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SIP协议分析与嵌入式SIP实现研究

2020-12-07阅读(824)

SIP协议分析与嵌入式SIP实现研究

论文摘要

会话初始协议（SIP）是由互联网工程任务组（Internet Engineering Task Force-IETF）提出的IP电话信令协议。SIP协议在风格上遵循因特网一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩展性等原则,适于开发新的与互联网结合的语音应用。随着软交换技术的发展,SIP协议已经成为了IP领域内运用最广泛的信令控制协议,成为了下一代网络中的核心协议。同时,随着嵌入式技术的不断发展,嵌入式系统从过去工业控制领域的单一应用模式快速向消费类电子产品领域扩展。嵌入式技术和网络通信技术的结合越来越受到关注,嵌入式VoIP （Voice over Internet Protocol）将是未来嵌入式系统的一个重要应用,具有广阔的发展前景。针对基于嵌入式环境下的安全语音通信的迫切需求,本研究工作基于云南省国家安全局内部成员移动通信保密系统项目,采用标准会话初始协议SIP （Session Initiation Protocol-SIP）,在基于Windows Mobile 2003版以上的嵌入式环境中实现一个安全的移动通信IP电话系统。本论文回顾了SIP协议的相关研究工作,对SIP协议栈的深入剖析后,借鉴已有的部分开源系统,设计实现了一个嵌入式SIP协议栈,协议栈经过在Windows Mobile2003及后续版本的测试与实际应用,基本满足基本SIP应用开发的需求。通过原型的开发,论文实现了一个初步可用的VoIP系统原型,并已投入了实际应用。研究的主要工作如下：1、深入分析了SIP协议体系结构如协议栈原理、消息机制、信令流程和SIP的一些关键技术如注册过程等,并重点研究了SIP协议的结构,深入思考了SIP协议栈结构实现原理。2、借鉴PJSIP、Sofia SIP等开源系统,独立设计了一个简化的嵌入式SIP协议栈。对嵌入式SIP协议栈的层次结构进行了简化,并引入了内存池、零拷贝等技术来提高嵌入式协议栈的响应速度。然后,完成了应用于嵌入式设备的SIP协议栈原型。3、在嵌入式SIP协议栈的基础上,开发基于Windows Mobile 5.0的软电话,通过对该软电话的响应速度、语音质量的测试,证明该嵌入式协议栈原型具有一定的实用性。4、针对SIP应用中的防火墙应用所产生的问题,采用部署OpenVPN的方案来解决防火墙穿越问题。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 项目背景
  • 1.2 软交换技术
  • 1.3 H.323与SIP比较
  • 1.4 国内外SIP协议研究与应用现状
  • 1.5 嵌入式SIP协议栈面临的问题
  • 1.6 论文的选题意义以及工作论述
  • 1.6.1 论文的选题意义
  • 1.6.2 工作论述
  • 1.7 论文结构
  • 第二章 SIP协议综述与相关前期工作
  • 2.1 SIP协议
  • 2.1.1 SIP协议定义
  • 2.1.2 SIP协议的功能
  • 2.1.3 SIP系统的网络结构
  • 2.2 SIP协议的结构
  • 2.3 SIP消息结构（MESSAGE）
  • 2.3.1 SIP请求
  • 2.3.2 SIP响应
  • 2.3.3 SIP消息头
  • 2.4 SIP事务流程
  • 2.4.1 INVITE客户端事务
  • 2.4.2 NON-INVITE客户端事务
  • 2.4.3 INVITE服务器端事务
  • 2.4.4 NON-INVITE服务器端事务
  • 2.5 SIP实体
  • 2.6 RTP协议
  • 第三章 嵌入式SIP协议栈设计
  • 3.1 嵌入式SIP协议栈总体结构
  • 3.2 嵌入SIP核
  • 3.3 模块
  • 3.3.1 模块定义
  • 3.3.2 模块优先级
  • 3.3.3 模块对收到消息的处理
  • 3.3.4 模块对发送消息的处理
  • 3.3.5 处理过程描述
  • 3.3.6 模块的注册和反注册
  • 3.4 解析器/构造器
  • 3.4.1 主要数据结构的定义
  • 3.4.2 解析过程描述
  • 3.5 传输层
  • 3.5.1 传输层的类图
  • 3.5.2 传输管理器
  • 3.5.3 传输对象
  • 3.6 事务层
  • 3.7 UA层
  • 3.8 SIP实现中的关键问题
  • 3.8.1 内存池
  • 3.8.2 语音编码技术
  • 第四章 基于嵌入式SIP协议栈的开发应用
  • 4.1 软电话实现
  • 4.1.1 SIP UA模块
  • 4.1.2 语音通信模块
  • 4.2 测试环境
  • 4.3 功能测试
  • 4.4 性能测试
  • 4.5 测试结论
  • 4.6 SIP部署中的防火墙穿越
  • 4.6.1 常见安全威胁模式
  • 4.6.2 防火墙/NAT对SIP通话的影响
  • 4.6.3 基于OpenVPN的解决方案
  • 第五章 总结与展望
  • 5.1 总结
  • 5.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A:攻读学位期间发表论文情况

    • 相关论文文献

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