. Чаще всего согласование типа носителя и параметров, а также настройка носителя выполняется с помощью протокола описания сеанса (SDP), который передается как полезная нагрузка в сообщениях SIP. SIP разработан так, чтобы быть независимым от протокола нижележащего транспортного уровня , и может использоваться с протоколом пользовательских дейтаграмм (UDP), протоколом управления передачей (TCP) и протокол передачи управления потоком (SCTP). Для безопасной передачи сообщений SIP по незащищенным сетевым каналам протокол может быть зашифрован с помощью Transport Layer Security (TLS). Для передачи медиапотоков (голос, видео) полезная нагрузка SDP, переносимая в сообщениях SIP, обычно использует транспортный протокол реального времени (RTP) или безопасный транспортный протокол реального времени ( SRTP).
Первоначально протокол SIP был разработан Марком Хэндли, Хеннингом Шульцринном, Евой Скулер и Джонатаном Розенбергом в 1996 году для облегчения установления многоадресной передачи. мультимедийные сеансы на Mbone. Протокол был стандартизирован как RFC 2543 в 1999 году. В ноябре 2000 года SIP был принят как протокол сигнализации 3GPP и постоянный элемент IP Multimedia. Архитектура подсистемы (IMS) для потоковых мультимедийных услуг на основе IP в сотовых сетях. В июне 2002 года спецификация была пересмотрена в RFC 3261, и с тех пор были опубликованы различные расширения и пояснения.
SIP был разработан для обеспечения сигнализации и вызова протокол настройки для IP-связи, поддерживающий функции обработки вызовов и функции, присутствующие в телефонной сети общего пользования (PSTN), с целью поддержки новых мультимедийных приложений. Он был расширен для видеоконференций, потокового мультимедиа распространения, обмена мгновенными сообщениями, информации о присутствии, передачи файлов, Интернет-факс и онлайн-игры.
SIP выделяются своими сторонниками тем, что имеют корни в Интернет-сообществе, а не в индустрии телекоммуникаций. SIP был стандартизирован в первую очередь IETF, тогда как другие протоколы, такие как H.323, традиционно были связаны с Международным союзом электросвязи (ITU).
SIP участвует только в операциях сигнализации сеанса мультимедийной связи и в основном используется для установки и завершения голосовых или видеозвонков. SIP может использоваться для установления двухсторонних (одноадресных ) или многосторонних (многоадресных ) сеансов. Это также позволяет изменять существующие вызовы. Модификация может включать изменение адресов или портов, приглашение дополнительных участников и добавление или удаление медиапотоков. SIP также нашел применение в приложениях для обмена сообщениями, таких как обмен мгновенными сообщениями, подписка на события и уведомление.
SIP работает вместе с несколькими другими протоколами, которые определяют формат и кодирование мультимедийных данных и передают мультимедийные данные после установления вызова. Для установления вызова тело сообщения SIP содержит блок данных Session Description Protocol (SDP), который определяет формат мультимедиа, кодек и протокол обмена данными. Голосовые и видеопотоки обычно передаются между терминалами с использованием транспортного протокола реального времени (RTP) или безопасного транспортного протокола реального времени (SRTP).
Каждый ресурс сети SIP, такой как пользовательские агенты, маршрутизаторы вызовов и ящики голосовой почты, идентифицируется с помощью универсального идентификатора ресурса (URI). Синтаксис URI соответствует общему стандартному синтаксису, также используемому в веб-службах и электронной почте. Схема URI, используемая для SIP, - это sip, а типичный URI SIP имеет форму sip: имя пользователя @ имя домена или sip: имя пользователя @ порт хоста, где имя домена требует DNS записей SRV для поиска серверов для домена SIP, а порт хоста может быть IP-адресом или полным доменным именем хоста и порта. Если требуется защищенная передача, используется схема sips.
SIP использует элементы дизайна, аналогичные модели транзакции HTTP-запроса и ответа. Каждая транзакция состоит из клиентского запроса, который вызывает определенный метод или функцию на сервере, и по крайней мере одного ответа. SIP повторно использует большинство полей заголовков, правил кодирования и кодов состояния HTTP, обеспечивая читаемый текстовый формат.
SIP может передаваться по нескольким протоколам транспортного уровня, включая протокол управления передачей (TCP), протокол дейтаграмм пользователя (UDP) и Протокол передачи управления потоком (SCTP). Клиенты SIP обычно используют TCP или UDP на номерах портов 5060 или 5061 для трафика SIP к серверам и другим конечным точкам. Порт 5060 обычно используется для незашифрованного сигнального трафика, тогда как порт 5061 обычно используется для трафика, зашифрованного с помощью Transport Layer Security (TLS).
Телефонные сети на основе SIP часто реализуют функции обработки вызовов Системы сигнализации 7 (SS7), для которой существуют специальные расширения протокола SIP, хотя сами эти два протокола сильно отличаются. SS7 - это централизованный протокол, характеризующийся сложной архитектурой центральной сети и простыми оконечными точками (традиционными телефонными трубками). SIP - это протокол клиент-сервер равноправных узлов. Функции SIP реализованы в конечных точках связи, тогда как традиционная архитектура SS7 используется только между центрами коммутации.
Сетевые элементы, которые используют протокол инициации сеанса для связи, называются пользовательскими агентами SIP. Каждый пользовательский агент (UA) выполняет функцию клиента пользовательского агента (UAC), когда он запрашивает сервисную функцию, и функцию сервера пользовательского агента (UAS), когда отвечает на запрос. Таким образом, любые две конечные точки SIP могут в принципе работать без какой-либо промежуточной инфраструктуры SIP. Однако по причинам эксплуатации сети, для предоставления общедоступных услуг пользователям и для служб каталогов SIP определяет несколько конкретных типов элементов сетевого сервера. Каждый из этих элементов службы также взаимодействует в рамках модели клиент-сервер, реализованной в клиентах и серверах пользовательских агентов.
Пользовательский агент - это логическая конечная точка сети, которая отправляет или принимает сообщения SIP и управляет сеансами SIP. У пользовательских агентов есть клиентские и серверные компоненты. Клиент пользовательского агента (UAC) отправляет SIP-запросы. Сервер пользовательского агента (UAS) получает запросы и возвращает ответ SIP. В отличие от других сетевых протоколов, которые фиксируют роли клиента и сервера, например, в HTTP, в котором веб-браузер действует только как клиент, а не как сервер, SIP требует, чтобы оба партнера реализовали обе роли. Роли UAC и UAS действуют только в течение SIP-транзакции.
SIP-телефон - это IP-телефон, который реализует клиентские и серверные функции SIP-агента пользователя и предоставляет традиционные функции вызова телефона, такие как набор номера, ответ, отклонение, удержание вызова и перевод вызова. SIP-телефоны могут быть реализованы как аппаратное устройство или как программный телефон . По мере того как производители все чаще внедряют SIP в качестве стандартной телефонной платформы, различие между аппаратными и программными SIP-телефонами стирается, и элементы SIP реализованы в базовых функциях встроенного ПО многих устройств связи с поддержкой IP, таких как смартфоны.
В SIP, как и в HTTP, пользовательский агент может идентифицировать себя с помощью поля заголовка сообщения (User-Agent), содержащего текстовое описание программного обеспечения, оборудования или названия продукта. Поле пользовательского агента отправляется в сообщениях запроса, что означает, что принимающий сервер SIP может оценить эту информацию для выполнения конфигурации устройства или активации функции. Операторы сетевых элементов SIP иногда хранят эту информацию на порталах учетных записей клиентов, где она может быть полезна при диагностике проблем совместимости с SIP или при отображении статуса обслуживания.
Прокси-сервер - это сетевой сервер с компонентами UAC и UAS, который функционирует как посредник с целью выполнения запросов от имени других сетевых элементов. Прокси-сервер в первую очередь играет роль маршрутизации вызовов; он отправляет SIP-запросы другому объекту, который находится ближе к месту назначения. Прокси-серверы также полезны для применения политики, например, для определения того, разрешено ли пользователю совершать вызов. Прокси-сервер интерпретирует и, при необходимости, переписывает определенные части сообщения запроса перед его пересылкой.
Прокси-серверы SIP, которые направляют сообщения более чем в одно место назначения, называются ответвительными прокси. Разветвление запроса SIP устанавливает несколько диалогов из одного запроса. Таким образом, на вызов можно ответить с одной из нескольких конечных точек SIP. Для идентификации нескольких диалогов каждый диалог имеет идентификатор с вкладом от обеих конечных точек.
Сервер перенаправления - это сервер пользовательского агента, который генерирует 3xx (перенаправление) ответы на полученные запросы, направляя клиента на контакт с альтернативным набором URI. Сервер перенаправления позволяет прокси-серверам направлять приглашения сеанса SIP во внешние домены.
Регистрация агента пользователя SIP в регистраторе SIP с аутентификацией. Регистратор - это конечная точка SIP, которая предоставляет службу определения местоположения. Он принимает запросы REGISTER, записывая адрес и другие параметры от пользовательского агента. Для последующих запросов он предоставляет важные средства для обнаружения возможных одноранговых узлов связи в сети. Служба определения местоположения связывает один или несколько IP-адресов с SIP URI агента регистрации. Несколько пользовательских агентов могут зарегистрироваться для одного и того же URI, в результате все зарегистрированные пользовательские агенты будут получать вызовы к URI.
Регистраторы SIP являются логическими элементами и часто размещаются вместе с прокси-серверами SIP. Чтобы улучшить масштабируемость сети, вместо этого службы определения местоположения могут располагаться с помощью сервера перенаправления.
Установление сеанса через последовательный пользовательский агент.Граничные контроллеры сеанса служат в качестве промежуточных ящиков между пользовательскими агентами и Серверы SIP для различных типов функций, включая сокрытие топологии сети и помощь в прохождении NAT.
Шлюзы, могут использоваться для соединения сети SIP с другими сетями, такими как PSTN, которые используют разные протоколы или технологии.
SIP - это текстовый протокол с синтаксисом, аналогичным HTTP. Есть два разных типа SIP-сообщений: запросы и ответы. В первой строке запроса есть метод, определяющий характер запроса, и Request-URI, указывающий, куда следует отправить запрос. В первой строке ответа есть код ответа.
Запросы запускают функциональность протокола. Они отправляются клиентом пользовательского агента на сервер и получают один или несколько ответов SIP, которые возвращают код результата транзакции и обычно указывают на успех, неудачу или другое состояние сделка.
| Имя запроса | Описание | Примечания | RFC-ссылки |
|---|---|---|---|
| REGISTER | Зарегистрируйте URI, указанный в поле To- поле заголовка с сервером местоположения и связывает его с сетевым адресом, указанным в поле заголовка контакта. | Команда реализует службу определения местоположения. | RFC 3261 |
| INVITE | Инициировать диалог для установления вызова. Запрос отправляется клиентом пользовательского агента на сервер пользовательского агента. | При отправке во время установленного диалога (повторного приглашения) он изменяет сеансы, например помещает вызов на удержание. | RFC 3261 |
| ACK | Подтвердите, что объект получил окончательный ответ на запрос INVITE. | RFC 3261 | |
| BYE | Сигнал завершение диалога и завершение вызова. | Это сообщение может быть отправлено любой конечной точкой диалога. | RFC 3261 |
| CANCEL | Отменить любое ожидающий запрос. | Обычно означает завершение вызова, пока он все еще звонит, до ответа. | RFC 3261 |
| UPDATE | Изменить состояние сеанса без изменения состояния диалогового окна. | RFC 3311 | |
| REFER | Попросить получателя отправить запрос с целью перевода вызова. | RFC 3515 | |
| PRACK | Предварительное подтверждение. | PRACK отправляется в ответ на предварительный ответ (1xx). | RFC 3262 |
| ПОДПИСАТЬСЯ | Ини связывает подписку на уведомление о событиях от уведомителя. | RFC 6665 | |
| NOTIFY | Информировать подписчика об уведомлениях о новом событии. | RFC 6665 | |
| ПУБЛИКАЦИЯ | Публикация события на сервере уведомлений. | RFC 3903 | |
| СООБЩЕНИЕ | Доставить текстовое сообщение. | Используется в приложениях обмена мгновенными сообщениями. | RFC 3428 |
| INFO | Отправлять информацию в середине сеанса, которая не изменяет состояние сеанса. | Это часто используется для ретрансляции DTMF. | RFC 6086 |
| OPTIONS | Запрос возможностей конечной точки. | Он часто используется для NAT keepalive целей. | RFC 3261 |
Ответы отправляются сервером пользовательского агента, указывающим результат полученного запроса. Распознаются несколько классов ответов, определяемых числовым диапазоном кодов результатов:
Пример: UAC пользователя 1 использует транзакцию клиента приглашения для отправки начального сообщения INVITE (1). Если после периода ожидания, управляемого таймером, ответ не получен, UAC может решить завершить транзакцию или повторно передать сообщение INVITE. После получения ответа Пользователь 1 уверен, что ПРИГЛАШЕНИЕ было доставлено надежно. Затем UAC пользователя User1 должен подтвердить ответ. После доставки ACK (2) обе стороны транзакции завершены. В этом случае, возможно, был установлен диалог. SIP определяет механизм транзакции для управления обменом между участниками и надежной доставки сообщений. Транзакция - это состояние сеанса, которое контролируется различными таймерами. Клиентские транзакции отправляют запросы, а серверные транзакции отвечают на эти запросы одним или несколькими ответами. Ответы могут включать предварительные ответы с кодом ответа в форме 1xx и один или несколько окончательных ответов (2xx - 6xx).
Кроме того, транзакции подразделяются на тип приглашения или тип без приглашения. Транзакции приглашения отличаются тем, что они могут установить длительный диалог, называемый диалогом в SIP, и, таким образом, включать подтверждение (ACK) любого окончательного ответа без сбоя, например 200 OK.
Протокол инициации сеанса для обмена мгновенными сообщениями и расширения использования присутствия (SIMPLE) - это набор стандартов на основе SIP для обмена мгновенными сообщениями и информация о присутствии. Протокол ретрансляции сеанса сообщений (MSRP) позволяет сеансы обмена мгновенными сообщениями и передачу файлов.
Сообщество разработчиков SIP регулярно встречается на конференциях, организованных SIP Forum, чтобы проверить совместимость реализаций SIP. Язык спецификации тестов TTCN-3, разработанный целевой группой в ETSI (STF 196), используется для определения тестов на соответствие для реализаций SIP.
При разработке программного обеспечения SIP или развертывании новой инфраструктуры SIP важно проверить способность серверов и IP-сетей обрабатывать определенную нагрузку на вызовы: количество одновременных вызовов и количество вызовов в секунду. Программное обеспечение для проверки производительности SIP используется для моделирования трафика SIP и RTP, чтобы проверить, стабильны ли сервер и IP-сеть при нагрузке на вызовы. Программное обеспечение измеряет такие показатели производительности, как задержка ответа, отношение ответа / занятия, RTP джиттер и потеря пакетов, время задержки приема-передачи.
SIP-соединение - это маркетинговый термин для обозначения услуг передачи голоса по Интернет-протоколу (VoIP), предлагаемых многими поставщиками услуг интернет-телефонии (ITSP). Услуга обеспечивает маршрутизацию телефонных звонков из телефонной системы частного отделения (PBX) клиента в PSTN. Такие услуги могут упростить инфраструктуру корпоративной информационной системы за счет совместного использования доступа к Интернету для передачи голоса и данных и устранения затрат на интерфейс базовой скорости (BRI) или интерфейс первичной скорости (PRI) телефонные сети.
SIP-транкинг - аналогичный маркетинговый термин, предпочтительный для случаев, когда услуга используется для упрощения телекоммуникационной инфраструктуры путем совместного использования канала доступа к оператору связи для передачи голоса, данных и Интернет-трафика при устранении необходимости в каналах PRI.
Камеры видеонаблюдения с поддержкой SIP могут инициировать вызовы, чтобы предупредить оператора о событиях, например о движении объектов в охраняемой зоне.
SIP используется в аудио по IP для широковещательных приложений, где он предоставляет средства взаимодействия для аудиоинтерфейсов от разных производителей для установления соединений друг с другом.
Американский Национальный институт стандартов и технологий (NIST), подразделение Advanced Networking Technologies Division предоставляет общедоступную реализацию Java, которая служит эталонная реализация для стандарта. Реализация может работать в сценариях прокси-сервера или пользовательского агента и использовалась во многих коммерческих и исследовательских проектах. Он поддерживает RFC 3261 в полном объеме и ряд расширений RFC, включая RFC 6665 (уведомление о событии) и RFC 3262 (надежные предварительные ответы).
Существует множество других коммерческих реализаций SIP с открытым исходным кодом. См. Список программного обеспечения SIP..
SIP-I, протокол инициации сеанса с инкапсулированным ISUP, это протокол, используемый для создания, изменения и прекращения связи сеансы на основе ISUP с использованием сетей SIP и IP. Услуги, использующие SIP-I, включают голосовую связь, видеотелефонию, факс и передачу данных. SIP-I и SIP-T - это два протокола со схожими функциями, в частности, для передачи сообщений ISUP по сетям SIP. Это сохраняет все подробности, доступные в заголовке ППЦС. SIP-I был определен в ITU-T, тогда как SIP-T был определен в IETF.
. Обеспокоенность по поводу безопасности вызовов через общедоступный Интернет адресовано шифрованием протокола SIP для безопасной передачи. Схема URI SIPS используется для обеспечения защиты связи SIP с помощью Transport Layer Security (TLS). URI SIPS имеют вид sips: [email#160;protected].
Сквозное шифрование SIP возможно только при наличии прямого соединения между конечными точками связи. Хотя прямое соединение может быть выполнено через Peer-to-peer SIP или через VPN между конечными точками, большая часть связи SIP включает в себя несколько переходов, причем первый переход от пользовательского агента в ITSP пользовательского агента. Для случая с несколькими пересылками SIPS будет защищать только первый переход; оставшиеся переходы обычно не будут защищены с помощью TLS, и связь SIP будет небезопасной. Напротив, протокол HTTPS обеспечивает сквозную безопасность, поскольку это делается с прямым подключением и не включает понятие переходов.
Медиа-потоки (аудио и видео), которые представляют собой отдельные соединения от потока сигнализации SIPS, могут быть зашифрованы с использованием SRTP. Обмен ключами для SRTP выполняется с помощью SDES (RFC 4568 ) или с ZRTP (RFC 6189 ). Когда используется SDES, ключи будут передаваться через небезопасный SIP, если не используется SIPS. Можно также добавить обмен MIKEY (RFC 3830 ) к SIP для определения ключей сеанса для использования с SRTP.
