SIP协议介绍及其在IMS中的应用
03-ZA025007 【IMS9.0】SIP协议介绍 ISSUE6.00
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目 录
SIP协议报文分析
2.1 消息类型 2.2 消息结构 2.3 消息参数
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5xx：服务器端错误 --表示SIP服务器故障不能完成对正确消息的处 理。
6xx：全局错误 --表示请求不能在任何SIP服务器上实现
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SIP 基本消息流程
举例：INVITE sip:bob@ SIP/2.0
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状态行Status-line
状态行Status-line
SIP版本 状态码 原因短语
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培训目标
学完本课程后，您应该能：
描述SIP协议的功能和在IMS网络中的流程 了解SIP协议的报文结构
描述SIP各头域在IMS网络信令流程中的作用
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用户能力（User Capabilities）：决定通信所采用的媒体和媒体参数 用户可用性（User Availability）：决定被叫方是否愿意加入通信过程
中国移动CM-IMS(SIP)技术规范_第1部分：SIP的总体要求V1.0.0
中国移动通信企业标准QB-C-018.1-2011中国移动C M-I M S会话初始协议（S I P）技术规范第一部分：S I P的总体要求C M-I M S S p e c i f i c a t i o n s o f S e s s i o nI n i t i a t i o n P r o t o c o l(S I P)P a r t1:C o m m o nR e q u i r e m e n t o f S I P版本号：1.0.02011-7-27发布2011-7-27实施中国移动通信集团公司发布目录前言 (II)1. 范围 (1)2. 规范性引用文件 (1)3. 术语、定义与缩略语 (1)4. SIP协议概述 (2)4.1. SIP协议简介 (2)4.2. SIP协议功能介绍 (3)5. SIP协议结构 (3)5.1. SIP分层架构 (3)5.2. SIP使用的传输协议 (4)5.3. SIP协议中的逻辑实体 (4)5.3.1. UA (4)5.3.2. Proxy (5)5.3.3. B2BUA (5)5.4. 会话、对话和事务 (6)5.5. SIP路由机制 (6)5.5.1. 请求消息的路由 (6)5.5.2. 响应消息的路由 (6)6. SIP协议在CM-IMS中的应用 (6)6.1. CM-IMS体系结构 (6)6.2. SIP协议相关的CM-IMS接口和网元 (8)6.2.1. 接口 (8)6.2.1.1. Gm接口 (8)6.2.1.2. Mw接口 (9)6.2.1.3. ISC接口 (9)6.2.1.4. Ma接口 (9)6.2.1.5. Mi接口 (9)6.2.1.6. Mj接口 (9)6.2.1.7. Mg接口 (9)6.2.1.8. Mx接口 (9)6.2.1.9. Cr接口 (9)6.2.2. 网元 (10)7. SIP的能力集和支持的CM-IMS业务 (10)7.1. 能力集 (10)7.2. SIP协议支持的业务 (11)8. 编制历史 (11)前言本标准依据IETF、3GPP以及ITU-T制定的相关标准，结合有关行业标准和中国移动相关企业标准，基于中国移动CM-IMS总体技术要求而制定，充分考虑了网络的平滑演进能力，为中国移动CM-IMS核心网设备、接入设备及终端设备的研发、引入和运行维护提供技术依据。
SIP协议在IMS中的扩展与应用研究的开题报告
SIP协议在IMS中的扩展与应用研究的开题报告一、选题背景随着VoIP技术的发展和应用越来越成熟，人们对于IMS (IP Multimedia Subsystem) 的需求日益增加。
IMS是一个多媒体应用平台，它基于VoIP技术和SIP协议，可以提供多种服务，例如语音通话、视频通话、数据传输等，同时还可以支持应用程序的接入和管理。
因此，IMS 已成为未来通信网络的重要发展方向之一。
SIP (Session Initiation Protocol)协议是IMS的核心技术之一。
它是一种应用层协议，可以实现在不同网络之间建立和管理多媒体会话。
SIP 协议的灵活性和扩展性使得它成为了IMS的首选协议，同时SIP在IMS 中的扩展和应用也成为了当前研究热点之一。
二、研究目的本研究旨在探究SIP协议在IMS中的扩展和应用，包括但不限于以下几个方面：1. SIP协议在IMS中的标准化及其发展历程。
2. SIP协议在IMS中的扩展和应用，例如SIP会话控制、SIP消息路由、SIP信令传输等。
3. SIP协议在IMS中的性能分析和优化方法。
4. 结合实际应用场景，对SIP协议在IMS中的扩展和应用进行案例分析和实验验证。
三、研究方法本研究将采用文献调研法、实验分析法等多种研究方法，具体做法如下：1. 文献调研法：通过检索相关文献，系统地了解SIP协议在IMS中的标准化、扩展和应用，整理出相关的研究成果和应用案例，为后续的研究工作打下基础。
2. 实验分析法：通过仿真实验和案例分析，对SIP协议在IMS中的扩展和应用进行性能分析和优化，验证研究成果的有效性和可行性。
四、预期结果本研究的预期结果包括但不限于以下几点：1. 深入了解SIP协议在IMS中的标准化和发展历程，掌握其关键技术和应用场景。
2. 基于IMS应用场景，探讨SIP协议在IMS中的扩展和应用，例如SIP会话控制、SIP消息路由、SIP信令传输等。
3. 在实验仿真和案例分析基础上，对SIP协议在IMS中的性能进行分析和优化。
基于SIP协议的IMS系统的模块化设计与应用实现的开题报告
基于SIP协议的IMS系统的模块化设计与应用实现的开题报告1. 研究背景随着信息化技术的迅速发展，人类社会正在进入智能化时代。
移动通信技术在信息化进程中起到了重要的支撑作用，移动通信系统为人们提供了更为便捷和快速的通信手段。
随着用户对移动通信需求的日益增长，人们对通信服务的质量和功能要求也越来越高。
在通信服务方面，传统的语音通话已经不能满足人们的需求，因此发展基于SIP协议的IMS （IP Multimedia Subsystem）系统变得越来越重要。
IMS系统是一种采用基于IP的可裁剪/可扩展架构的多媒体服务子系统，它为终端用户提供丰富的多媒体功能，包括语音、视频、IM（即时通讯）、群组协作、在线游戏等服务。
IMS系统是一种集成业务和网络的系统，可以帮助电信运营商提高业务水平和网络质量。
2. 研究内容和目标本研究的目标是设计一种基于SIP协议的IMS系统，并将其分解为多个模块，提高系统的可维护性和可扩展性，以满足用户对于多媒体服务的需求。
研究内容包括以下几个方面：1）研究IMS系统的架构和协议。
IMS系统是一种复杂的多媒体子系统，需要深入研究其架构和协议，为后续研究奠定基础。
2）研究IMS系统中的各个模块。
根据IMS系统的需求，将其分解为多个模块，研究每个模块的功能和实现方法。
3）设计IMS系统的模块化架构。
基于IMS系统的需求和模块设计，设计一种模块化架构，提高系统的可维护性和可扩展性。
4）实现IMS系统。
基于设计好的IMS系统模块化架构，实现基于SIP协议的IMS系统，并对系统进行测试和优化。
3. 研究方法和预期结果本研究采用文献调研和实验研究相结合的方法，对IMS系统的架构、协议和模块进行深入研究，提出IMS系统的模块化设计方案，并进行系统实现和优化。
预期结果是设计出一种基于SIP协议的IMS系统模块化架构，实现基于该架构的IMS系统，并进行测试和优化。
该IMS系统能够满足用户对于多媒体服务的需求，具有良好的可维护性和可扩展性。
IMS对SIP协议的要求及应用
编号：_______________本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载IMS对SIP协议的要求及应用甲方：___________________乙方：___________________日期：___________________2007年7月25日09:14 中国联通网站作者：电信快报李丽张顺颐1、IMS和SIP协议简单介绍IP多媒体核心子系统(IMS)是第三代移动通信合作伙伴项目(3GPP)提出的支持IP多媒体业务的子系统，它的显著特点是采用了会话发起协议(SIP),通信与接入方式无关，可以提供多种媒体业务，控制功能与承载能力分离、呼叫与会话分离、应用与服务分离、业务与网络分离、移动网与互联网业务融合。
IMS顺应了通信网络融合发展的趋势。
SIP是基于因特网两个最成功的服务Web和E-mail进行设计的。
借鉴了Internet 的标准和协议设计思想，坚持简洁、开放和可扩展、可重用性的原则，为组建多媒体通信网络、提供多媒体业务提供了一种可以将简单的应用结合到复杂的服务中去的方法。
SIP通过一种便捷的方式来建立和控制各种类型的点到点媒体会话。
和Internet协议类似，它采用的是一种模块化结构，请求/应答模式，基于文本方式，因此使用非常简单灵活，升级、扩展方便。
SIP由SIP基本协议和一系列针对移动业务的SIP扩展组成。
SIP基本协议由因特网工程任务组(IETF)请求说明文档(RFC)3261定义，SIP扩展则由一系列RFC文档组成，主要包括RFC3455 RFC3311、RFC3262 RFC3325 等20多个文档。
2、IMS中的SIP协议由于SIP的灵活性，使得3GPP在R5中采用了SIP作为会话控制协议来设计IMS。
3GP股有定义一个新的SIP协议，而只是以某种方式使用IETF定义的SIP。
因此，在公用移动网中的诸如低带宽、漫游、安全需求、服务质量(QoS)和计费管制等特定需求，对SIP也都会有特定要求。
IMS和SIP介绍
IMS和SIP介绍一、IMS简介IMS是一种以IP为基础的多媒体通信体系结构，它提供了一个开放的、灵活的、可扩展的平台，用于实现语音、视频、数据等多媒体业务的互通和互操作。
IMS的架构采用了客户端/服务器模式，支持各种网络接入技术，如2G、3G、4G、Wi-Fi等。
IMS的主要特点有：1.多媒体业务融合：IMS支持语音、视频、消息、数据等多种业务类型的融合，用户可以通过同一个终端设备进行多种业务通信。
3.服务与应用的鉴权和计费：IMS提供了鉴权和计费的功能，使得服务提供商可以向用户收费，并根据用户的需求进行相应的鉴权。
4.可扩展性和灵活性：IMS的架构设计允许新增服务和应用，同时也支持不同供应商的设备和平台的集成，实现了系统的可扩展性和灵活性。
二、SIP简介SIP是一种基于文本的通信协议，用于建立、修改和终止多媒体会话，并支持在IP网络中传输多媒体数据。
SIP是一个开放的标准，可以与其他网络和通信协议集成，例如HTTP、POP3等。
SIP的主要特点有：1.建立会话：SIP提供了建立会话的机制，可以通过SIP消息与其他终端进行通信，从而建立语音、视频等多媒体会话。
2.会话管理：SIP可以对会话进行管理，包括修改、转移、终止等操作，从而实现会话的灵活控制。
3.位置服务：SIP支持用户位置服务，通过Domain Name System (DNS) 来查找终端设备的位置信息，从而实现对用户的呼叫和服务的定位。
4.用户鉴权和计费：SIP提供了鉴权和计费的功能，使得服务提供商可以向用户收费，并根据用户的需求进行相应的鉴权。
三、IMS和SIP的关系IMS和SIP之间有着密切的关系，可以说IMS是建立在SIP之上的。
IMS使用SIP作为信令协议，通过SIP进行会话的建立和管理，同时采用了SIP的扩展，实现了更多的功能和服务。
IMS同时还支持其他传输协议，如HTTP，以提供更广泛的互联互通能力。
IMS与SIP在实际应用中的配合主要有以下几个方面：1.会话控制：IMS使用SIP协议进行会话的建立和终止，SIP提供了丰富的会话控制能力，使得用户可以根据需求自由地建立、修改和终止会话。
IMS和SIP介绍
IMS和SIP介绍CSCF Call Session Control FunctionI-CSCF Interrogating-CSCFInterrogating-CSCF（I-CSCF）是指在运营商的网络中，针对目的地为该网络运营商的用户或当前位于该网络运营商的服务区域内的漫游用户的所有连接的联系点。
注1：如果采用边界控制概念，运营商网络内的接触点可能不同。
注2：当请求被发送到另一个域时，如果需要，它们可以通过本地网络出口点（IBCF）路由，IBCF随后将请求转发到另一个域的入口点。
一个运营商的网络中可能有多个I-cscf。
I-CSCF执行的功能包括：注册：●向执行SIP注册的用户分配CSCF●会话相关流和会话无关流●将从另一个网络接收到的SIP请求路由到S-CSCF。
●在执行HSS位置查询之前，将所有具有SIP URI with user=phone参数格式的请求URI中包含的E.164地址转换为IETF RFC 3966[15]的Tel:URI格式。
如果用户不存在，并且如果由操作员策略配置，则I CSCF可以调用传输功能的部分，该部分将Tel:URI格式的请求URI中包含的E.164地址转换为可路由SIP URI。
●从HSS处获得S-CSCF的地址。
●将SIP请求或响应转发到由上述步骤确定的S-CSCF基于本地配置，I-CSCF可以执行传输路由功能。
如果I-CSCF基于HSS查询确定会话的目的地不在IMS内，则它可以转发请求，也可以向发起端点返回故障响应。
收费和资源利用：●生成CDR。
P-CSCF Proxy-CSCFProxy -CSCF（P- CSCF）是IM-CN子系统中的第一个接触点。
它的地址由ue使用“与本地CSCF Discovery相关的过程”中描述的机制来发现。
P-CSCF的行为类似于一个代理，即它接受请求并在内部为它们提供服务，或者转发它们。
P-CSCF 不应修改SIP INVITE消息中的请求URI。
IMS和SIP介绍
IMS和SIP介绍IMS是一种开放的、基于IP的通信体系结构，旨在支持多种多媒体应用和服务。
它由一系列功能组件构成，包括：应用服务器、媒体服务器、媒体网关、用户数据存储和用户终端设备。
IMS的核心思想是将各种多媒体通信服务整合到一个统一的架构中，以便用户可以通过一个统一的接口来访问这些服务。
IMS还提供了一个标准化的接口，使不同运营商的网络能够进行互联互通。
同时，IMS还支持丰富的业务模式，包括VoIP（Voice over IP）、视频通话、实时消息传输、会议等。
SIP是一种用于建立、修改和终止会话的通信协议。
它定义了一套规范，用于在IP网络中传输多媒体会话的控制信令。
SIP使用类似于HTTP的请求-应答模型，并使用URI（Uniform Resource Identifier）来标识用户和资源。
SIP可以用于建立多媒体通信会话，如语音通话、视频通话和实时消息传输。
它还支持丰富的功能，包括呼叫转接、呼叫等待、呼叫保持等。
SIP还支持媒体流的协商和传输，以实现多媒体通信。
IMS和SIP之间存在紧密的关联。
IMS使用SIP作为其会话控制协议，以实现多媒体通信的建立、修改和终止。
IMS还定义了一套SIP扩展，以支持特定于IMS的功能和需求。
通过使用SIP和IMS，用户可以在IP网络上进行语音通话、视频通话和实时消息传输，而不管他们所使用的终端设备或网络类型如何。
此外，IMS提供了一个开放的接口，让第三方开发者能够创建自己的多媒体应用和服务，并将其集成到IMS网络中。
这种开放性使得IMS成为一个非常灵活和可扩展的平台，可以满足不同运营商和用户的各种需求。
IMS和SIP在现代通信网络中扮演着重要的角色。
它们使运营商能够提供多种多样的多媒体通信服务，如语音通话、视频通话和实时消息传输。
它们也为第三方开发者提供了一个平台，可以创建自己的多媒体应用和服务，并将其集成到IMS网络中。
通过使用IMS和SIP，用户可以在任何地点、任何时间使用各种设备进行多媒体通信。
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消息头
消息体
SIP消息格式示例 消息格式示例
SIP/2.0 200 OK
响应行
Via: SIP/2.0/UDP From: Zhangli <sip:zhangli@> To: Liming <sip:liming@> Call-ID: 662606876@ CSeq: 1 INVITE Contact: < sip:liming@ > Content-Type: application/sdp Content-Length: 193 v=0 o=- 2987933615 2987933615 IN IP6 5555::aaa:bbb:ccc:ddd s=c=IN IP6 5555::aaa:bbb:ccc:ddd t=0 0 m=video 3400 RTP/AVP 98 99 b=AS:75 a=curr:qos local none a=curr:qos remote none a=des:qos mandatory local sendrecv a=des:qos none remote sendrecv a=rtpmap:98 H263 a=fmtp:98 profile-level-id=0 a=rtpmap:99 MP4V-ES m=audio 3456 RTP/AVP 97 96
SIP消息格式示例 消息格式示例
请求行
INVITE sip:aaa@ SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP [5555::aaa:bbb:ccc:ddd]:1357;comp=sigcomp;branch=z9hG4bKnashds7 Max-Forwards: 70 Route: <sip::7531;lr;comp=sigcomp>, <sip:;lr> …… Content-Type: application/sdp Content-Length: (…) v=0 o=- 2987933615 2987933615 IN IP6 5555::aaa:bbb:ccc:ddd s=c=IN IP6 5555::aaa:bbb:ccc:ddd t=0 0 m=video 3400 RTP/AVP 98 99 b=AS:75 a=curr:qos local none a=curr:qos remote none a=des:qos mandatory local sendrecv a=des:qos none remote sendrecv a=rtpmap:98 H263 a=fmtp:98 profile-level-id=0 a=rtpmap:99 MP4V-ES m=audio 3456 RTP/AVP 97 96
SIP消息格式
SIP消息有两类： 请求和响应，消息格式如下： generic-message = start-line *message-header CRLF [message-body] start-line = Request-Line / Status-Line
SIP消息-请求
Request-line = Method SP Request-URI SP SIP-Version CRLF Method：方法名，目前RFC 3261规范定义了六种方法：REGISTER、 INVITE、ACK、CANCEL、BYE、OPTIONS，其他的标准跟踪（ Standards track）RFC可能定义另外的方法，比如：REFER、UPDATE 、 PRACK…… SIP-Version：目前为SIP/2.0；不同的消息可能携带不同的SIP版本号， SIP实体应该参考该版本号确定相应的处理 Request-URI：一个SIP URI或者SIPS URI，该请求指向的用户或者服务。 也可以支持其他的编号方案，如：TEL URI；SIP实体可以通过任何可行的 方法，将这些编号方式转换为SIP/SIPS URI
IMS技术交流 - SIP协议介绍及其在 技术交流 协议介绍及其在IMS中的应用 协议介绍及其在 中的应用
Topics
SIP协议简介 协议简介
SIP网络结构 SIP协议模型 SIP消息格式 SIP建立通讯的过程 SIP协议的特点
IMS中的 中的SIP 中的
IMS中的SIP协议 IMS典型信令流程讲解
SIP消息-请求
INVITE – 邀请用户参与来发起一次呼叫. ACK - 请求用于证实UAC已收到对于INVITE请求的最终响应，和INVITE 消息配套使用. BYE - USER AGENT用此方法指示释放呼叫. CANCEL -该方法用于取消一个尚未完成的请求，对于已完成的请求则无 影响. REGISTER – 客户使用该方法在服务器上登记列于To字段中的地址. OPTIONS – 用于询问服务其能力.
SIP对话
SIP对话表示了一对UA站点间的持久性的SIP协议关系。 在RFC3261中只有INVITE请求及其2XX响应才能创建对话. 到目前为止共有INVITE、REFER、SUBSCRIBE三个SIP请求可以创建对话 。 对话由Dialog-ID表示，Dialog-ID由对话的Call-ID、Local Tag(对于UAC是请 求消息中From的tag参数值）、Remote TAG（UAC 请求的TO首部的tag参 数值) 一个对话可由多个事务所组成
SIP网络结构
SIP网络实体
User Agents - 用户代理 发起和终止会话的实体，包含两个功能实体 User Agent Clients (UAC) –发起SIP事务请求的功能实体 User Agent Server (UAS) –接收SIP事务请求的功能实体，基于UAC发出的 请求，产生相应的响应 UAC 和 UAS -都能终止一个呼叫 UAC/UAS是暂时性的，不存在静态的意义，即：该角色只在一个事务（请 求、最终响应）期间有意义，一个User Agent 既可以作为UAC也可以作为 UAS。 Proxy Server - 代理服务器 与重定向服务器（Redirect Server）及位置服务器（Location Server）有联 系 为其它的客户机代理，进行SIP消息的转接和转发的功能。消息机制与UAC 和UAS相似. 对收到的请求消息进行翻译和处理后，传递给其他的服务器. 对SIP请求及响应进行路由.
SIP消息-响应
响应还可以分为临时响应和最终响应 临时响应（Provisional Response）：临时响应收到后，不代表事务的结束，只 代表事务的一个中间状态，有：1xx； 最终响应（Final Response）：最终响应代表一个事务的结束，UAC收到后应 该释放事务相关的资源，有：2xx、3xx、4xx、5xx、6xx，即除1xx以外的响 应都是最终响应；
SIP消息-响应
响应码的第一个数字用来给响应消息进行分类： 1xx－Provisional：临时响应，表明UAS已经收到请求，正在继续进行处理， UAC收到该响应后，进行相应处理，但不能结束事务； 2xx－Success：成功响应，请求被成功的收到、理解并接受； 3xx－Redirection：重定向响应，为完成请求，需要进一步的动作，一般携带 重定向地址，UAC收到后，自动或者手工选择重定向地址，重新发起请求； 4xx－Client Error：收到的请求中包含语法错误，或者由于UAC的原因服务器 不能完成该请求； 5xx－Server Error：服务器不能完成一个明显有效的请求； 6xx－Global Error：请求不能在任何服务器上完成；
SIP网络实体
Location Server - 位置服务器 代理服务器或重定向服务器从位置服务器获取被叫当前可能的位置信息 。位置服务器可以在物理上与SIP网络服务器处于同一位置，也可以是单 独配置的。网络服务器访问位置服务器的方式（可选用LDAP，轻型目录 访问协议）并不属于SIP协议的范畴，位置服务器也不能算是一种SIP服 务器。 Registrar Server - 登记服务器 接收REGISTER 请求完成用户注册 可以支持鉴权的功能
SIP协议模型
语法和编码层
采用扩展的BNF语法。
传输层
发送和接收SIP消息。
事务层
匹配事务，处理应用层重传和超时，匹配请求和响应。
事务用户层
创建和取消事务实例 除无状态proxy外，每个SIP实体都是一个事务用户。
SIP协议的承载
SIP协议 TLS UDP TCP SCTP
资源开销小，报文传送， 提供可靠连接，分段 提供可靠连接，报文 传输。 实现简单。 传送，分段传输。 缺乏可靠传输机制，依 流式传输，协议栈必 心跳机制。 须进行应用层ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ息重 赖于SIP事务层的重传 组； 机制；大于MTU的报文 依赖于IP层分片。 面向连接的特性，用 在UNI侧时资源开销较 大
什么是SIP ?
SIP协议支持代理、重定向、登记定位用户等功能，支持用户移动，与 RTP/RTCP、SDP、RTSP、DNS等协议配合，可支持和应用于语音、视频 、数据等多媒体业务，同时可以应用于Presence（呈现）、Instant Message（即时消息，类似QQ）等特色业务。
SIP的功能特点 的功能特点
什么是SIP ?
Session Initiation Protocol -会话发起协议是IETF制定的多媒体通信协议，它 是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终 止IP网上的双方或多方的多媒体会话。 SIP主要借鉴了Web网的HTTP和SMTP两个协议，具有灵活，可扩展，开放 等特点 。
用户定位（User location）：确定用于通讯的终端； 用户可用性（User availability）：确定被叫方是否空闲及是否愿意进行通讯； 用户能力（User capabilities）：确定使用的媒体和媒体参数； 会话建立（Session setup）：邀请和提示被叫，在主被叫之间传递呼叫参数； 会话管理（Session management）：包括会话转移和终结会话、修改会话参数、 调用业务等。 SIP的最强大之处就是用户定位功能。SIP本身含有向注册服务器注册的功能，也可 以利用其它定位服务器如DNS（Domain Name System）、LDAP（轻型目录访问协 议）等提供的定位服务器来增强其定位功能。 SIP具有很强的包容性，它可以建立如音频、视频、多方通话等各种会话，也可以 被用来传送即时消息和文件，这得益于它对HTTP等协议的吸收借鉴。这使运营商 能通过统一的业务平台提供综合业务，实现网络的融合。SIP在灵活、方便提供业 务方面具有多方面优点。