SIP网络监听模型的设计与实现

收稿日期:2006-12-06;修订日期:2007-03-12 基金项目:国家863计划信息技术领域基金项目(2005AA121210) 作者简介:葛琳(1979-),女,山东济南人,硕士研究生,主要研究方向:软交换及通信;　徐天顺(1964-),男,河南安阳人,工程师,主要研究方向:无线通信工程;　马宏(1968-),男,江苏东台人,副教授,主要研究方向:数字交换方面及通信.文章编号:1001-9081(2007)06-1317-03SI P 网络监听模型的设计与实现葛　琳,徐天顺,马　宏(国家数字交换系统工程技术研究中心,河南郑州450002)(gelin@mail .ndsc )摘　要:针对会话初始协议(SI P )网络及其协议自身的特点,重点研究了如何在SI P 网络中快捷、有效地实现监听。

在此基础上,提出了SI P 网络监听模型的设计方案,并给出了对目标用户进行监听时的通信实现流程。

这种模型的设计与实现是探索性研究,但是与现有的接口技术相比更具有灵活性,实现起来更为简便。

关键词:会话初始协议;代理服务器;重定向服务器中图分类号:TP393.02 文献标识码:AD esi gn and i m plem en t a ti on of i n tercepti on m odel i n S I P networkGE L in,XU Tian 2shun,MA Hong(N ational D igital Sw itching Syste m Engineering &Technological R&D Center ,Zhengzhou Henan 450002,China )Abstract:According t o the SI P net w ork and its p r ot ocol πs characteristic,this article p laced e mphasis on how t o i m p le ment intercep ti on work rap idly and effectively in Sessi on I nitiati on Pr ot ocol (SI P )net w ork .And on such basis,a design of net w ork intercep ti on model was put f or ward as well as the i m p le mentati on fl ow ai m ing at the target UA πs communicati on .Both the design and the i m p le mentati on above are exp l orat ory .They are not only more flexible but als o more convenient than the existing intercep ti on interfaces .Key words:Sessi on I nitiati on Pr ot ocol (SI P );p r oxy;redirect or p r oxy0　引言随着互联网上多媒体实时业务应用的不断增加,需要一系列能够保证顺利完成多媒体会话的呼叫控制协议。

基于互联网客户机/服务器(C /S )结构设计思想的会话初始协议(Sessi on I nitiati on Pr ot ocol,SI P ),以其简单、灵活、可扩展等优良特性,在因特网快速发展的情况下更多地引起了人们的重视。

作为移动通信标准化组织的3GPP 已经决定在SI P 基础上建立第三代移动通信系统(3G )的全I P 网络,并要求3G 终端支持SI P 。

随着SI P 网络产品的不断成熟,SI P 将会作为一个主流的通信协议[1]。

与此同时,随着全球范围内的反恐斗争日益激烈,如何在SI P 网络中进行监听以维护网络的通信安全、建设同步于通信网络发展水平的国家信息安全体系也成为当务之急。

本文针对SI P 网络的组网特点,在深入研究SI P 协议基本通信流程建立的基础上,结合重定向服务器和代理服务器的主要功能特性,提出了在SI P 网络中实现监听的模型设计方案并给出了其实现的通信流程。

1　SI P 网络监听技术1.1　SI P 网络的组成特点图1为SI P 网络的基本结构。

SI P 采用C /S 的工作方式,因此SI P 网络包含两类组件:用户代理和网络服务器。

用户代理又分为用户代理客户端和用户代理服务器,其中用户代理客户端负责发起SI P 呼叫请求,用户代理服务器负责对呼叫请求作出响应。

网络服务器主要为用户代理提供注册、认证、鉴权、路由等服务,分为代理服务器、重定向服务器和注册服务器3种。

其中,重定向服务器提供地址解析服务,其功能类似于域名服务器(DNS ),通常将SI P 呼叫的目的地址映射成零个或多个新地址[1]。

当被叫用户的位置发生改变,而主叫用户并不知道的情况下,呼叫仍然被接续到原代理服务器处,原代理服务器接受到主叫的请求消息后,发现被叫用户已经转移,于是启用重定向功能,向主叫用户反馈回被叫用户的新地址,主叫用户收到后便向新地址重新发起呼叫请求。

重定向特性是SI P 独有的,这也是我们监听模型设计最初的出发点。

图1　SI P 网络的基本结构可以看到,SI P 仅完成呼叫信令的功能,而具体的媒体传输由实时传输协议(RTP 和RTCP )来完成,实现了呼叫与媒体分离的设计思想。

第27卷第6期2007年6月计算机应用Computer App licati onsVol .27No .6June 20071.2　SI P 协议特点SI P 协议是一种基于I P 网络的实时通信应用信令协议,是下一代网络中的核心协议之一。

它采用文本编码格式,其消息分为:请求和响应。

各消息分别由消息头和消息体组成。

请求消息的消息头中的必选参数为Call -I D ;Cseq;Fr o m;T o;Max -For wards ;V ia 。

在这里,我们尤其需要关注的是Fr o m和T o 字段参数。

Fr o m 是发起请求方的地址。

一般采用userinf o@host port 形式。

T o 为接受方地址。

与Fr o m 域相同,也采用userinfo@host port 的地址形式。

了解了SI P 消息头中的Fr o m 和T o 字段参数就可以知道通信的双方,由此可以判定是否需要对呼叫进行监听。

SI P 消息中的消息体由S DP 协议描述,主要进行通信双方媒体属性的协商和交换。

其中的必选参数有v ;o ;s ;c ;t ;m ,其中o 参数表示会话创建者和会话标识;c 表示连接信息,通常为发送消息方的IP 地址;m 为媒体名称和传输地址。

修改消息体中的参数就改变了主叫或被叫用户的媒体属性,信令交互后的媒体传输通道将被改变。

1.3　SI P 网络监听模型的设计SI P 网络中,呼叫需要通过代理服务器进行转接,SI P 消息头中的某些头字段必须为代理服务器可见,代理服务器接收到消息并修改其某些特性后才能进行正确的转发处理,也就是说,用户必须信任代理服务器。

同时,作为网络安全的维护者,我们也可以要求用户发送的消息字段对代理服务器来说必须是可以理解和解析的。

这样,代理服务器就可以得到通信双方的信令消息。

利用SI P 协议的特点,如果监听模型中的监听服务器可以充当代理服务器,那么通过对经过它的信令消息头字段的分析,就可以得知通信双方的用户名或I P 地址,再与数据库中的监控名单进行对照,可以筛选出目标用户。

如果是需要监听的对象,则由监听服务器完成对后续呼叫流程的接续,如果是非目标用户则启用重定向功能将呼叫交付网络中的代理服务器处理。

同时,监听服务器通过对目标用户信令消息体中的媒体地址和端口等参数的修改,就可以将其包含的媒体属性修改为监听媒体网关的属性,呼叫建立后的媒体流将被接续到监听媒体网关。

监听媒体网关在将双方传送的媒体流数据包存储之后,再转发到双方用户实际的媒体地址和端口,监听媒体网关终端对收到的媒体数据包进行后期的还原处理就可以实现对用户的监听。

但是,如果在SI P 网络与监听信息中心之间采用硬件接口的方式进行连接,工作量大,对设备的性能要求高,不易实现。

那么,可以利用SI P 网络中特有的重定向服务器功能将原始呼叫重定向到监听信息中心进行处理。

图2　SI P 网络监听模型如图2所示,整个监听信息中心包括数据库服务器、监听服务器、监听媒体网关及各设备的终端组成。

现将各部分的主要功能作一说明。

监听数据库服务器的主要功能:通过标准协议或内部接口协议与SI P 网络中的注册服务器相连,实时获取和更新用户的注册信息和真实I P 地址。

监听服务器的主要功能:监听服务器是整个模型的核心部分,它需要具备以下功能来确保模型的正常运做。

1)数据库查询功能。

通过内部接口协议或标准协议与数据库服务器连接。

需要对目标用户呼叫接续时,可以查询目标用户的真实I P 地址。

2)判别功能。

即根据收到命令中的关键字段判断主、被叫方并查询数据库是否是监听名单中的目标用户。

3)充当代理服务器。

当目标用户活动时,可以充当代理服务器“汇接”此次呼叫,同时完成对其中部分字段的修改(如,contact,via 等)以保证后续的响应消息依然通过监听服务器。

4)媒体控制功能。

与监听媒体网关通过标准协议或内部接口协议连接,监听服务器根据侦听逻辑的需要,控制监听媒体网关打开端口接收媒体流,并告之监听媒体服务器用户真实的媒体地址和端口号。

5)充当重定向服务器功能。

对非名单中的普通呼叫用户,启用重定向功能接续到原SI P 网络中的主代理服务器。

监听媒体网关的主要功能:通过内部接口协议与监听服务器连接,接收监听服务器的指令,并返回端口号。

通信建立后,先将收到的媒体数据包存储,然后按照监听服务器通知的用户真实媒体地址和端口将媒体数据包转发。

各设备终端的主要功能:主要完成对设备参数的修改和设定,以及对设备正常运行的控制和维护。

监听媒体网关的终端完成对接收到的媒体数据包的后期还原,可以实时地监听到目标用户的通信。

需要注意的是,在实际的实现中,各个设备在物理上可以是一台设备,如图2中虚线方框内所示,即监听数据库服务器、监听媒体网关与监听服务器的功能由一台机器就可以完成,具体的设置根据网络的具体情况决定。

1.4　SI P网络监听模型的实现流程图3　目标用户的本地呼叫流程如图3所示,用户UA1发起I N V I TE 呼叫时,SI P 网络的代理服务器强制启用重定向功能,将监听服务器的地址通过302响应中的Contact 字段反馈给UA1。