SIP简介，第1部分：SIP初探

摘要

会话发起协议（Session Initiation Protocol，SIP）是一种信令协议，它对于通信业有着重要的意义。本文从技术上对SIP进行了一般性的介绍，并说明了SIP如何为通信解决方案提供重要支持。

简介

我曾经构想过一种软件，它可以“浮于”应用程序之上，提供辅助作用。这不是一个哑的“帮助”系统，而是一个活动的技术支持代理，可以在Internet上进行讨论。那时曾有人告诉我，“现有的工具、库、协议或带宽实现不了这样的要求！”

时代已经不同了！

许多人家中已经拥有基于DSL、光纤和其他技术的宽带网络。存在大量高质量的工具和库，无论是商业的还是开源的。标准驱动应用。现在是时候来实现上述创新思路了。

了解SIP

首先，我将向您介绍SIP，也就是会话发起协议。SIP是一种轻量级的可扩展请求/响应协议，用于在两个端点之间开始通信会话。这听起来是不是很熟悉？SIP在概念上源自于HTTP和SMTP，但是它的目的却不同。可以把SIP消息与CB（民用波段）隐语10-code和Q-signal进行比较。

图1.用于管理CB呼叫的隐语

在这个例子中，真正的消息包含在专用的呼叫协商消息中。

SIP是IETF于1999年提出的，在2002年进行了修订。RFC 3261对它进行了描述。本文中有关SIP的信息就选自RFC。对SIP存在很多扩展，这些扩展中的很多都能在SIP-related RFCs and drafts清单中找到。

SIP有哪些优点呢？通常情况下，两个端点使用它来协商一次“呼叫”。这里的协商包括介质（文本、语音等）、传输（通常是RTP、Real Time Protocol）和编码（codec）。一旦协商成功，两个端点就会使用选中的方法相互交谈——这就与SIP无关了。“呼叫”完成之后，SIP用于指示断开连接。因此，SIP最好用作一种信令机制。SIP及其扩展还提供一些相关功能，比如即时消息传递、注册和到场。

SIP术语中的端点叫做用户代理。它可以是“软件电话”、即时消息收发器、IP电话，甚至是手机。服务器用户代理提供集中式的服务，比如登记员、代理或应用服务器。

听起来SIP非常简单，而且它也确实简单。这种简单性对于协议的稳定很重要，而且它也没有降低协议的有用性，所以该协议得到了广泛的应用。

例如，考虑一下HTTP。协议本身的定义很少。但是使用它的方式多不胜数。SIP也是可以扩展的。存在大量针对SIP的扩展，它们涵盖了很多应用。现在，我们进一步来考察SIP，并分析它为什么会如此重要。

SIP的重要性

有人说，SIP对于通信，就像HTTP对于Web一样。

SIP对通信业产生了巨大的影响。从事蜂窝技术的公司已经决定为了未来的应用，对SIP进行标准化。VoIP (Voice over IP)供应商、Internet电话和即时消息传递应用程序（例如，Microsoft MSN Messenger）都准备基于SIP进行标准化。

目前已经存在一些信令协议和P2P技术。这就引发了一个问题：SIP相对于这些协议和技术有何优势？SIP具有以下的明显优点：

稳定性。该协议已经使用了多年，现在十分稳定。

速度。基于UDP的小型协议效率特别高。

灵活性。这个基于文本的协议十分容易扩展。

安全性。它提供像加密(SSL、S/MIME)和身份验证这样的功能。对SIP的扩展还提供其他安全性功能。

标准化。随着整个通信行业都在向SIP靠拢，SIP已经讯速成为一种标准。其他技术可能具有SIP所没有的优势，但是它们没有得到全球范围内的采用。

这意味着，如果您想让您的应用程序与其他工具、设备和服务器进行互操作，SIP是最佳选择。供应商对互操作性是很关注的，会定期开会对其产品进行测试。这些会议称为SIPit for SIP Interoperability Tests（以前叫做Bakeoff，是Pillsbury提出更改的）。

剖析SIP呼叫

现在，让我们更深入地了解这门技术。SIP通常基于UDP进行传输，但是SIP工具必须同时支持TCP。一条SIP消息由两部分组成：

信封（envelope），以头字段的形式描述一个请求或请求的结果（响应）。

有效负载（payload），即内容（可选），包含有关请求的数据。

信封是文本格式，但是内容可以是文本，也可以是二进制格式。

例如，让我们具体分析一次典型的SIP呼叫。在这个场景中，用户A想呼叫用户B。图2说明了这次呼叫：

图2. 一次典型的SIP呼叫

下面对所有的消息进行了解释：

SIP消息的第一行包含消息的类型和所使用的SIP版本（2.0）。在请求中，这一行还包含一个叫做SIP URI的地址。这代表消息的目的地。
这个例子说明了如何使用请求消息INVITE、ACK和BYE，以及200 OK响应消息。SIP中还存在许多其他消息。下面给出一些请求：

现在给出一些经常使用的响应消息：

消息使用类似的头字段类型。下面给出其中的一些：

还有一些与消息路由选择功能相关的头字段，如：Via、Route和Record-Route。许多头字段提供像Accept、User-Agent和Supported这样的功能。其他头字段则提供像Authorization、Privacy和WWW-Authenticate这样的安全性功能。还有很多其他的头字段存在。此外，这些字段中许多都有缩写语法（比如，From = f，To = t，等等）。

SIP的其他功能

使用SIP及其扩展可以实现很多应用：

VoIP

视频会议

针对文本和数据的即时消息传递，比如MSN Instant Messenger

注册(我在线!)

到场(我的伙伴在不在?)

Click-to-talk(点击通话，即点击这里便可与一个技术支持代理交谈)

应答机器/互动式语音应答（Interactive Voice Response，IVR)系统(“请输入您的密码。请记录您的姓名。英文请按1，西班牙语请按2…”)

网络游戏，比如Quake和一些手机游戏（甚至基于语音和IM）

基于手机的应用程序

移动电子商务

基本上，如果是两个端点之间进行通信，SIP就能完成。

但是，关于活动的Web技术支持代理的想法又如何呢？现在我们能否使用SIP来实现它？我们能否使用Java来实现它？干脆点说，可以。

Java中的SIP

我经常使用SIP。我可以负责任地说，Java为SIP提供了绝佳的支持。Java技术的一个分支把与开发SIP应用程序相关的许多细节抽象出来，这对于SIP开发人员大有帮助。下面这些技术大部分位于JAIN (Java APIs for Integrated Networks)工作组中。

JAIN SIP API (JSR 32)

SIP Servlet API (JSR 116)

JAIN SIP Lite (JSR 125)

SIP API for J2ME (JSR 180)

JAIN SIMPLE Presence (JSR 164)

JAIN SIMPLE Instant Messaging (JSR 165)

其他相关技术有：

JAIN SDP (JSR 141)

Java Media Framework for RTP (J2SE可选包，并非JAIN的)

如果您希望开发一个客户端应用程序，就需要一个客户端SIP引擎或者“堆栈”。在这里可以找到一个优秀的开源Java SIP堆栈。它还支持SDP。如果不想自己开发SIP电话，您可以使用这个。

结束语

本文简要介绍了SIP、它的使用场景，以及一些SIP语法。我们还了解了各种与SIP相关的Java技术。尽管本文不够详尽，我还是希望它能够激发您的兴趣，并促使您开始使用它。SIP的时代已经到来，现在使用它可以实现很多很酷的想法。
在本系列文章的第2部分中，我将说明如何使用SIP Servlet API编写一个聊天室应用程序。