一种新的面向IMS网络的SIP协议栈

doi:10.3969/j.issn.1000-0801.2012.04.020

Abstract

Abstract:

IMS（IP multimedia subsystem）is an important part of 3G system core network, and it uses SIP protocol to initiate session for end-to-end connection establishment, and then gains service quality requirement. This paper proposes a new SIP protocol stack for IMS network. The performance and reliability testing based on the soft-terminal shows that the proposed SIP protocol stack can effectively perform multimedia communication.

Key words: IMS network, SIP protocol, soft-terminal, multimedia communication

Guangxian Ji. A Novel SIP Protocol Stack for IMS Network[J]. Telecommunications Science, 2012, 28(4): 90-98.

请求消息	消息含义
invite	发起会话请求，邀请用户加入一个会话，会话描述含于消息体中。对于两方呼叫来说，主叫方在会话描述中指示其能够接受的媒体类型及其参数。被叫方必须在成功响应消息的消息体中指明其希望接收哪些媒体，还可以指示其行将发送的媒体。如果收到的是关于参加会议的邀请，被叫方可以根据Call-ID或者会话描述中的标识确定用户已经加入该会议，并返回成功响应消息
Ack	证实已收到对于invite请求的最终响应。该消息仅和invite消息配套使用
bye	结束会话
cancel	取消尚未完成的请求，对于已完成的请求（即已收到最终响应的请求）则没有影响
register	注册
options	查询服务器的能力

序号	状态码	消息功能
1XX	信息响应（呼叫进展响应）	表示已经接收到请求消息，正在对其进行处理
2XX	成功响应	表示请求已经被成功接受、处理
3XX	重定向响应	表示需要采取进一步动作，以完成该请求
4XX	客户出错	表示请求消息中包含语法错误或者SIP服务器不能完成对该请求消息的处理
5XX	服务器出错	表示SIP服务器故障不能完成对正确消息的处理
6XX	全局出现故障	表示请求不能在任何SIP服务器上实现

测试内容	在SIP软终端启动后，便向SIP服务器注册。如果软终端接收到来自 SIP 服务器的200OK 响应，则注册成功，否则注册失败
测试前置条件	SIP服务器与局域网工作正常
测试步骤	（1）在IP地址为*.*.156.225的PC 上启动SIP软终端；
	（2）验证 SIP 软终端是否向 SIP 服务器发送register消息；
	（3）如果注册成功，将收到200OK的响应消息
测试结果	由Wireshark抓取分组结果可知，当SIP软终端启动时：
	（1）156.225向158.230发送第一条register消息；
	（2）158.230向156.225发送407响应，提示需要验证鉴权；
	（3）156.225向158.230发送第二条带有鉴权信息的register消息；
	（4）158.230向156.225发送200OK响应，注册流程结束
结果分析	在SIP服务器与局域网工作正常的条件下，SIP软终端能成功完成注册操作

测试内容	SIP软终端发出invite清求，如果收到200OK响应，则SIP软终端建立话音通道，接收/发送话音流，建立话音会话
测试前置条件	· SIP服务器与局域网工作正常；
	·在 IP 地址为 *..156.225的 PC 上，SIP URI 为101@.*.158.230的SIP软终端启动并成功注册；
	·在 IP 地址为 *..158.73的 PC 上，SIP URI 为100@.*.158.230的SIP软终端启动并成功注册
测试步骤	（1）主叫101向被呼终端100发出invite请求，邀请它参与会话；
	（2）主叫收到200 OK响应，接受会话请求，建立会话，建立话音通道
测试结果	由Wireshark抓取分组结果可知，当SIP软终端发起一次呼叫时：
	（1）156.225向158.230发送invite消息；
	（2）158.230向156.225发送100 trying响应；
	（3）158.230向156.225发送180 ringing响应；
	（4）158.230向156.225发送200OK响应，带有会话协商的结果；
	（5）156.225向158.230发送ACK消息，会话建立完毕
结果分析	在SIP 服务器与局域网工作正常的条件下，SIP软终端能成功完成通话功能

测试内容	本测试主要检测软终端协议栈的工作效率。呼叫建立时间以主叫方发出invite请求，到收到被叫200OK响应的时间间隔为准
测试前置条件	· SIP服务器与局域网工作正常；· 在 IP 地址为 *..156.225的 PC 上，SIP URI为101@.*.158.230的SIP软终端启动并成功注册；
	· 在IP 地址为*..158.73的 PC 上，SIP URI 为100@.*.158.230的SIP软终端启动并成功注册
测试步骤	（1）主叫101向被呼终端100发出invite 请求，邀请它参与会话；
	（2）主叫收到200 OK 响应，接受会话请求，建立会话，建立话音通道
测试结果	由Wireshark抓取分组结果可知，主叫101发出invite请求的时间为4.414473 s,SIP服务器返回200OK响应的时间为4.606158 s
结果分析	在局域网的条件下，软终端协议栈的呼叫建立的时间间隔仅为（4.606158-4.414473）= 0.191685 s，符合预期目标

A Novel SIP Protocol Stack for IMS Network

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测试内容	本测试主要检测SIP软终端长时间工作的可靠性。以24 h为测试总时间，检测一次视音频呼叫长时间连续工作的状况
测试前置条件	· SIP服务器与局域网工作正常；
	· 在 IP 地址为 *..156.225的 PC 上，SIP URI 为101@.*.158.230的SIP软终端启动并成功注册；
	· 在IP地址为*..158.73的PC上，SIP URI为100@.*.158.230的SIP软终端启动并成功注册
测试步骤	（1）主叫101向被呼终端100发出 invite 请求，邀请它参与会话；
	（2）主叫收到200OK响应，接受会话请求，建立会话，建立话音通道；
	（3）呼叫维持目标24 h，直至出现异常情况或是24 h结束
测试结果	在呼叫建立半个小时后，音频正常，但视频出现异常，被叫画面停滞，画面无更新
结果分析	分析是由视音频编解码模块从RTP协议栈取视频帧时出现了问题，通过追踪代码发现，是由于本地维护的视频数据分组时间戳与接收视频数据分组的时间戳不一致。修改方式为把本地时间戳的增长基数从90 000调整至9 000
改进后结果	改进后，SIP软终端视音频呼叫维持24 h无异常

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