Munkamenet -kezdeményezési protokoll - Session Initiation Protocol

A SIP ( Session Initiation Protocol ) egy jelzőprotokoll , amely valós idejű munkamenetek kezdeményezésére, karbantartására és befejezésére szolgál, beleértve a hang-, video- és üzenetküldő alkalmazásokat. A SIP -t multimédiás kommunikációs szekciók jelzésére és vezérlésére használják az internetes telefonálás alkalmazásában hang- és videohívásokhoz, privát IP -telefonrendszerekben , azonnali üzenetküldésben az Internet Protocol (IP) hálózatokon keresztül, valamint mobiltelefonhívásokon LTE ( VoLTE ) segítségével.

A protokoll meghatározza a kicserélt üzenetek konkrét formátumát és a kommunikáció sorrendjét a résztvevők együttműködése érdekében. A SIP egy szövegalapú protokoll, amely a Hypertext Transfer Protocol (HTTP) és az Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) sok elemét tartalmazza . A SIP -vel létrehozott hívás több médiafolyamból állhat , de nincs szükség külön adatfolyamokra az olyan alkalmazásokhoz, például a szöveges üzenetekhez , amelyek hasznos adatként cserélnek adatokat a SIP üzenetben.

A SIP számos más protokollal együtt működik, amelyek meghatározzák és hordozzák a munkamenet adathordozóját. Leggyakrabban a médiatípusok és paraméterek egyeztetése és a média beállítása a Session Description Protocol (SDP) protokollal történik , amelyet hasznos terhelésként hordoznak a SIP üzenetekben. A SIP -t úgy tervezték, hogy független legyen a mögöttes szállítási réteg protokolljától, és használható a User Datagram Protocol (UDP), az Transmission Control Protocol (TCP) és a Stream Control Transmission Protocol (SCTP) protokollokkal. A SIP -üzenetek biztonságos átviteléhez nem biztonságos hálózati kapcsolatokon a protokoll lehet Transport Layer Security (TLS) titkosított. A médiafolyamok (hang, videó) átviteléhez a SIP üzenetekben hordozott SDP hasznos terhelés jellemzően a valós idejű szállítási protokollt (RTP) vagy a biztonságos valós idejű szállítási protokollt (SRTP) alkalmazza.

Történelem

A SIP -t eredetileg Mark Handley , Henning Schulzrinne , Eve Schooler és Jonathan Rosenberg tervezték 1996 -ban, hogy megkönnyítsék a multicast multimédiás munkamenetek létrehozását az Mbone -on . A protokollt 1999- ben szabványosították RFC  2543 néven. 2000 novemberében a SIP-t 3GPP jelzőprotokollként és az IP multimédiás alrendszer (IMS) architektúrájának állandó elemeként fogadták el az IP-alapú streaming multimédiás szolgáltatásokhoz mobilhálózatokban . 2002 júniusában a specifikációt felülvizsgálták az RFC  3261 -ben, és azóta különböző kiterjesztéseket és pontosításokat tettek közzé.

A SIP-t úgy tervezték, hogy jelzés- és hívásbeállítási protokollt biztosítson az IP-alapú kommunikációhoz, amely támogatja a hívásfeldolgozási funkciókat és a nyilvános kapcsolt telefonhálózatban (PSTN) meglévő funkciókat, és célja az új multimédiás alkalmazások támogatása. Kiterjesztették a videokonferenciákra , a streaming médiaforgalmazásra , az azonnali üzenetküldésre , a jelenléti információkra , a fájlátvitelre , az internetes faxokra és az online játékokra .

A SIP hívei híresek arról, hogy az internetes közösségben gyökereznek, nem pedig a távközlési iparban . A SIP -t elsősorban az Internet Engineering Task Force (IETF) szabványosította, míg más protokollokat, például a H.323 -at hagyományosan a Nemzetközi Távközlési Unióhoz (ITU) társították .

Protokollművelet

A SIP csak a média kommunikációs szekció jelzőműveleteiben vesz részt, és elsősorban hang- vagy videohívások beállítására és befejezésére szolgál. A SIP kétpárti ( unicast ) vagy multiparty ( multicast ) munkamenetek létrehozására használható. Lehetővé teszi a meglévő hívások módosítását is. A módosítás magában foglalhatja a címek vagy portok megváltoztatását , további résztvevők meghívását, valamint médiafolyamok hozzáadását vagy törlését. A SIP az üzenetküldő alkalmazásokban is talált alkalmazásokat, például az azonnali üzenetküldést, valamint az események előfizetését és értesítését.

A SIP számos más protokollal együtt működik, amelyek meghatározzák a média formátumát és kódolását, és amelyek a hívás beállítása után hordozzák az adathordozót. A hívás beállításához a SIP üzenet törzse tartalmaz egy Session Description Protocol (SDP) adategységet, amely meghatározza a média formátumát, a kodeket és a média kommunikációs protokollt. A hang- és videó médiafolyamokat általában a terminálok között valós idejű szállítási protokoll (RTP) vagy biztonságos valós idejű szállítási protokoll (SRTP) segítségével továbbítják .

A SIP -hálózat minden erőforrását, például felhasználói ügynököket, hívásirányítókat és hangpostafiókokat egységes erőforrás -azonosító (URI) azonosítja . Az URI szintaxisa követi a webszolgáltatásokban és az e-mailekben is használt általános szintaxist . A SIP -hez használt URI -séma a sip, és egy tipikus SIP -URI formája a sip: felhasználónév@tartománynév vagy sip: felhasználónév@hostport , ahol a tartománynév megköveteli a DNS SRV rekordokat a SIP tartomány kiszolgálóinak megkereséséhez, míg a hostport lehet IP -cím vagy a gazda és a port teljes körű tartományneve . Ha biztonságos átvitelre van szükség, akkor a sips sips -et kell használni.

A SIP a HTTP kérések és válaszok tranzakciós modelljéhez hasonló tervezési elemeket alkalmaz. Minden tranzakció egy ügyfél kérésből áll, amely meghív egy adott módszert vagy funkciót a szerveren, és legalább egy válaszból. A SIP újrahasznosítja a HTTP fejlécmezőinek, kódolási szabályainak és állapotkódjainak nagy részét, olvasható szöveges formátumot biztosítva.

A SIP -t több szállítási réteg protokoll is hordozhatja, beleértve a TCP ( Transmission Control Protocol ), a User Datagram Protocol (UDP) és a Stream Control Transmission Protocol (SCTP) protokollokat. A SIP -ügyfelek általában TCP -t vagy UDP -t használnak az 5060 -as vagy 5061 -es portszámokon a kiszolgálók és más végpontok SIP -forgalmához. Az 5060-as portot általában nem titkosított jelzőforgalomhoz használják, míg az 5061-es portot általában a Transport Layer Security (TLS) titkosított forgalomhoz használják .

A SIP-alapú telefonhálózatok gyakran megvalósítják a 7-es jelzőrendszer (SS7) hívásfeldolgozási funkcióit , amelyekhez speciális SIP-protokoll-kiterjesztések léteznek, bár a két protokoll nagyon különbözik egymástól. Az SS7 egy központosított protokoll, amelyet összetett központi hálózati architektúra és néma végpontok (hagyományos telefonkészülékek) jellemeznek. A SIP az egyenrangú partnerek kliens-szerver protokollja. A SIP funkciók a kommunikáló végpontokban vannak megvalósítva, míg a hagyományos SS7 architektúra csak a központok között használatos.

Hálózati elemek

A Session Initiation Protocol protokollt kommunikációra használó hálózati elemeket SIP felhasználói ügynököknek nevezzük . Minden felhasználói ügynök (UA) egy felhasználói ügynök ügyfél (UAC) funkcióját látja el, amikor szolgáltatásfunkciót kér, és egy felhasználói ügynök szerver (UAS), amikor egy kérésre válaszol. Így elvileg bármelyik két SIP végpont működhet beavatkozó SIP infrastruktúra nélkül. Hálózati működési okokból, a felhasználóknak nyújtott nyilvános szolgáltatások és a címtárszolgáltatások érdekében azonban a SIP több speciális típusú hálózati szerver elemet határoz meg. Ezen szolgáltatási elemek mindegyike kommunikál a felhasználói ügynök kliensekben és kiszolgálókban megvalósított ügyfél-szerver modellben is.

Felhasználói ügynök

A felhasználói ügynök egy logikai hálózati végpont, amely SIP üzeneteket küld vagy fogad, és kezeli a SIP munkameneteket. A felhasználói ügynökök ügyfél- és szerverösszetevőkkel rendelkeznek. A felhasználói ügynök ügyfél (UAC) SIP kéréseket küld. A felhasználói ügynökszerver (UAS) fogadja a kéréseket, és visszaad egy SIP -választ. Ellentétben más hálózati protokollokkal, amelyek rögzítik az ügyfél és a szerver szerepét, például a HTTP -ben, amelyben a webböngésző csak ügyfélként működik, és soha nem szerverként, a SIP mindkét társától megköveteli mindkét szerep végrehajtását. Az UAC és az UAS szerepei csak egy SIP tranzakció időtartamára szólnak.

A SIP telefon egy IP telefon, amely megvalósítja a SIP felhasználói ügynök kliens- és szerverfunkcióit, és biztosítja a telefon hagyományos hívási funkcióit, például a tárcsázást, a fogadást, az elutasítást, a hívástartást és a hívásátirányítást. A SIP telefonok hardvereszközként vagy softphone -ként is megvalósíthatók . Mivel a gyártók egyre gyakrabban alkalmazzák a SIP-t szabványos telefonos platformként, a hardveralapú és a szoftver-alapú SIP telefonok közötti különbség homályos, és a SIP-elemek sok IP-képes kommunikációs eszköz, például okostelefonok alapvető firmware-funkcióiban vannak megvalósítva .

A SIP-ben, akárcsak a HTTP-ben, a felhasználói ügynök azonosíthatja magát egy üzenetfejléc mező ( User-Agent ) segítségével, amely tartalmazza a szoftver, a hardver vagy a termék nevét tartalmazó szöveges leírást. A felhasználói ügynök mezőt kérési üzenetekben küldik el, ami azt jelenti, hogy a fogadó SIP szerver ki tudja értékelni ezeket az információkat, és eszközspecifikus konfigurációt vagy szolgáltatásaktiválást hajthat végre. A SIP hálózati elemek üzemeltetői néha ezeket az információkat az ügyfélfiók -portálokon tárolják, ahol hasznosak lehetnek a SIP -kompatibilitási problémák diagnosztizálásában vagy a szolgáltatás állapotának megjelenítésében.

Proxy szerver

A proxykiszolgáló UAC- és UAS -összetevőket tartalmazó hálózati szerver, amely közvetítő szervezetként működik más hálózati elemek nevében történő kérések teljesítése céljából. A proxy szerver elsősorban a hívásirányítás szerepét tölti be; SIP -kéréseket küld egy másik entitáshoz, amely közelebb van a célállomáshoz. A proxyk is hasznosak a házirendek érvényesítésében, például annak meghatározásában, hogy a felhasználó jogosult -e hívni. A proxy értelmezi, és szükség esetén átírja a kérés üzenetének egyes részeit, mielőtt továbbítja azt.

A SIP proxy szervereket, amelyek egynél több célállomásra irányítják az üzeneteket, villás proxyknak nevezzük. Egy SIP kérés elágazása több párbeszédablakot hoz létre egyetlen kérelemből. Így a hívást több SIP végpont egyikéről lehet fogadni. Több párbeszédpanel azonosításához minden párbeszédpanel rendelkezik egy azonosítóval, amely mindkét végpont hozzájárulását tartalmazza.

Átirányítási szerver

Az átirányítási szerver egy felhasználói ügynök -kiszolgáló, amely 3xx (átirányítási) választ generál a kapott kérésekre, és arra utasítja az ügyfelet, hogy lépjen kapcsolatba egy másik URI -készlettel. Az átirányító szerver lehetővé teszi a proxykiszolgálók számára, hogy a SIP munkamenet -meghívókat külső tartományokra irányítsák.

Anyakönyvvezető

SIP felhasználói ügynök regisztráció a SIP regisztrátorhoz hitelesítéssel.

A regisztrátor egy SIP végpont, amely helyszolgáltatást nyújt. Elfogadja a REGISTER kéréseket, rögzíti a címet és más paramétereket a felhasználói ügynöktől. A későbbi kérésekhez elengedhetetlen eszközt biztosít a lehetséges kommunikációs társak megtalálására a hálózaton. A helymeghatározó szolgáltatás egy vagy több IP -címet kapcsol össze a regisztráló ügynök SIP URI -jával. Több felhasználói ügynök is regisztrálhat ugyanahhoz az URI -hoz, így minden regisztrált felhasználói ügynök fogadja az URI hívásait.

A SIP regisztrátorok logikai elemek, és gyakran együtt találhatók SIP proxykkal. A hálózat méretezhetőségének javítása érdekében a helymeghatározási szolgáltatásokat ehelyett átirányító szerverrel lehet elhelyezni.

A munkamenet határellenőrzője

Munkamenet létrehozása a back-to-back felhasználói ügynök segítségével .

A munkamenet határellenőrzői (SBC -k ) középső dobozként szolgálnak a felhasználói ügynökök és a SIP -kiszolgálók között különböző típusú funkciókhoz, beleértve a hálózati topológia elrejtését és a NAT -bejárásban való segítséget . Az SBC -k önállóan kifejlesztett megoldások, és nem szerepelnek a SIP RFC -ben.

Átjáró

Az átjárók segítségével összekapcsolható egy SIP -hálózat más hálózatokkal, például a PSTN -rel, amelyek különböző protokollokat vagy technológiákat használnak.

SIP üzenetek

A SIP egy szövegalapú protokoll, amelynek szintaxisa hasonló a HTTP-hez. Két különböző típusú SIP üzenet létezik: kérések és válaszok. A kérelem első sora tartalmaz egy módszert , amely meghatározza a kérelem jellegét, és egy kérés-URI-t, amely jelzi, hogy hová kell küldeni a kérést. Az első sor a válasz egy válasz kódját .

Kérések

A kérések kezdeményezik a protokoll funkcionalitását. Egy felhasználói ügynök kliens küldi őket a szerverre, és egy vagy több SIP -választ kapnak , amelyek a tranzakció eredménykódját adják vissza, és általában jelzik a tranzakció sikerét, sikertelenségét vagy más állapotát.

Válaszok

A válaszokat a felhasználói ügynök szervere küldi, jelezve a kapott kérelem eredményét. A válaszok több osztályát ismeri fel az eredménykódok számtartománya:

• 1xx: A kérésekre adott ideiglenes válaszok azt jelzik, hogy a kérelem érvényes és folyamatban van.
• 2xx: A kérelem sikeres befejezése. A MEGHÍVÁS válaszaként azt jelzi, hogy a hívás létrejött. A leggyakoribb kód a 200, amely minősítés nélküli sikerjelentés.
• 3xx: A hívás átirányítása szükséges a kérelem teljesítéséhez. A kérelmet új célállomással kell kitölteni.
• 4xx: A kérés nem teljesíthető a szerveren különböző okok miatt, beleértve a rossz kérés szintaxist (400 -as kód).
• 5xx: A szerver nem teljesítette a látszólag érvényes kérést, beleértve a szerver belső hibáit (500 -as kód).
• 6xx: A kérés nem teljesíthető egyetlen kiszolgálón sem. Globális hibát jelez, beleértve a célállomás híváselutasítását.

Tranzakciók

Példa: A User1 UAC -ja meghívó ügyfelet használ a kezdeti INVITE (1) üzenet elküldéséhez. Ha az időzítő által vezérelt várakozási idő után nem érkezik válasz, akkor az UAC dönthet a tranzakció befejezéséről vagy a HÍVÁS újraküldéséről. A válasz beérkezése után a User1 biztos abban, hogy a MEGHÍVÁS megbízhatóan kézbesítésre került. A User1 UAC -jának ezt követően nyugtáznia kell a választ. Az ACK (2) kézbesítésekor a tranzakció mindkét oldala befejeződött. Ebben az esetben párbeszédablak jöhetett létre.

A SIP egy tranzakciós mechanizmust határoz meg a résztvevők közötti adatcsere ellenőrzésére és az üzenetek megbízható kézbesítésére. A tranzakció egy munkamenet állapota, amelyet különböző időzítők vezérelnek. Az ügyfelek tranzakciói kéréseket küldenek, a szerver tranzakciók pedig egy vagy több választ adnak ezekre a kérésekre. A válaszok tartalmazhatnak ideiglenes válaszokat 1xx formájú válaszkóddal és egy vagy több végső választ (2xx - 6xx).

A tranzakciókat további típusokként hívják vagy nem hívják . A meghívási tranzakciók annyiban különböznek egymástól, hogy hosszú távú beszélgetést hozhatnak létre, amelyet a SIP-ben párbeszédablaknak neveznek , és így tartalmaznak nyugtát (ACK) minden nem sikertelen végső válaszról, például 200 OK .

Azonnali üzenetküldés és jelenlét

A munkamenet-kezdeményezési protokoll az azonnali üzenetküldéshez és a jelenlét-növelő bővítményekhez (SIMPLE) a SIP-alapú szabványcsomag az azonnali üzenetküldéshez és a jelenléti információkhoz . Az MSRP ( Message Session Relay Protocol ) lehetővé teszi az azonnali üzenetküldést és a fájltovábbítást.

Megfelelőségi tesztelés

A SIP fejlesztői közösség rendszeresen ülésezik a SIP Forum által szervezett konferenciákon, hogy teszteljék a SIP megvalósítások interoperabilitását. Az ETSI (STF 196) munkacsoportja által kifejlesztett TTCN-3 teszt specifikációs nyelv szolgál a SIP implementációk megfelelőségi tesztjeinek meghatározására.

Teljesítményfelmérés

SIP szoftver fejlesztésekor vagy új SIP infrastruktúra telepítésekor fontos tesztelni a szerverek és IP hálózatok képességét bizonyos hívásterhelés kezelésére: az egyidejű hívások száma és a hívások száma másodpercenként. A SIP teljesítménytesztelő szoftver a SIP és az RTP forgalom szimulálására szolgál annak megállapítására, hogy a kiszolgáló és az IP -hálózat stabil -e a hívásterhelés alatt. A szoftver olyan teljesítménymutatókat mér, mint a válasz késleltetése, a válasz/lefoglalás arány , az RTP jitter és a csomagvesztés , az oda-vissza késleltetési idő .

Alkalmazások

A SIP kapcsolat az internetes telefonszolgáltatók (ITSP) által kínált Voice over Internet Protocol (VoIP) szolgáltatások marketingkifejezése. A szolgáltatás lehetővé teszi a telefonhívások átirányítását az ügyfél saját alközpont (PBX) telefonrendszeréből a PSTN -hez. Az ilyen szolgáltatások leegyszerűsíthetik a vállalati információs rendszer infrastruktúráját azáltal, hogy megosztják az internetes hozzáférést a hang- és adatforgalomhoz, és megszüntetik az alapsebességű interfész (BRI) vagy az elsődleges sebességű interfész (PRI) telefonkörök költségeit.

A SIP trunking hasonló marketingkifejezés, amelyet akkor használnak, ha a szolgáltatást a távközlési infrastruktúra egyszerűsítésére használják, megosztva a vivő hozzáférési áramkörét a hang-, adat- és internetforgalomhoz, miközben nincs szükség a PRI -áramkörökre.

A SIP-kompatibilis videó megfigyelő kamerák hívásokat kezdeményezhetnek, hogy figyelmeztessék a kezelőt az eseményekre, például a védett területen lévő tárgyak mozgására.

A SIP -t az IP -n keresztüli audióban használják műsorszóró alkalmazásokhoz, ahol kölcsönösen átjárható eszközöket biztosít a különböző gyártók audio interfészeihez, hogy kapcsolatot létesítsenek egymással.

Megvalósítások

Az Egyesült Államok Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézetének (NIST) Fejlett Hálózati Technológia Osztálya nyilvános Java implementációt biztosít, amely referencia implementációként szolgál a szabványhoz. A megvalósítás proxyszerver vagy felhasználói ügynök forgatókönyvekben is működhet, és számos kereskedelmi és kutatási projektben használták. Teljes mértékben támogatja az RFC  3261 -et és számos kiterjesztett RFC -t, beleértve az RFC  6665 (eseményértesítés) és az RFC  3262 (megbízható ideiglenes válaszokat).

Számos más kereskedelmi és nyílt forráskódú SIP megvalósítás létezik. Lásd : SIP szoftverek listája .

SIP-ISUP együttműködő

A SIP-I, a munkamenet-kezdeményezési protokoll és a beágyazott ISUP , egy protokoll, amelyet ISIP-alapú kommunikációs munkamenetek létrehozására, módosítására és befejezésére használnak SIP és IP hálózatok használatával. A SIP-I-t használó szolgáltatások közé tartoznak a hang-, videotelefonálás, fax és adatok. A SIP-I és a SIP-T két protokoll, amelyek hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, különösen az ISUP üzenetek SIP-hálózatokon keresztüli továbbítására. Ez megőrzi az ISUP fejlécben található összes részletet. A SIP-I-t az ITU-T , míg a SIP-T-t az IETF határozta meg .

Titkosítás

A nyilvános interneten keresztüli hívások biztonságával kapcsolatos aggodalmakat a biztonságos átvitel érdekében a SIP protokoll titkosításával oldották meg . A SIPS URI sémát arra használják, hogy a SIP kommunikációt Transport Layer Security (TLS) segítségével biztosítsák. A SIPS URI -k a sips formátumúak : user@example.com .

A SIP végpontok közötti titkosítása csak akkor lehetséges, ha közvetlen kapcsolat van a kommunikációs végpontok között. Míg a közvetlen kapcsolat a végpontok közötti Peer-to-peer SIP-en vagy VPN- en keresztül is létrehozható, a legtöbb SIP-kommunikáció több ugrást is magában foglal, az első ugrás a felhasználói ügynöktől a felhasználói ügynök ITSP - jéig . A többszörös ugrás esetén a SIPS csak az első ugrást biztosítja; a fennmaradó komló általában nem lesz TLS -sel biztosítva, és a SIP kommunikáció nem lesz biztonságos. Ezzel szemben a HTTPS protokoll teljes körű biztonságot nyújt, mivel közvetlen kapcsolattal történik, és nem foglalja magában a komló fogalmát.

A médiafolyamok (hang és videó), amelyek külön kapcsolatok a SIPS jelzőfolyamtól, titkosíthatók SRTP használatával. A kulcs cserébe SRTP végezzük sdes ( RFC  4568 ), vagy ZRTP ( RFC  6189 ). Ha SDES -t használ, a kulcsokat nem biztonságos SIP -n keresztül továbbítja, kivéve, ha SIPS -t használ. A SIP -hez MIKEY ( RFC  3830 ) központ is hozzáadható az SRTP -vel használható munkamenetkulcsok meghatározásához.

Lásd még

Megjegyzések

Hivatkozások

Bibliográfia

Külső linkek

• IANA: SIP paraméterek
• IANA: SIP Eseménytípusok névtér