Иван Башлаков
09.01.2020
3444

Протокол SIP: инфраструктура, механизм обмена сообщениями, дополнительные возможности

Протокол SIP — (Session Initiation Protocol) — протокол установления сеанса связи. Данный протокол является одним из основных, используемых в IP-телефонии. Он был разработан в 1996 году Марком Хэндли, Джонатаном Розенбергом и Хеннигом Шульцринном, в 1999 году была выпущена версия 1.0 (RFC 2543), затем протокол был доработан, и в 2002 году и принят в качестве протокола […]

Протокол SIP — (Session Initiation Protocol) — протокол установления сеанса связи. Данный протокол является одним из основных, используемых в IP-телефонии. Он был разработан в 1996 году Марком Хэндли, Джонатаном Розенбергом и Хеннигом Шульцринном, в 1999 году была выпущена версия 1.0 (RFC 2543), затем протокол был доработан, и в 2002 году и принят в качестве протокола сигнализации в мобильной телефонии (RFC 3261). SIP был изначально разработан только для работы с сеансами связи (установка/завершение/изменение), но не для передачи данных.Отметим некоторые особенности работы протокола SIP:

  • SIP является протоколом прикладного уровня  и может  использовать в качестве транспорта  протоколы UDP, TCP, SCTP;
  • SIP позволяет устанавливать как одноадресные, так и многоадресные сеансы связи;
  • SIP использует регистрацию абонентов для установления сеанса;
  • SIP расширяем, за счет передачи параметров не в бинарном виде, а в виде текста;
  • SIP масштабируем и не имеет ограничений номерной базы, т.к. использует адресацию в стиле URI;
  • SIP модифицируем и позволяет изменять параметры созданных сессий, такие как адрес, номер порта, количество абонентов и количество медиапотоков.
Расположение протокола SIP в модели OSI
Расположение протокола SIP в модели OSI

Инфраструктура сетевых агентов протокола SIP

Пример sip-сети
Пример sip-сети

Протокол SIP разработан таким образом, что два конечных пира могут устанавливать соединение без участия каких-либо дополнительных элементов, однако, из соображений эксплуатации сетей были введены следующие типы агентов, которые взаимодействуют по модели клиент-сервер:

  • Терминал — является конечным узлом в SIP-сессии, который либо участвует в передаче сообщений, либо управляет сессией. Терминал в модели взаимодействия SIP выполняет одновременно роль и клиента и сервера.
  • Регистратор — узел в сети SIP, который производит регистрацию терминалов и хранит информацию о них, а также позволяет производить поиск терминалов по необходимым параметрам.
  • Прокси-сервер — промежуточный объект SIP-сети, обеспечивающий маршрутизацию сессий и отвечающий за доставку сообщений терминалам. Позволяет выполнять запросы от имени других узлов сети, тем самым ускоряя доставку сообщений через наиболее короткие маршруты.
  • Шлюз — пограничный узел, используемый для передачи сообщений между сетями.
  • Контроллер границы сеанса — специализированный элемент сети, служащий для выполнения сервисных функций между терминалами, такими, например, как обход NAT.
  • Сервер перенаправления — вспомогательный элемент сети, используемый для перенаправления запросов от прокси-серверов к внешним доменам.

Обмен сообщениями в протоколе SIP

SIP является текстовым протоколом и его синтаксис во многом схож с HTTP. Сообщения в SIP разделяются на запросы и ответы. Первая строка запроса содержит метод, определяющий природу запроса, затем следует URI-адрес назначения запроса. Ответ содержит в первой строке код, определяющий результат поступившего запроса.

Регистрация sip-клиента
Регистрация sip-клиента

Запросы генерируются терминалами-клиентами к серверам и инициализируют функциональность протокола. Отправка запроса подразумевает получение ответа о результате транзакции. Рассмотрим подробно возможные варианты запросов SIP клиентов:

  • REGISTER — регистрация URI клиента на сервере регистрации;
  • INVITE — инициализация протокола для установления сеанса;
  • ACK — подтверждение инициализации сеанса со стороны клиента;
  • BYE — завершение сеанса;
  • CANCEL — отмена любого ожидающего запроса;
  • UPDATE — изменение состояния сеанса без изменения диалога;
  • REFER —  запрос на оформление переадресации;
  • PRACK — предварительное (временное) подтверждение;
  • SUBSCRIBE — подписка на уведомления о событии;
  • NOTIFY — сообщение подписчику о произошедшем событии;
  • PUBLISH — публикация сообщения на сервере;
  • MESSAGE — отправка текстового сообщения;
  • INFO — информация о сеансе, без его модификации;
  • OPTIONS — запрос информации о функциональности сервера.
Звонок в системе SIP
Звонок в системе SIP

Ответы разделяются на классы, определяемые их цифровым кодом. Рассмотрим подробно классы возможных ответов:

  • 1XX — коды предварительного состояния сеанса. Указывают на то, что запрос был получен сервером и поступил в обработку;
  • 2XX — успешное завершение запроса;
  • 3XX — перенаправление запроса с указанием необходимости заполнения его новым адресом назначения;
  • 4XX — отклонение запроса, либо указание на ошибку в запросе;
  • 5XX — отказ в выполнении запроса;
  • 6XX — отклонение запроса по причине невозможности установить соединение.
Звонок в системе SIP с использованием B2BUA
Звонок в системе SIP с использованием B2BUA

Дополнительные возможности SIP

SIP-сжатие

 Являясь текстовым протоколом, SIP может создавать высокую нагрузку на используемый транспортный протокол. Возможны случаи превышения максимального MTU при использования в качестве транспорта протокола UDP. Для обхода подобных проблемных ситуаций SIP предусматривает сжатие заголовков сообщений и передачу их в компактной форме. Компактная форма может быть заменена на обычную в любое время передачи сообщения, без изменения его семантики.

Сигнализация SIP DTMF

Протокол SIP использует четыре метода для передачи цифровых сигналов между терминальными агентами:

  1. Использование аудио тональных сигналов в RTP-потоке с lossles-кодированием ( u-law, a-law).
  2. Использование именованных телефонных событий (NTE) в потоке RTP (наиболее распространенный метод).
  3. Метод SIP INFO — отправка DTMF-кодов в заголовке пакета, определенных контекстом /dtmf-relay.
  4. Метод SIP NOTIFY — передача кодов DTMF в запросе NOTIFY (уведомление о произошедшем событии).

SIP Perfomance Tester

SIP Perfomance Tester является инструментом для тестирования ПО, либо инфраструктуры сети под нагрузкой. Он позволяет определить максимальное количество вызовов, количество вызовов в секунду, так же количество одновременных вызовов. Данный продукт имитирует SIP- и RTP- трафик для того, чтобы определить будет ли стабильно работать ваша конфигурация сервера или  сети под нагрузкой. SIP Perfomance Tester измеряет такие показатели, как задержка ответа, соотношение запросов и ответов, потеря пакетов, время задержки приема или передачи.

SSIP

Security SIP разработан для обеспечения безопасной передачи информации путем шифрования данных, передаваемых по протоколу SIP. SIPS использует TLS для обеспечения защищенного канала связи между клиентом и сервером с использованием механизма рукопожатия. Данные же упаковываются по протоколу SRTP в шифрованные IP-пакеты и их передача начинается только после того, как устанавливается SSL-туннель между клиентом и сервером. Важной особенностью использования SSIP является необходимость его поддержки всеми используемыми устройствами в сети, если хотя бы один узел не поддерживает SRTP/TLS, то установить защищенное соединение будет невозможно.

SIP ALG

SIP ALG это механизм маршрутизации SIP-трафика, несколько похожий на SIP Proxy. ALG является программным шлюзом и используется в прослойке между устройствами SIP и сетью. SIP ALG анализирует поступающий трафик и может управлять им разрешая, запрещая, либо перенаправляя его другим узлам сети. Данный программный шлюз позволяет синхронизировать входящие потоки либо сессии между клиентами и серверами. Также в число его возможностей входит использование динамических портов транспортных протоколов для взаимодействия с устройствами NAT. Этот механизм позволяет SIP-трафику беспрепятственно транслировать адреса назначения и отправителя через таблицы NAT.  При использовании данной технологии маскарадинг адресов происходит на уровне самого шлюза ALG.

Подписаться
Уведомить о
guest
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии

Остались вопросы?

Я - Компаниец Никита, менеджер компании Voxlink. Хотите уточнить детали или готовы оставить заявку? Укажите номер телефона, я перезвоню в течение 3-х секунд.

VoIP оборудование

ближайшие курсы

ближайшие Вебинары

ONLINE

10 доводов в пользу Asterisk

Распространяется бесплатно.

Asterisk – программное обеспечение с открытым исходным кодом, распространяется по лицензии GPL. Следовательно, установив один раз Asterisk вам не придется дополнительно платить за новых абонентов, подключение новых транков, расширение функционала и прочие лицензии. Это приближает стоимость владения станцией к нулю.

Безопасен в использовании.

Любое программное обеспечение может стать объектом интереса злоумышленников, в том числе телефонная станция. Однако, сам Asterisk, а также операционная система, на которой он работает, дают множество инструментов защиты от любых атак. При грамотной настройке безопасности у злоумышленников нет никаких шансов попасть на станцию.

Надежен в эксплуатации.

Время работы серверов некоторых наших клиентов исчисляется годами. Это значит, что Asterisk работает несколько лет, ему не требуются никакие перезагрузки или принудительные отключения. А еще это говорит о том, что в районе отличная ситуация с электроэнергией, но это уже не заслуга Asterisk.

Гибкий в настройке.

Зачастую возможности Asterisk ограничивает только фантазия пользователя. Ни один конструктор шаблонов не сравнится с Asterisk по гибкости настройки. Это позволяет решать с помощью Asterisk любые бизнес задачи, даже те, в которых выбор в его пользу не кажется изначально очевидным.

Имеет огромный функционал.

Во многом именно Asterisk показал какой должна быть современная телефонная станция. За многие годы развития функциональность Asterisk расширилась, а все основные возможности по-прежнему доступны бесплатно сразу после установки.

Интегрируется с любыми системами.

То, что Asterisk не умеет сам, он позволяет реализовать за счет интеграции. Это могут быть интеграции с коммерческими телефонными станциями, CRM, ERP системами, биллингом, сервисами колл-трекинга, колл-бэка и модулями статистики и аналитики.

Позволяет телефонизировать офис за считанные часы.

В нашей практике были проекты, реализованные за один рабочий день. Это значит, что утром к нам обращался клиент, а уже через несколько часов он пользовался новой IP-АТС. Безусловно, такая скорость редкость, ведь АТС – инструмент зарабатывания денег для многих компаний и спешка во внедрении не уместна. Но в случае острой необходимости Asterisk готов к быстрому старту.

Отличная масштабируемость.

Очень утомительно постоянно возвращаться к одному и тому же вопросу. Такое часто бывает в случае некачественного исполнения работ или выбора заведомо неподходящего бизнес-решения. С Asterisk точно не будет такой проблемы! Телефонная станция, построенная на Asterisk может быть масштабируема до немыслимых размеров. Главное – правильно подобрать оборудование.

Повышает управляемость бизнеса.

Asterisk дает не просто набор полезных функций, он повышает управляемость организации, качества и комфортности управления, а также увеличивает прозрачность бизнеса для руководства. Достичь этого можно, например, за счет автоматизации отчетов, подключения бота в Telegram, санкционированного доступа к станции из любой точки мира.

Снижает расходы на связь.

Связь между внутренними абонентами IP-АТС бесплатна всегда, независимо от их географического расположения. Также к Asterisk можно подключить любых операторов телефонии, в том числе GSM сим-карты и настроить маршрутизацию вызовов по наиболее выгодному тарифу. Всё это позволяет экономить с первых минут пользования станцией.