SIP-протокол: опис

Session Initiation Protocol (SIP) являє собою протокол для сигналізації і управління мультимедійними сеансами зв'язку. Найбільш поширені області застосування інтернет-телефонії – для передачі голосу і здійснення відеодзвінків, а також обміну миттєвими повідомленнями по мережах IP (Internet Protocol). Він визначає повідомлення, які надсилаються між кінцевими точками і регулюють створення, припинення та інші істотні елементи виклику. Протокол SIP, опис якого наведено вище, може бути використаний для створення, модифікації і завершення сеансів, які складаються з одного або декількох мультимедійних потоків даних. Він являє собою протокол прикладного рівня. Розроблений для того, щоб бути незалежним від основного транспортного шару. Іншими словами, це протокол на основі тексту, що включає в себе безліч елементів HTTP (Hypertext Transfer) і Simple Mail Transfer Protocol (SMTP).

SIP-протокол – що це таке?

SIP працює спільно з кількома іншими протоколами прикладного рівня, які ідентифікують і передають мультимедійні сесії. Виявлення і узгодження медійних даних досягається спільно з Session Description Protocol (SDP). Для передачі мультимедійних потоків – голосу, відео – він зазвичай використовує транспортний протокол реального часу (RTP) або режим Secure (SRTP). Для безпечної передачі повідомлень SIP може бути зашифрований за допомогою Transport Layer Security (TLS).

Історія розробки

SIP-протокол був спочатку розроблений групою фахівців в 1996 році. Він був стандартизований у RFC 2543 в 1999 році (SIP 1.0). У листопаді 2000 року він був прийнятий в якості сигнального протоколу 3 GPP і постійного елемента IP-архітектури Multimedia Subsystem (IMS) для потокових мультимедійних послуг на базі IP в системах стільникового зв'язку. Остання версія (SIP 2.0) у специфікації RFC 3261 була випущена в червні 2002 року. З певними розширеннями і уточненнями вона використовується і в наш час.
Незважаючи на те, що спочатку SIP-протокол був розроблений на основі голосових сервісів. Сьогодні він підтримує широкий спектр додатків, включаючи відеоконференції, потокові мультимедіа, обмін миттєвими повідомленнями, передачу файлів і факсів через IP та онлайн-ігри.

Протокол SIP – опис та операції

Session Initiation Protocol не залежить від основного транспортного протоколу. Він працює на основі Transmission Control Protocol (TCP), користувальницького Datagram Protocol (UDP) або протоколу управління передачею потоку (SCTP). Він може бути використаний як для передачі даних між двома сторонами (одноадресних розсилки), так і для багатоадресної сесії. У ньому є елементи дизайну, аналогічні моделі запиту транзакції HTTP. Кожна така операція складається з запиту клієнта, що викликає конкретний метод або функцію на сервері, і щонайменше однієї відповіді. SIP-протокол повторно використовує більшість полів заголовка, правил кодування і кодів статусу HTTP, забезпечуючи читається текстовий формат. Кожен ресурс мережі Session Initiation Protocol – агент користувача або скринька голосової пошти – розпізнається за допомогою ідентифікатора розподілу ресурсу (URI), що функціонує на основі загального стандартного синтаксису, який також використовується у веб-сервісах і електронній пошті. Схема URI, яка використовується для SIP, має вигляд логічного ланцюжка: ім'я користувача: пароль @ вузол: порт.

Політика безпеки

Якщо потрібно безпечна передача даних, схема наказує, що кожен з елементів мережі, за яким перенаправляється запит до цільового домену, має бути забезпечений Transport Layer Security (TLS). Останній крок від проксі-сервера до цільового домену при цьому зобов'язаний функціонувати у відповідності з місцевими налаштуваннями безпеки. TLS захищає від зловмисників, які намагаються перехопити дані в момент відправлення. Але вона не забезпечує реальну безпеку до кінця і не може запобігти спостереження і крадіжку інформації. Як же SIP-протокол, порти якого повинні бути надійно з'єднані, працює з іншими службами мережі? Він працює спільно з кількома іншими протоколами і бере участь тільки в частині сигналізації сеансу зв'язку. SIP-клієнти, як правило, використовують TCP або UDP з номерами портів 50605061 або для підключення до SIP-серверів та іншим кінцевим точкам SIP. Порт 5060 зазвичай використовується для незашифрованого сигнального трафіку, тоді як порт 5061 тісно «дружить» з Transport Layer Security (TLS).

Для чого використовується?

Щоб найбільш точно відповісти на питання «SIP-протокол – що це?», слід зрозуміти, для чого він застосовується. Використовується він зазвичай в налаштуванні і передачі голосових або відеодзвінків. Він дозволяє змінювати існуючі виклики. Модифікація може включати зміну адрес чи портів, запрошення в розмову більшого числа учасників, додавання або видалення мультимедійних потоків даних. SIP також знайшов застосування в програмах обміну повідомленнями, а також в сервісах підписки на події та повідомлення.
Набір з SIP-правил, пов'язаних з Internet Engineering Task Force (IETF), визначає інструкцію для таких застосувань. Голосові і видеопотоковые повідомлення у додатках переносяться на інший протокол прикладної програми в режимі реального часу Transport Protocol (RTP). Параметри – номери портів, протоколи, кодеки – для цих медіа потоків визначені і погоджені з використанням протоколу опису сеансу (SDP), яке переміщується в тілі пакета Session Initiation Protocol (наприклад, протокол SIP-T). Основна перспектива розвитку протоколу полягає в тому, що він повинен у майбутньому забезпечити установку сигналізації і виклику для IP-комунікацій на засадах, які зможуть підтримувати супернабір функцій обробки викликів і опцій, присутніх в комутованої телефонної мережі загального користування (PSTN). Він сам по собі не визначає їх. Точніше, він регулює лише установки дзвінків та сигналізації. Всі дії, які спрямовані на виконання таких телефонних операцій (тобто набір номера, відповідні рінгбектон або сигнал зайнятості), виконуються проксі-серверами і агентами користувачів. Їх впровадження і термінологія різна в різних країнах світу, але вони діють за одним принципом.

Значення в телефонного зв'язку

Телефонні мережі з підтримкою SIP можуть також здійснювати багато з більш просунутих функцій обробки викликів, присутніх в Signaling System 7 (SS7). Хоча обидва цих протоколу досить різні. SS7 являє собою централізований протокол. Він характеризується складною центральної мережевою архітектурою і «тупими» кінцевими точками (традиційні телефонні апарати). SIP є протоколом типу «клієнт-сервер». Однак більшість пристроїв з підтримкою Session Initiation Protocol можуть виконувати роль як клієнта, так і сервера. Загалом, ініціатором сеансу виступає клієнт, а одержувач виклику виконує функцію сервера. Таким чином, функції SIP реалізовані в сполучених кінцевих точках, всупереч традиційним можливостям SS7 які реалізуються в мережі. SIP принципово відрізняється тим, що ця технологія розвивається у сфері ІТ, а не в телекомунікаційній галузі. SIP-протокол стандартизований і визначається головним чином IETF, в той час як інші (наприклад, H. 323) традиційно асоціюються з Міжнародним союзом електрозв'язку (МСЕ).

Мережеві елементи

SIP визначає агентів користувача, а також кілька типів мережних елементів сервера. Дві кінцеві точки SIP можуть взаємодіяти без будь-якої проміжної інфраструктури. Тим не менше цей підхід часто виявляється непрактичний для державного зв'язку, яка потребує сервісі каталогів для пошуку доступних вузлів в мережі. SIP-протокол register не може забезпечити такий функціональності.

Агент користувача

Агент користувача SIP (UA) являє собою логічну мережу кінцевих точок. Вони використовуються для створення або одержання повідомлень і тим самим керують SIP-сеансом. SIP-UA може виконувати роль клієнта агента користувача (UAC), який посилає запити SIP, а також його сервера (UAS), що приймає запити і повертає відповідь SIP. Такий контроль облікових записів і UAS здійснюється тільки протягом транзакції SIP.

Телефонія

SIP-телефонія, по суті, є IP-телефонією, яка реалізує клієнтські і серверні функції користувача SIP-агента. Крім того, вона забезпечує традиційні опції телефонний дзвінок, набір номера, відповідь, відхилення, утримання/зняття та переадресацію виклику. SIP-телефони можуть бути реалізовані у вигляді апаратного пристрою або як софтфона. Оскільки виробники все частіше використовують цей протокол в якості стандартної платформи телефонії (в останні роки – за допомогою 4G), відмінність між апаратної і програмної основи SIP-телефонів залишаються розмитими. Крім того, елементи Session Initiation Protocol сьогодні реалізовані в основних функціях вбудованого програмного забезпечення багатьох IP-сумісних пристроїв. Прикладами можуть служити багато пристроїв від Nokia і BlackBerry, а SIP-протокол на Android в даний час є незамінним сервісом. В SIP, як HTTP, агент користувача може ідентифікувати себе з допомогою повідомлення поля заголовка User-Agent, який містить текстовий опис програмного забезпечення/апаратних засобів/найменувань продукції. Поле агента користувача передається в повідомленнях запиту. Це означає, що приймає сервер SIP може бачити цю інформацію. Мережеві елементи Session Initiation Protocol іноді можуть зберігати цю інформацію. І це може бути корисним при діагностиці проблем сумісності.