Istunnon aloittamisprotokolla

SIP , lyhennettynä SIP , on avoin standardi istunnonhallintaa tiedonsiirtoprotokollaa käytetään usein multimedia-tietoliikenteen (ääni, kuva, jne.). Vuodesta 2007 se on ollut yleisin Internet-puhelinliikenteessä ( VoIP ).

SIP ei ole tarkoitettu vain VoIP: lle, vaan myös moniin muihin sovelluksiin, kuten videopuheluun , pikaviesteihin , virtuaalitodellisuuteen tai jopa online-videopeleihin.

Tekninen esitys

Istunnon aloitusprotokolla (jonka lyhenne on SIP ) on OSI-mallin (eikä istuntokerroksen, kuten sen nimi saattaa ehdottaa) sovelluskerroksen protokolla , standardoitu ja standardoitu IETF: n (kuvattu RFC  3261, joka vanhentanut RFC: n)  2543, ja sitä täydentää RFC  3265), joka on suunniteltu perustamaan, muokkaamaan ja lopettamaan multimediaistuntoja. Se huolehtii useiden osallistujien todentamisesta ja lokalisoinnista. Se on myös vastuussa neuvotteluista, minkä tyyppisiä medioita eri osallistujat voivat käyttää kapseloimalla SDP ( Session Description Protocol ) -sanomia . SIP ei kuljeta istunnon aikana vaihdettua dataa, kuten ääntä tai videota. Koska SIP on riippumaton tiedonsiirrosta, mitä tahansa dataa ja protokollaa voidaan käyttää tähän vaihtoon. Kuitenkin RTP-protokolla ( Real-time Transport Protocol ) tarjoaa useimmiten ääni- ja videoistuntoja. SIP korvaa vähitellen H.323: n .

SIP-protokolla käyttää porttia 5060 ja sen suojattua versiota SIP-TLS (alias SIPS) -portti 5061.

Asiayhteys

Internet-verkon käytön kautta tapahtuvan tietämysvallankumouksen aikana olemme todistamassa puhelinliikenteen ja tietotekniikan ( puhelin-tietokone-kytkentä ) lähentymistä .

Kiinteä puhelinverkkojen ( PSTN tai ISDN ) ja ensimmäisen ja toisen sukupolven matkaviestimet (satelliitti ja GSM ) ovat saaneet päivänä tukevien verkkojen ääni vain, jossa on hyvin alhainen kaistanleveydet ja nopeudet (ISDN sallittu datalähetyksiä, on kytketty tai kiinteä yhteys merkinnästä, 64 kb / s yksiköllä  tai D-kanavan paketilla).

H.323 oli uraauurtava yhteys IP-verkon kautta tapahtuvaan puhelinliikenteeseen, jonka lähetti viranomaiset televiestinnässä ( ITU tai ITU). Hieman uudemman muotoinen SIP tulee Internetin maailmasta ( IETF ) ja sopii epäilemättä hieman paremmin IP- verkkoihin .

Kustantajien, palveluntarjoajien ja operaattoreiden on pitkään tarjottava ohjelmistoja ja palveluja H323: n ja SIP: n ympärillä, Skype on vakiinnuttanut asemansa useiden miljoonien käyttäjien kanssa tarjoamalla asiakasohjelmistoja, palveluja ja yhdyskäytävän julkisiin verkkoihin. Saapuvat ja lähtevät, mutta kaikki tämä tekniikka on suljettu eikä sen vuoksi pääse kehittäjille vapaassa maailmassa.

Nykyisin puutteiden korjaamiseen kannalta läsnä ja verkkojen ( NAT ) SIP-protokollan, toimittajat ja palveluntarjoajat työskentelevät integroitumista SIP kanssa Jabber , luotettava, vakio, avoin ja todistettu protokolla läsnäolon ja pikaviestit. .

Operaatio

Pohjat

SIP: llä on monia yhtäläisyyksiä HTTP- protokollan kanssa , kuten ASCII- koodaus ja vastauskoodit.

Asiakas lähettää pyyntöjä palvelimelle , joka lähettää takaisin vastauksen. Perusmenetelmät ovat:

• KUTSU antaa asiakkaalle pyytää uuden istunnon,
• ACK vahvistaa istunnon perustamisen,
• PERUUTA peruuttaa erinomaisen KUTSU,
• BYE lopettaa nykyisen istunnon,
• OPTIONS mahdollistaa käyttäjien hallintakapasiteetin palauttamisen avaamatta istuntoa,
• REGISTER avulla voit rekisteröityä rekisteröintipalvelimeen.

Vastauskoodit ovat samanlaisia ​​kuin HTTP:

• 100 yrittää,
• 200 OK,
• 404 ei löydetty.

Koodit, jotka ovat suurempia tai yhtä suuria kuin x80, ovat ominaisia ​​SIP: lle:

• 180 soittoääniä,
• 486 Varattu.

Toisaalta SIP eroaa HTTP: stä siinä, että SIP-agentti (User Agent, UA) yleensä pelaa sekä asiakkaan että palvelimen rooleja , ts. Se voi lähettää myös pyyntöjä, mitä vastaamaan saamiinsa.

Käytännössä SIP: n toteutus perustuu kolmeen elementtiin: käyttäjäagenttiin, rekisteröijään ja välityspalvelimeen.

Käyttäjä agentti

Käyttäjä Agentit ovat asiakkaalle aineita, joita löytyy puhelimet SIP ohjelmistopuhelimen (VoIP-ohjelmassa) sekä tietokoneiden ja PDA- tai SIP yhdyskäytäviä. Teoriassa voimme luoda istuntoja suoraan kahden käyttäjäagentin , esimerkiksi kahden puhelimen, välillä. Mutta se vaatii vastaanottajan IP-osoitteen tuntemista . Tämä ei ole ihanteellinen, koska IP-osoite ei välttämättä ole julkinen (NAT: n takana) tai muutos, ja se on paljon monimutkaisempi muistaa kuin URI (Uniform Resource Identifier). Käyttäjäagentit voivat siis rekisteröityä rekisterinpitäjiin ilmoittamaan nykyisen sijaintinsa, eli IP-osoitteensa .

Kirjaaja

Kirjaaja on palvelin , joka hallinnoi Rekisteröityminen lähettämät pyynnöt Käyttäjien Agents ilmoittaa oman sijaintinsa. Nämä pyynnöt sisältävät siten IP-osoitteen , joka liittyy URI: hen , joka tallennetaan tietokantaan .

URI SIP ovat hyvin samankaltaisia muodoltaan kuin sähköpostiosoitteeseen  : sip: [email protected]

Yleensä todennusmekanismit estävät ketään rekisteröitymästä URI: hen .

Kuva: Käyttäjän rekisteröinti  

Välityspalvelin

SIP-Proxy toimii välittäjänä kahden User Agent , jotka eivät tiedä niiden sijainnit ( IP-osoite ). Todellakin, URI / IP-osoite -alueella on aiemmin tallennettu tietokantaan , jonka kirjaaja . Välityspalvelin voi siis kysyä tältä tietokannalta ohjataakseen viestejä vastaanottajalle.

Kuva: SIP-välityspalvelimen periaate

1. Lähetetään INVITE-pyyntö välityspalvelimelle
2. Välityspalvelin kysyy tietokantaa
3. Tietokanta palauttaa IP-osoitteen Vastaanottaja
4. Välityspalvelin välittää viestin vastaanottajalle

  Kuva: SIP-istunto välityspalvelimen kautta 600 pikseliä  

Välityspalvelin välittää SIP-viestit vain istunnon luomiseksi, hallitsemiseksi ja lopettamiseksi. Kun istunto on perustettu, dataa, esimerkiksi RTP virta ja VoIP , ei kulje välityspalvelimen kautta. Ne vaihdetaan suoraan käyttäjäagenttien välillä .

B2BUA

Back-to-back-käyttäjäagentin (B2BUA tai "takaisin takaisin" käyttäjän aine ) on ensi silmäyksellä samanlainen kuin SIP-välipalvelimen sikäli kuin se toimii välittäjänä kahden käyttäjän aineita . Tärkein ero on, että B2BUA ei tyydy välittämään SIP-viestejä, se "leikkaa" muodostettavan viestinnän signaloinnin kahteen erilliseen keskukseen ja varmistaa täydellisen hallinnan (muodostamisen, hallinnan ja lopettamisen) täysin itsenäisenä tavalla. Siten se toimii käyttäjäagentin "palvelimena" kutsuvalla puolella ja soittaa puhelun käyttäjäagentin "asiakkaana" kutsutulla puolella. B2BUA: n kumpikin puoli käyttäytyy kuin SIP-elementti RFC 3261 : n merkityksessä . Kun jokaisen puhelun kaikki elementit kulkevat B2BUA: n läpi, palveluntarjoajat voivat toteuttaa puhelun aikana käytettävissä olevia lisäominaisuuksia.

B2BUA-palvelin voi siten tarjota toimintoja:

• puhelun hallinta (laskutus, puhelunsiirto, automaattinen puhelun katkaisu jne.)
• verkkokytkentä (protokollan, koodekkien jne. mukauttaminen)
• verkon peittäminen (yksityiset osoitteet, verkon topologia jne.)

Hyvin usein B2BUA-toiminto on integroitu mediayhdyskäytävään hallitsemaan myös istunnon mediavirtoja.

SIP: n aiheuttamat ominaisuudet

SIP: n puolesta tai sitä vastaan ​​esitetyt argumentit sisältävät seuraavat:

• Avoinna: viralliset protokollat ​​ja asiakirjat ovat yksityiskohtaisia ​​ja kaikkien saatavilla ladattavia;
• Vakio: IETF on standardoinut protokollan ja sen jatkuvan kehityksen luomalla tai kehittämällä muita protokollia, jotka toimivat SIP: n kanssa;
• IP-osoitteen perusteella: tämä tarkoittaa, että SIP ei ylitä NAT: ita (mutta tämä voidaan ratkaista ottamalla käyttöön lisää asiakas-palvelin-mekanismeja, kuten STUN, tai liittämällä SIP Jabberiin );
• Looginen integrointi muihin standardeihin: integraatio Jabberin kanssa mahdollistaa esimerkiksi IP-osoitteisiin liittyvien ongelmien ohittamisen;
• Hyvin samanlainen kuin HTTP  ;
• P2P-yhteensopiva: paikallisverkossa SIP toimii täydellisesti P2P: ssä (vielä helpommin Zeroconfin integroinnilla ), tämä ei koske istuntojen perustamista kahden NAT: lla erotetun ikäisensä välillä;
• Joustava: SIP: tä käytetään myös kaiken tyyppisiin multimediaistuntoihin (ääni, video, mutta myös musiikki, virtuaalitodellisuus jne.);
• Puhelintoiminta julkisissa verkoissa: yleisiin puhelinverkoihin (PSTN, GSM jne.) On monia yhdyskäytäviä (maksullisia palveluita), jotka mahdollistavat äänipuhelujen soittamisen tai vastaanottamisen.
• Yhteiset kohdat H.323  : n kanssa : RTP-protokollan ja joidenkin ääni- ja videokoodekkien käyttö on yhteistä;
• Huono toteutus  : SIP-protokollan huono toteutus tai puutteellinen toteutus käyttäjäagentteissa voi häiritä toimintaa tai tuottaa tarpeetonta liikennettä verkossa;
• Yhteensopimattomuudet: H.323 (vakio ja avoin) ja Skype (oma) hyötyvät verkkovaikutuksestaan, vaikka H.323 pyrkii häviämään SIP: n eduksi;
• Läsnäolo ja pikaviestit: SIP näyttää useita heikkouksia läsnäolon hallinnassa ja pikaviesteissä, mutta erikoistuneen avoimen Jabber- standardin integrointi ratkaisee suurimman osan näistä ongelmista;
• Pieni käyttäjien määrä: SIP on edelleen vähän tiedossa ja yleisö käyttää sitä vähän, koska se ei ole saavuttanut kriittistä massaa, sillä ei ole hyötyä verkon vaikutuksesta;
• Ei suojattu: sisäänkirjautuminen ja salasana lähetetään selkeästi (ilman salausta ).

Markkinanäkökohdat

Vuodesta 2003 lähtien kaikki alan suurimmat toimijat ovat ottaneet SIP-protokollan vähitellen käyttöön valintaprotokollana kiinteiden ( IMS ) ja matkaviestinverkkojen kehitykselle:

• Brittanyn testivaiheen jälkeen Orange virallistaa tämän protokollan käytön Maaliskuu 2008
• Kaikkien suurten perinteisten yksityisten sivukonttorijärjestelmien tarjoajien hallussa
• Säilytetään Voice over IP-verkon arkkitehtuurit kiinteän liikkuvan lähentämiseksi läsnä palvelut ovat vahva vaatimus
• Suurin osa videoneuvottelumarkkinoiden toimijoista säilyttää
• Säilyttää Microsoftin
• Käytetään matkapuhelinverkkojen ytimessä  : UMTS , HSPA ja LTE
• Määrittämiseen käytetty ” VoLTE  ” äänipuheluita  vuonna 4 th  sukupolven LTE päätelaitteiden ja mobiili -verkoissa.

Huomautuksia ja viitteitä

1. (in) "  SIP: Session Initiation Protocol  " Kommenttipyyntö n o  3261,Kesäkuu 2002.
2. (in) "  SIP: Session Initiation Protocol  " Kommenttipyyntö n o  2543,Maaliskuu 1999.
3. (in) "  Session Initiation Protocol (SIP) -spesifisen Tapahtumailmoitusten  " Kommenttipyyntö n o  3265,Kesäkuu 2002.
4. "  Portti 5061 (tcp / udp)  " , SpeedGuide-ohjelmassa ( luettu 4. syyskuuta 2020 ) .
5. IP-puhelintoiminta: Orange ottaa käyttöön SIP-protokollan , - Ariase.com - 26. maaliskuuta 2008 päivätty artikkeli.
6. (sisään) [1] , [MS-SIP]: Istunnon aloitusprotokollan laajennukset.
7. (sisään) 3GPP GSM-, UMTS- ja LTE-verkkoarkkitehtuuri, katso TS 23.002 -standardi (rel.8) 3gpp.org, joulukuu 2010
8. IP-puhelimet LTE: n kautta - Tämä protokolla perustuu SIP univ-poitiers.fr -sovellukseen, 12. huhtikuuta 2013

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit

• Luettelo SIP-ohjelmistoista
• WebRTC multimedia tiedonsiirtoprotokolla , joka perustuu HTTP ja HTML5 .

Ulkoiset linkit

• ( fr ) SIP-protokollalle ja siihen liittyville tekniikoille omistettu portaali
• (en) Tiedot SIP-protokollasta
• (fr) IETF: n työ SIP: n parissa
• (en) "Inter-Asterisk Exchange (IAX): Deployment Scenarios in SIP-Enabled Networks" Tässä kirjassa kuvataan IAX-protokollaa ja aktivointiskenaarioita olemassa olevissa SIP-arkkitehtuureissa.
• (en) Yksityiskohtaiset tiedot SIP: stä