МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра «Телекомунікації»

Протокол сигналізації ІР-телефонії
SIP
Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу
«Інформаційні технології»
Для студентів спеціальності
«Інформаційні мережі зв’язку»
Львів 2004
“Протокол сигналізації ІР-телефонії SIP”. Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу “Інформаційні технології” для студентів спеціальності “Інформаційні мережі зв’язку”. Львів 2004. 8 с.
Автори: ст. викладач Костів О.Л.
асистент Кирик М.І.
Рецензент: професор д.т.н. Тимченко О.В.
У лабораторній роботі розглянуто архітектуру мережі SIP, стек протоколів необхідних для передачі мовної інфомації та алгоритм встановлення з’єднання з використанням даного протоколу.
Методичні вказівки розглянуто на засіданні кафедри “Телекомунікації” Національного університету “Львівська політехніка” від______2004 р. протокол №____. Мета роботи : ознайомлення з роботою протоколу сигналізації ІР-телефонії SIP. Вивчення основних сценаріїв встановлення з’єднання в мережі SIP.
Порядок виконання роботи
Ознайомитись з короткими теоретичними даними.
За допомогою програми IPtel ознайомитись з алгоритмом встановлення та розірвання з’єднання в мережі SIP.
Дати відповіді на контрольні запитання.
Скласти звіт про виконану роботу.
Теоретичні відомості
Другий підхід до побудови мереж IР-телефонії, запропонований робочою групою MMUSIC комітету IETF у документі RFC 2543. SIP являє собою текст-орієнтований протокол, що є частиною глобальної архітектури мультимедіа, розробленої комітетом IETF. Ця архітектура також містить у собі протокол резервування ресурсів RSVP, транспортний протокол реального часу RTP, протокол передачі потоків у реальному часі RTSP, протокол опису параметрів зв'язку SDP, протокол повідомлення про зв'язок. Однак функції протоколу SIP не залежать від кожного з цих протоколів.
Відразу слід зазначити, що хоча на сьогодні найбільш широке поширення одержав протокол Н.323, усе більша кількість виробників намагається передбачити у своїх нових продуктах підтримку протоколу SIP.
Підхід SIP до побудови мереж IР-телефонії простіший в реалізації, ніж протокол Н.323, але менше підходить для організації взаємодії з телефонними мережами. В основному це зв'язано з тим, що протокол сигналізації SIP, базується на протоколі НТТР, який в свою чергу погано погоджується зі системами сигналізації, використовуваними в ТМЗК. Тому протокол SIP більш підходить постачальникам послуг Інтернет для надання послуги IР-телефонії, причому ця послуга буде усього лише частиною пакета послуг.
Важливою особливістю протоколу SIP є підтримка мобільності користувача, тобто його здатності одержувати доступ до замовлених послуг у будь-якому місці і з будь-якого термінала, а також здатності мережі ідентифікувати й аутентифікувати користувача при його переміщенні з одного місця в інше. Ця властивість SIP не унікальна, і, наприклад, протокол Н.323 теж у значній мірі підтримує таку можливість.
Архітектура мережі, що базуються на протоколі SIP представлена на мал. 1.4.

Рис. 1.1 Архітектура мережі на базі протоколу SIP.
Для реалізації взаємодії з існуючими додатками ІР-мереж та для забезпечення мобільності користувачів протокол SIP використовує адресу, подібну до адреси електронної почти. В якості адрес робочих станцій використовуються спеціальні універсальні вказівники ресурсів – URL (Universal Resource Locators), так звані SIP URL.
SIP – адреси бувають чотирьох типів:
ім'я@домен;
ім'я@хост;
ім'я@ІР-адреса;
№телефона@шлюз;
Таким чином перша частина адреси це – ім’я користувача зареєстрованого в домені чи на робочій станції. Друга частина вказує на домен, робочу станцію, чи шлюз.
Прикладами SIP-адрес можуть бути:
sip:user@network.lviv.ua
sip:user@192.168.1.110
sip:215-87-11@gateway.lviv.ua
Мережа SIP містить три основні елементи: агент користувача, проксі-сервер і сервери переадресації.
Агент користувача є додатком термінального устаткування і містять у собі дві складові: агент користувача – клієнт (UAC) і агент користувача – сервер (UAS), (клієнт та сервер). Клієнт UAC ініціює SIP-запити. Сервер UAS приймає запити і повертає відповіді.
Проксі-сервер діє від імені інших клієнтів і містить функції клієнта і сервера. Цей сервер інтерпретує і може перезаписувати заголовки запитів перед відправленням їх до інших серверів. Нижче представлений алгоритм установлення з'єднання за допомогою протоколу SIP при участі проксі-сервера мал. 1.5:

Рис. 1.2 Встановлення з’єднання за участю проксі-сервера.
1. Проксі-сервер приймає запит з'єднання INVITE від викличного устаткування користувача.
2. Проксі-сервер встановлює місцезнаходження клієнта за допомогою сервера визначення місця розташування .
3. Проксі-сервер передає запит INVITE викликуваному користувачу.
4. Устаткування викликуваного користувача повідомляє про вхідний виклик і повертає проксі-серверу повідомлення про те, що запит INVITE обробляється (код 100). Проксі-сервер, у свою чергу, направляє цю інформацію устаткуванню викличного користувача.
5. Коли викликуваний абонент приймає виклик, його устаткування сповіщає про це проксі-сервер (код 200), який, в свою чергу, перенаправляє інформацію про те, що виклик прийнятий, до устаткування викличного користувача.
6. Виклична сторона підтверджує встановлення з'єднання передачею запиту АСК. Встановлення з'єднання закінчене, абоненти можуть обмінюватися мовною інформацією.
Сервер переадресації визначає поточне місце розташування викликуваного абонента і повідомляє його викличному користувачу. Для визначення поточного місця розташування викликуваного абонента сервер переадресації звертається до сервера визначення місця розташування.
Алгоритм встановлення з'єднання з використанням протоколу SIP при участі сервера переадресації має наступний вигляд:
1. Сервер переадресації приймає від викличної сторони запит з'єднання INVITE і зв'язується із сервером визначення місцезнаходження, що видає поточну адресу потрібного користувача.
2. Сервер переадресації передає цю адресу викличній стороні. На відміну від проксі-сервера, запит INVITE до устаткування викликуваного користувача сервер переадресації не передає.
3. Устаткування викличного користувача підтверджує завершення транзакції із сервером переадресації запитом АСК.
4. Далі устаткування викличного користувача передає запит INVITE на адресу, отриману від сервера переадресації.
5. Устаткування викликуваного користувача повідомляє останнього про вхідний виклик і повертає викличному устаткуванню повідомлення про те, .що запит INVITE обробляється (код 100).
6. Коли викликуваний абонент приймає виклик, про це сповіщається устаткування викличного користувача (код 200). Встановлення з'єднання завершене, абоненти можуть обмінюватися мовною інформацією.
Протокол SIP передбачає 6 запитів і відповідей на них. Сигналізація SIP дає можливість користувацьким агентам і мережевим серверам визначати місце розташування, видавати запити і керувати з'єднаннями.
INVITE - запит залучає користувача чи послугу до участі у сеансі зв'язку і містить опис параметрів з’єднання. За допомогою цього запиту користувач може визначити функціональні можливості термінала свого партнера по зв'язку і розпочати сеанс зв'язку використовуючи обмежене число повідомлень і підтверджень їхнього прийому.
АСК - запит підтверджує прийом відповіді на команду INVITE і завершує транзакцію.
OPTIONS - запит дозволяє одержати інформацію про функціональні можливості користувацьких агентів і мережевих серверів. Однак цей запит не використовується для організації сеансів зв'язку.
BYE - запит використовується сторонами для руйнування з'єднання. Перед тим як-зруйнувати з'єднання, користувацькі агенти відправляють цей запит до сервера, повідомляючи про намір припинити сеанс зв'язку.
CANCEL – запит дозволяє користувацьким агентам і мережевим серверам скасувати раніше переданий запит, якщо відповідь на нього ще не була отримана.
REGISTER - запит застосовується клієнтами для реєстрації інформації про місце розташування з використанням серверів SIP.
Затримки в ІР-мережах.
При передачі мови по ІР-мережі виникають набагато більші затримки ніж в ТМЗК. Ці затримки мають цілком випадковий характер. Є кілька основних причин виникнення затримок. По-перше це вплив мережі. Якщо завантаження мережі незначне, маршрутизатори та комутатори опрацьовують пакети практично миттєво, але при зростанні навантаження черги на опрацювання зростають, що й стає причиною затримок. Чим більше маршрутизаторів та комутаторів стоїть на шляху пакета до кінцевої точки, тим більший час запізнення, та більша варіація чього часу, тобто джиттер.
Ще одним джерелом затримок є операційна система. Більшість сучасних операційних систем не можуть контролювати розподіл часу центрального процесора, між різними процесами з точністю, більше декількох десятків мілісекунд. Щоб мінімізувати вплив ОС деякі виробники шлюзів ІР-телефонії використовуют