基于SIP协议的IP电话服务器的设计与实现分析

李利乐

【摘要】    近年来因特网工程任务组提出的SIP协议具有扩展性和灵活性特点，能够为人们提供一种将简单应用结合在复杂服务中的功能，越来越多IP电话服务提供商开始支持SIP协议服务。基于此，本文以IP电话服务器作为研究对象，通过对服务器的组建分析，从系统结构、系统实现和插件功能实现阐述系统设计方案。

【关键词】    SIP协议    IP电话服务器    系统设计

引言：SIP协议具体指应用层控制和信令协议，它能够创建、结束、修改多个参与者的会话，，其中包含普通电话呼叫、网络电话呼叫和多人会话等内容。SIP协议可以合理控制多媒体会话，同时对会话带宽要求、媒体类型、解码格式等会话属性进行调整，以SIP协议为基础的IP电话服务器将会更加先进，给人们的生活带来便利。

一、SIP协议的服务器组件

（1）代理服务器。该组件功能类似于HTTP代理，能够接收用户与其他服务器的请求，决定目的服务器位置，提交请求。传递请求前，代理服务器能够解释请求包头，并按照原路返回的原则，建立代理呼叫模式。（2）重定向服务器。这是在接收SIP协议请求之后，并不将SIP请求转发，而是将拥有下一条服务器地址响应重新返还给提出请求的客户，并在客户的直接请求下进行服务器跳转。重定向服务器建立起了的呼叫模式也被称为重定向呼叫模式。（3）注册服务器。注册服务器能够彰显SIP协议支持下终端客户的可移动性。如果用户想与其他用户创建会话，SIP协议需要查询到该用户使用的主机，并建立在SIP协议基础上，通过REGISTER请求，在注册服务器内进行自己位置的注册，从而方便他人查询。（4）定向服务器。这并不属于SIP协议实体，但是也是协议中的重要组成部分，能够存储用户位置信息，并向其返回信息内容。定向服务器可以是轻型目录访问协议服务器和企业网络数据库通过网络目录查询命令得到的结果。该服务器与本地配置密切相关，代理服务器进行服务器跳转时需要向定向服务器发出有关查询的请求[1]。

二、基于SIP协议的IP电话服务器的设计与实现

1、系统结构分析。本文研究中，设计的IP电话服务器按照实际需求，将SIP服务器与计费服务器相分离。其中计费服务器可以作为Radius Srever进行呼叫信息的接收与记录，随后处理信息，并根据相应的收费标准对用户实时计费，同时将呼叫记录保存完整。SIP服务器能够实现系统配置、用户注册功能，其中包含了系统配置模块、代理模块、注册模块、语法分析模块和定位模块。其中代理模块与系统配置模块是IP电话服务器系统的核心，也是各项模块功能实现的基础。其他模块则是IP电话服务器的功能插件，语法分析是必备的，其他插件可以按照用户实际需求进行科学配置[2]。

2、系统实现。本文以SIP协议为基础，在设定IP电话服务器内的消息时，相对应的插件HOOK级别进行功能插件消息的处理。IP电话服务器系统内一共有五种HOOK级别，从高到低级别排列分别如下：HOOK_REALLY_FIRST，HOOK-FIRST，HOOK_MIDDLE，HOOK_LAST，HOOK_REALLY_LAST。这五个级别内每条消息都会有相对应的插件级别，如果级别对应为HOOK_REALLU_FIRST，说明消息最先被这个插件接收并处理，随后按照相应的级别被其他插件逐一处理，如果消息对应的插件级别相同，那么应按照IP电话服务器系统启动时插件装载的实际顺序，先装载的插件应先处理消息。按照进出IP电话服务器系统的消息，主要有四种类型：（1）进来请求，接收到的请求消息。（2）转发请求，IP電话服务器产生的请求与转发请求。（3）进来响应，接收的响应消息。（4）转发响应，转发响应与IP电话服务器发生的响应消息。其中，进来与转发请求内包含六种请求消息，进来和转发响应中有六种响应消息。本次以SIP协议为基础研究的IP电话服务器系统内，五个功能插件对消息的处理情况如下：插件对消息没有最终处理结果，将由下一个插件继续处理;插件对消息最初了最终响应，则转由代理服务器进行消息处理;插件获取了定位信息，消息将转由代理服务器处理。

3、插件功能实现。该IP电话服务器系统研究中，代理模块能够实现SIP服务器的保存呼叫状态功能。这项功能也是其他模块功能实现的基础。本文研究中，设定出一项数据结构，即Sfp_t，该数据结构内包含了IP电话服务器功能插件的数据结构，具体为Plugin_t。经过分析得知，两种数据结构综合应用后，其中包含了IP电话服务器配置的各项功能插件信息，结构体变量内拥有各功能插件相对应的INVITE消息处理信息。本IP电话服务器系统内，从网络中接收到的SIP协议消息，系统将会采用回调函数的方式，为应用程序提供接口。用户按照实际需求在函数中进行逻辑应用，功能插件初始化中，安装了回调函数指针，能够对相应回调函数进行调用。

总结：总之，本文以基于SIP协议探究了其在VOIP中的运用，分析SIP在IP电话服务器中的合理应用，并实现了系统的设计与研究。本文提出了以功能插件实现IP电话服务器的方法，也阐述了实现系统插件功能的细节，突出IP电话服务器的简单与灵活优势，以便为用户提供优质化服务。

参  考  文  献

[1]云宝音.SIP协议的IP电话实现技术[J].信息通信，2017（05）：197.

[2]章勇. SIP协议网络电话中转服务器的设计与实现[D].北京交通大学，2018.