基于VoIP的企业融合通信系统的设计与实.docx

毕 业 论 文（设 计）

中文题目： 基于VoIP的企业融合通信系统的设计与实现

英文题目：Enterprise integration communication system based on VoIP design and implementation

姓 名： ***
学 号： ****
专业班级： ***
指导教师： ***
提交日期： 2012-04-20
***，广东，***，***

教务处制
基于VoIP的企业融合通信系统的设计与实现
网络工程，***，指导老师：***
（***计算机科学系，广东，***，中国，***）

摘 要
在电信网络演进中，VOIP是最先得到应用的IP技术。VOIP（Voice over IP）是一种在IP网络上互传语音或视讯的技术，是人们可以享受到资费更便宜、甚至完全免费的通话，以及各种各样的多媒体增值服务，电信运营商的服务内容及方式也相应地产生了翻天覆地的变化。同时，为了降低通话成本，满足更多的用户需求，越来越多的公司采用“IP电话”系统。这些企业通常已经架设了以太网络，采用VoIP可以统一多种不同平台网络和极大地减少电话开销。VoIP技术正日益成为企业通信的主流技术之一。
本文提出基于SIP协议的VoIP 系统方案，重点研究了支持 SIP 终端的软交换解决方案。在原有的网络基础上，通过架设软交换服务器、语音网关和IP电话等设备，实现了内部局域网络和PSTN网络的融合，以达到一个简单易行而又多功能的企业融合通信平台。解决了企业多媒体通信的需求，降低了企业的语音通信费用，为企业带来了明显的经济效益。

关键词
VoIP SIP IP电话 语音网关 软交换

Enterprise integration communication system based on VoIP design and implementation
Network Engineering, Zheng Xuhong, Supervisor: Chen Zhaohua
(Computer Science Dept., Huizhou College, Guangdong, China,516007)
Abstract
In the evolution of telecommunication networks, VOIP is the first application of IP technology. VOIP (Voice over IP) is a each other Voice or video on the IP network technology, is that people can enjoy cheaper rates, and even completely free, and all kinds of multimedia value-added services, service content and the method of telecom operators has changed dramatically. At the same time, in order to decrease the cost of calls to meet the needs of more users, more and more companies are using "IP phone system. These companies usually have Ethernet network has been set up, using VoIP can unify different platform network and greatly reduce the telephone costs. VoIP technology is increasingly becoming one of the mainstream of the communication technology.
In this paper, based on the SIP protocol of VoIP system scheme, key support SIP terminal softswitch solution was studied. On the basis of the original network, through the erection, voice gateway and softswitch server IP telephone calls and such equipment, has realized the fusion of internal local area network and PSTN network, in order to achieve a simple and versatile enterprise integration platform of communication. To solve the enterprise the demand of the multimedia communication, reduce the enterprise cost of voice communications, has brought obvious economic benefits for the enterprise.

Key words
VoIP SIP IP phone Voice gateway Softswitch

目录
摘 要 i
Abstract ii
第1章绪论 1
1.1 课题的研究背景 1
1.2 课题研究意义 1
1.3 课题研究的目标 2
1.4 主要研究工作 3
第2章 融合通信理论基础 4
2.1 VoIP技术概论 4
2.1.1 VoIP技术产生的背景 4
2.1.2 VoIP技术的原理 4
2.1.3 VoIP技术的特点 6
2.1.4 VoIP技术的发展趋势 6
2.2 软交换技术概述 7
2.2.1 软交换技术产生的背景 7
2.2.2 软交换技术的概念 7
2.2.3 软交换技术的功能 7
2.2.4 软交换技术的意义 8
2.2.5 软交换技术的应用 8
2.3 会话初始协议（SIP） 10
2.3.1 SIP协议的背景 10
2.3.2 SIP协议的功能 10
2.3.3 SIP协议的网络元素 11
2.3.4 SIP协议的实现机制 12
2.3.5 SIP协议的消息组成 14
第3章 企业IP融合通信方案设计 16
3.1 需求分析 16
3.1.1 背景 16
3.1.2 企业需求 16
3.1.3 实现目标 16
3.2 方案设计 17
3.2.1 网络拓扑结构 17
3.2.2 安装说明 17
3.2.3 设备选型 17
3.2.4 拨号规则设置 19
3.2.5 企业IP融合通信需要考虑的技术问题 19
第4章 方案具体配置及设置 23
4.1 配置流程 23
4.2 具体配置 23
4.2.1 实验室环境说明 23
4.2.2 企业总部设备配置 24
4.23 企业各分部设备配置 29
4.3 测试数据 30
4.3.1 企业内部IP电话之间的通话 30
4.3.2 企业IP电话与普通电话之间的通话 30
4.3.3 企业IP电话与市内电话之间的通话 31
4.4 企业内部电话会议 31
4.4.1 添加会议房间 31
4.4.2 管理会议房间 32
第5章 总结与展望 33
致谢 34
参考文献 35
附录：外文文献原文 36
外文译文 38

第1章绪论
1.1 课题的研究背景
PSTN(Public Switched Telephone Network)，即公共交换电话网络，是一种以模拟技术为基础的全球语音通信电路交换网络。在两个地点进行通话时，PSTN将一条固定的线路被分配给对话的双方，这条线路虽然可能还存在多余频宽，却不能被其它用户所使用。
语音与数据综合业务的出现，给传统的电路交换技术提出了更高要求，PSTN这种基于电路交换的通信方式逐渐暴露出了其资源利用率低的缺陷。由于PSTN是一种电路交换的方式，一条通路自建立直至释放，其全部带宽仅能被通路两端的设备使用，即使他们之间并没有任何数据需要传送，因此这种电路交换的方式不能实现对网络带宽的充分利用。同时，由于缺少语音和数据的集成，以及模拟线路的低带宽，使得PSTN无法增强网络性能、无法提供附加的其他服务。
在这一背景下，以分组形式传送语音数据的VoIP（Voice Over IP）技术应运而生。
VoIP是在IP网络上进行语音通信，俗称IP电话。但现在的VoIP已不仅仅是指传统意义上的语音通信，而是指音频、视频、数据合一的实时多媒体通信。
语音网关类似于普通的程控交换机，目前语音网关都具备路由器和交换机的功能，可实现点对点免费通信，可以完全将语音通信集成到公司的数据网络中，从而建立能够连接分部在全球各地办公地点和员工的统一话音和数据网络。
IP融合通信是目前网络技术应用的一个重大发展方向，IP电话已经逐渐地代替传统电话机系统进入了当今的各大企业之中，相信在企业中也能得到应有的发展，它将是未来企业计算机网络发展的最大热点之一。
1.2 课题研究意义
传统电话（PSTN）相比，IP融合通信有以下优点：
1、通话费用低：VoIP技术最大限度的在可用传输链路上复用语音业务量，这使得运营成本得以降低，通话费用也随之下降，尤其是长距离通信的费用。
2、节省带宽：传统PSTN电路交换电话消耗的带宽为64k，而VoIP的复用技术是在多个逻辑连接中动态的共享带宽，每个连接一般只需要6.16k。
3、体系结构开放： IP网络是一个开放的网络，这有利于多媒体业务的集成。VoIP网络可同时支持数据、语音、图像的传输，为将来提供全面的多媒体业务打下了基础，有利于多种通信方式的统一。
4、易于开发增值业务：VoIP网利用了Internet网的丰富资源和计算机的强大功能，可以灵活地控制连接、信令和数据传输，有利于各种增值业务的开发，如语音信息广播、语音邮件呼叫中心等。
以上优点使得VoIP技术迅猛发展。同时，相关的软件、硬件、协议和标准中的许多发展和技术突破，使得VoIP的广泛使用很快变成现实。这些领域中的技术进步和发展，为创建一个更有效、功能更强和互操作性更好的VoIP网络，起到了关键的作用。
对于企业用户来说，通过IP网关传送长途电话／传真，同样具有重要的意义：
1、节省长途电话费用
用IP网络完成所有话音／传真的传送，能极大地降低公司内部跨地域、跨国界的电话／传真成本。
2、减少设备投资
企业可以在原来只能传送数据的网络上获得增值的话音服务，而无需另外租用或者购买单独用于话音的设备和线路。由于所有内部通信(话音、数据、传真)均通过同一网络传送，企业可以大大降低购买和维护设备以及线路资源的费用。
1.3 课题研究的目标
为企业构建一个基于企业局域网的语音、视频通信平台。
1、 VoIP技术：VoIP技术产生的背景、原理、特点、发展趋势等。
2、 软交换技术：软交换技术产生的背景、概念、功能、意义、应用等。
3、 会话初始协议 (SIP)：SIP协议的背景、功能、网络元素、实现机制、SIP消息的组成等。
4、 会话描述协议(SDP)：SDP协议的概念、协议字段、应用等。
5、 实时传输协议(RTP)：RTP协议的概念、组成、协议字段、应用等。
6、 实时传输控制协议(RTCP)：RTCP协议的概念、组成、协议字段、应用等。
7、 测试环境搭建：企业融合通信平台的测试环境的搭建。
1.4 主要研究工作
本文分为两大部分，首先阐述了IP融合通信系统的一些基本理论，包括VoIP、软交换、SIP等。然后综合这些基础理论模拟一个企业融合通信系统的设计与实现的方案，争取方案能够在具体的企业中实现并为企业带来效益。最后对论文进行总结与展望，总结毕业设计过程中遇到的一些问题，以及如何去处理这些问题，讨论方案的进一步拓展。

第2章 融合通信理论基础
2.1 VoIP技术概论
2.1.1 VoIP技术产生的背景
VoIP的产生是在Internet商业化以后，在发达国家迅速发展起来。如在美国、以色列，Internet接入很早就采用包月制，不限时限量，人们都希望能够在已经交费的Internet上得到传统的电话和传真业务服务，这样可以大大降低通信费用，特别是国际国内长途电话/传真的费用。1995年，以色列Vocaltech公司研制出可以通过Internet打便宜长途电话的软件产品“Internet Phone”。用户只要在多媒体的PC机上安装软件，就可以通过Internet与任何地方安装同样软件的联机用户进行通话。这项技术上的突破引起全世界的瞩目，其背后的无限商机也使得许多公司开始研究VoIP技术，从而促进了VoIP技术的发展。VoIP经过八年的发展，从当初的PC to PC，发展到今天的PC to Phone、Web to Phone、Phone to Phone等多种业务形式
2.1.2 VoIP技术的原理
与传统的电话网络相比较，IP语音分组是以IP分组交换网络作为传输平台的，需要对模拟的语音信号进行压缩和打包等一系列特殊处理，采用无连接的UDP协议进行传输。而传统的电话网是以电路交换方式传输语音的，它所要求的传输带宽为64kbit/s。VoIP语音的传输过程可以分为以下几个阶段来实现。
（1）从语音到数据的转换阶段
普通电话机发出的语音信号是模拟波形，数字交换机的用户电路需要对语音信号进行模数转换，将模拟信号转换为数字信号（PCM编码）。目前主要采用的语音编码标准是ITU-T的G.711，数码率是64kbit/s，交换机将数字信号传送给网关。
（2）从原数据到IP语音包的转换阶段
网关接收到交换机发来的数字信号后，以特定的帧长对PCM语音包进行压缩编码，然后将压缩的语音包送入网络处理器。网络处理器为语音包添加包头、时标和其他信息后新城语音包。
（3）传送阶段
IP网络提供的是无连接的传输方式，它要求把数据放在可变长的数据报或分组中，然后为每个数据报加上控制和寻址信息，由网络上的路由器进行存储转发到各个目的地。在整个传输过程中，全部网络被看成一个整体，持续不断地从输入端接收语音包，然后在一定的时间内将其传送到网络输出端，其中需要用到很多网络技术来实现。
（4）IP包到数据的转换阶段
目的地的VoIP设备接收到传送过来的IP数据报后就开始处理。网络级提供一个可变长的缓冲器，用来调节网络产生的抖动，这点对语音质量有重要的影响。VoIP设备将接收到的数据报去掉控制和寻址信息，把语音数据提供给解码器，解码器将压缩编码转换为连续的PCM编码后传送给交换机。
（5）从数字语音转换为模拟语音的阶段
数字交换机的用户电路将PCM编码转换为模拟的语音电流送给电话机。
总的来说，语音信号要想在IP网络上传送，必须经过从模拟信号到数字信号的转换、数字语音封装成IP分组、IP分组通过网络传送后，经过解包和数字语音还原到模拟信号等过程。整个过程如图2-1所示。

模数
转换器
模数
转换器
模数
转换器
模数
转换器
模数
转换器
模数
转换器
播放器
接收器
分组网络

图2-1 IP语音分组的基本处理过程

2.1.3 VoIP技术的特点
（1）VoIP的优点：
1、增加利润，造就机遇：企业不再单纯依靠从用户的按时计费应用或主机使用中获取利润。服务提供商和传输服务提供商可以在传统业务基础上提供话音、传真、多媒体业务。由于这些企业长期通过企业局域网和PSTN建立连接，这一连接关系可以随着业务的增长而继续。
2、企业节支和接入的优点：对于依靠PSTN使用话音和传真业务的企业，节约的开支是十分可观的。VOIP通过绕过PSTN的方式，最终减少计费。另外， VOIP功能将使用户可以通过在POTS线上建立的连接，接入企业内部网络、检查电子邮件、使用互联网和收听话音邮件。而且，话音邮件或电子邮件经过检查后，远程用户就可以接通从PC机上接入的电话了。这一功能节约的费用和增加的就业机会将使该企业更具竞争力。
3、升级简单和可扩展性强：由于VOIP是建立在服务器上的一种软件解决方案，所以升级和操作十分简单，而且节约时间和费用。未来的VOIP产品，则由软件升级替代整套的硬件更换。在系统升级时，这一功能既节省经费又节省时间。
（2）VoIP的缺点：
技术可靠性和稳定性、信息安全性不足，容易导致通话被窃听。

2.1.4 VoIP技术的发展趋势
1、随着第三代移动通信网络的部署和宽带网络用户数量的不断扩大，VoIP市场正在呈现一种区域多媒体化的趋向。VoIP不再仅仅提供语音一种业务，数据、视频等内容将会随着网络的融合而加入进来。由此将引起VoIP产品竞争手段的变化，从简单的价格竞争转变到以业务竞争为主。
2、行业用户将是VoIP市场的重点用户群体。在行业企业通信方面，VoIP已经应用的很多。VoIP低廉乃至免费的价格对于企业信息主管人员具有莫大的吸引力。
3、VoIP的种类从单一到多种。VoIP原来只是提供电话到电话的业务，到目前为止虽然这种业务模式仍然占据了绝大部分，但是电话到PC，PC到电话，PC到PC等其他三种方式也在快速发展。这四种方式的综合运用将给予VoIP产品供应商和市场运营商更大的作为空间。
4、PC和无线的融合。这也是一个综合的技术和业务趋势，WiFi等各种无线技术正在从数据业务领域侵入到语音业务领域，与现有的VoIP技术相配合，将产生一系列崭新的技术与应用模式。
2.2 软交换技术概述
2.2.1 软交换技术产生的背景
人类的通信包括话音、数据、视频与音频组合的多媒体三大内容。
一直以来，上述三类通信业务均是分别由不同的通信网来承载和疏通。电话网承载和疏通语音业务、数据网承载和疏通数据业务，多媒体网承载和疏通多媒体业务。电话网和数据网均存在一定的先天缺陷、无法通过简单地改造而成为一个“全业务网”，因此，为了能够实现在同一个网络上同时提供语音、数据以及多媒体业务，即通信业务的融合，产生了软交换（softswitch）技术。
2.2.2 软交换技术的概念
软交换又称为呼叫AGENT、呼叫服务器或媒体网关控制。其最基本的特点和最重要的贡献就是把呼叫控制功能从媒体网关中分离出来，通过服务器或网元上的软件实现基本呼叫控制功能， 包括呼叫选路、管理控制、连接控制、信令互通等。这种分离为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面，使业务提供者可以自由地将传输业务与控制协议结合起来，实现业务转移。这一分离同时意味着呼叫控制和媒体网关之间的开放和标准化，为网络走向开放和可编程创造了条件和基础。
2.2.3 软交换技术的功能
软交换是多种逻辑功能实体的集合，它提供综合业务的呼叫控制、连接和部分业务功能，是下一代电信网语音／数据／视频业务呼叫、控制、业务提供的核心设备。主要功能表现在以下几个方面：
1、 呼叫控制和处理 为基本呼叫的建立、维持和释放提供控制功能。
2、协议功能 支持相应标准协议，包括H.248、SCTP、H.323、SNMP、SIP等。
3、业务提供功能 可提供各种通用的或个性化的业务。
4、业务交换功能
5、互通功能 可通过各种网关实现与响应设备的互通。
6、资源管理功能 对系统中的各种资源进行集中管理，如资源的分配、释放和控制。
7、计费功能 根据运营需求将话单传送至计费中心。
8、认证／授权功能 可进行认证与授权，防止非法用户或设备接入。
9、地址解析功能和语音处理功能。
2.2.4 软交换技术的意义
根据国际Softswitch论坛ISC的定义，Softswitch是基于分组网利用程控软件提供呼叫控制功能和媒体处理相分离的设备和系统。因此，软交换的基本含义就是将呼叫控制功能从媒体网关（传输层）中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，从而实现呼叫传输与呼叫控制的分离，为控制、交换和软件可编程功能建立分离的平面。软交换主要提供连接控制、翻译和选路、网关管理、呼叫控制、带宽管理、信令、安全性和呼叫详细记录等功能。与此同时，软交换还将网络资源、网络能力封装起来，通过标准开放的业务接口和业务应用层相连，可方便地在网络上快速提供新的业务。
2.2.5 软交换技术的应用
软交换具有极其广泛的应用范围。就目前而言，主要可体现在以下几方面：
(1)城域网(MAN)
随着IP技术的发展和FTTH的推进，传统的双绞线接入方式由于成本昂贵、带宽受限、施工复杂等缺陷，已经不能适应用户需求。随着电信市场竞争格局的形成，运营商为了最大限度地争取用户，开始考虑采用WAN提供宽带多媒体业务。
基于Softswitch的解决方案可以在单一网络体系结构内完成语音、数据、视频等全业务的提供，是在城域网上提供综合业务的理想选择。
Softswitch允许采用灵活多样的接入方式，如AG带用户、RG(驻地网关，是一种小型的AG)带用户、IAD带用户和PC以及IP终端直接接入等，同时还可以通过TG(SG)与公用电话(信令)网互通。
在业务方面，Softswitch解决方案也具有其它方案不可比拟的优势，如：
1、提供完整的C5市话端局业务，如热线服务、缩位拨号、呼叫前转、CID等。
2、与SCP互通，共同提供智能业务，如记帐卡、800、UPT、话音VPN等，
提供新型的增值业务，如点击拨号/传真、网上800、会议电视等。
3、可以与传统PSTN很好地配合工作。
(2)PSTN/ISDN
针对PSTN/ISDN如何向包交换网络过渡，Softswitch提出了两种模式的解决方案。
当Softswitch位于汇接/长途局位置时，采用Softswitch控制设备带TG方式取代交换机；当Softswitch位于端局位置时，则采用Softswitch控制设备带AG方式取代原有的交换机。
在这两种方式中，原有的交换机功能全部保留，同时提供新的具有数据网特征的功能和性能，它与网络中的其它交换机通过E1相连，与传统SS7网络则通过SG互通
(3)智能网
IN的SSP是基于交换机的，其过渡策略也类似于交换机，不再赘述。但其SCP是完全不同于交换机的，而且作为逻辑上独立的业务层的设备，SCP与PSTN的关系本来也不象SSP那样紧密，因此在Softswitch解决方案中，SCP可以继续保留，所实现的业务也可以继续利用。只有涉及到SCP中没有实现或难以实现的新业务时，才采用应用服务器来提供。
在这种情况下，对SCP来说，Softswitch系统就相当于SSP(可称之为虚拟SSP)，只不过INAP已经通过SG进行了转换。同时，这种虚拟SSP与传统的SSP之间仍采用E1相连，但是TUP/ISUP也经过了SG的转换。
(4)H.323网络
作为一种在IP网上提供基本语音服务的过渡性方案，H.323网络虽然得到了一定的发展，但由于其自身固有的业务能力弱、协议互通性差、组网复杂等弱点，已经无法适应新的要求，必将逐步萎缩乃至最终消亡。针对这种情况，虽然Softswitch目前仍提供H.323接口与H.323网关互通，但不应再过多考虑其在H.323网络中的角色问题。
2.3 会话初始协议（SIP）
2.3.1 SIP协议的背景
SIP(Session Initiation Protocol)是一个会话层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以好似Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。
SIP 出现于二十世纪九十年代中期，源于哥伦比亚大学计算机系副教授Henning Schulzrinne 及其研究小组的研究。Schulzrinne 教授除与人共同提出通过 Internet 传输实时数据的实时传输协议(RTP) 外，还与人合作编写了实时流传输协议 (RTSP) 标准提案，用于控制音频视频内容在 Web 上的流传输。
早在 2001 年，供应商就已开始推出基于 SIP 的服务。今天，人们对该协议的热情不断高涨。Sun Microsystems 的 Java Community Process 等组织正在使用通用的 Java 编程语言定义应用编程接口 (API)，以便开发商能够为服务提供商和企业构建 SIP 组件和应用程序。最重要的是，越来越多的竞争者正在借助前途光明的新服务进入 SIP 市场。SIP 正在成为自 HTTP 和 SMTP 以来最为重要的协议之一。
2.3.2 SIP协议的功能
SIP主要提供了与会话建立和终结相关的五个方面功能，它们是： 
1、 用户定位：用于通信的终端系统的决定；
2、 用户可用性：被呼叫方参与通信的意愿的决定；
3、 用户能力：使用的媒体和媒体参数的决定；
4、 会话建立：“振铃”，呼叫和被呼叫方会话参数的建立
5、 会话管理：包括转移和终结会话，修改会话参数，以及调用业务等。
2.3.3 SIP协议的网络元素
SIP中有两个要素：SIP用户代理和SIP网络服务器。用户代理是呼叫的终端系统元素，而SIP服务器是处理与多个呼叫相关联信令的网络设备。
用户代理本身具有一客户机元素（用户代理客户机UAC）和一服务器元素（用户代理服务器UAS）。客户机元素初始呼叫而服务器元素应答呼叫。这允许点到点的呼叫通过客户机-服务器协议来完成。
SIP服务器元素提供多种类型的服务器。有三种服务器形式存在于网络中--SIP有状态代理服务器，SIP无状态代理服务器和SIP重定向服务器。由于呼叫者未必知道被呼叫方的IP地址或主机名，SIP服务器的主要功能是提供名字解析和用户定位。可以获得的是email形式的地址或与被呼叫方关联的电话号码。使用该信息，呼叫者的用户代理能够确定特定服务器来解析地址信息--这可能涉及网络中很多服务器。
SIP代理服务器接收请求，决定将这些请求传送到何处，并且将它们传送到下一服务器（使用下一跳路由原理）。在网络中可以有多跳。
有状态和无状态代理服务器的区别是有状态代理服务器记住它接收的入请求，以及回送的响应和它转送的出请求。无状态代理服务器一旦转送请求后就忘记所有的信息。这允许有状态代理服务器生成请求以并行地尝试多个可能的用户位置并且送回最好的响应。无状态代理服务器可能是最快的，并且是SIP结构的骨干。有状态代理服务器可能是离用户代理最近的本地设备，它控制用户域并且是应用服务的主要平台。
重定向服务器接收请求，但不是将这些请求传递给下一服务器而是向呼叫者发送响应以指示被呼叫用户的地址。这使得呼叫者可以直接联系在下一服务器上被呼叫方的地址。
2.3.4 SIP协议的实现机制
SIP是一个分层结构的协议，这意味着它的行为根据一组平等独立的处理阶段来描述，每一阶段之间只是松耦合。协议分层描述是为了表达，从而允许功能的描述可在一个部分跨越几个元素。它不指定任何方式的实现。当我们说某元素包含某层，我们是指它顺从该层定义的规则集。
不是协议规定的每个元素都包含各层而且，由SIP规定的元素是逻辑元素，不是物理元素。一个物理实现可以选择作为不同的逻辑元素，甚至可能在一个个事务的基础上。
SIP的最底层是语法和编码。它的编码使用增强Backus-Nayr形式语法（BNF）来规定。
第二层是传输层。它定义了网络上一个客户机如何发送请求和接收响应以及一个服务器如何接收请求和发送响应。所有的SIP元素包含传输层。
第三层是事务层。事务是SIP的基本元素。一个事务是由客户机事务发送给服务器事务的请求（使用传输层），以及对应该请求的从服务器事务发送回客户机的所有响应组成。事务层处理应用层重传，匹配响应到请求，以及应用层超时。任何用户代理客户机（UAC）完成的任务使用一组事务产生。用户代理包含一个事务层，有状态的代理也有。无状态的代理不包含事务层。事务层具有客户机组成部分（称为客户机事务）和服务器组成部分（称为服务器事务），每个代表有限的状态机，它被构造来处理特定的请求。
事务层之上的层称为事务用户（TU）。每个SIP实体，除了无状态代理，都是事务用户。当一个TU希望发送请求，它生成一个客户机事务实例并且向它传递请求和IP地址，端口，和用来发送请求的传输机制。一个TU生成客户机事务也能够删除它。当客户机取消一个事务时，它请求服务器停止进一步的处理，将状态恢复到事务初始化之前，并且生成特定的错误响应到该事务。这由CANCEL请求完成，它构成自己的事务但涉及要取消的事务。
SIP通过EMAIL形式的地址来标明用户地址。每一用户通过一等级化的URL来标识，它通过诸如用户电话号码或主机名等元素来构造（例如：SIP:user@）。因为它与EMAIL地址的相似性，SIP URLs容易于用户的EMAIL地址关联。
SIP提供它自己的可靠性机制从而独立于分组层，并且只需不可靠的数据包服务即可。SIP可典型地用于UDP或TCP之上。
SIP提供必要的协议机制以保证终端系统和代理服务器提供以下业务：
(1)、用户定位
（2）、用户能力
（3）、用户可用性
（4）、呼叫建立
（5）、呼叫处理
（6）、呼叫前转，包括：①.等效800类型的呼叫，②.无应答呼叫前转，③.遇忙呼叫前转，④.无条件呼叫前转
（7）、 呼叫号码传递，该号码可以是任何命名机制。
（8）、个人移动性，例如通过一个单一的、位置无关的地址来到达被呼叫方，即使被呼叫方改变了终端。
（9）、终端类型的协商和选择：呼叫者可以给出选择如何到达对方，例如通过因特网电话，移动电话或应答业务等。
（10）、终端能力协商
（11）、呼叫者和被呼叫者鉴权
（12）、不知情和指导式的呼叫转移
（13）、多播会议的邀请
当一用户希望呼叫另一用户，呼叫者用INVITE请求初始呼叫，请求包含足够的信息用以被呼叫方参与会话。如果客户机知道另一方的位置它能够直接将请求发送到另一方的IP地址。如果不知道，客户机将请求发送到本地配置的SIP网络服务器。如果服务器是代理服务器它将解析被呼叫用户的位置并且将请求发送给它们。有很多方法完成上步，例如搜索DNS或访问数据库。服务器也可以是重定向服务器，它可以返回被呼叫用户的位置到呼叫客户机用以它直接与用户联系。在定位用户的过程中，SIP网络服务器当然能够代理或重定向呼叫到其它的服务器，直到到达一个明确地知道被呼叫用户IP地址的服务器。
一旦发现用户地址，请求就发送给该用户，此时将产生几种选择。在最简单的情况，用户电话客户机接收请求——也就是，用户的电话振铃。如果用户接受呼叫，客户机用客户机软件的指定能力响应请求并且建立连接。如果用户拒绝呼叫，会话将被重定向到语音邮箱服务器或另一用户。“指定能力”参照用户想启用的功能。例如，客户机软件可以支持视频会议，但用户只想使用音频会议，那则只会启用音频功能。
SIP还具有另外两个有重要意义的特征。第一个是有状态SIP代理服务器具有分割入呼叫或复制入呼叫的能力，从而可以同时运行几个扩展分支。第一个应答的分支接受呼叫。该特征在用户工作在两位置之间（例如实验室和办公室）或者同时对经理和其秘书振铃时是非常便利的。
第二个特征是SIP独特的返回不同媒体类型的能力。举个用户联系公司的例子。当SIP服务器接收到客户机的连接请求，它能够通过WEB交互式语音响应页面来返回到顾客的客户机，该页面具有可获得的部门分支或提供在列表上的用户。点击适当的链接后将发送一请求到所点击选择的用户从而建立起呼叫。
2.3.5 SIP协议的消息组成
SIP是一个信令协议，因此它有自己特定的语法。SIP的语法构成是基于文本的，不管是从外观还是感觉上都与超文本传输协议（HTTP）比较类似。这种相似性的一个好处就是：为计息HTTP所设计的程序可以相对容易地进行改造来被SIP所使用。SIP采用UTF-8编码（RFC 2279）中的ISO10646字符集，以空格为间隔符，以回车换行符CRLF为行结束符。发送者必须用一个CRLF来结束一行，而接收者也必须用CRLF来识别一行的结束。
SIP消息有请求消息和状态消息（应答消息）两大类，请求消息是从客户端发送到服务器的，而状态消息是从服务器发送到客户端的。每个消息，不管是请求消息还是状态消息都由一个起始行、零个或多个头部和任选的消息体这几部分组成。
SIP协议定义了6种请求方法，这6个请求方法中，REGISTER请求方法用来注册通信地址信息等到服务器上，而INVITE，ACK和CANCEL请求方法是在建立会话过程中所使用，BYE请求方法则用来结束会话所用，而OPTIONS方法则是查询不同部件终端的服务能力与标准等。而且随着技术的不断发展相信会随之衍生出更多的请求方法类型。如表2-1所示

方法名称
方法含义
INVITE（请求）

主叫方使用INVITE方法来邀请用户参加一个会话。
ACK（证实）
当收到INVITE消息的最终应答时，发送这个INVITE消息的客户端将发送一个ACK消息，表明收到最终应答。
OPTION（询问）
OPTION方法用来询问服务器的性能。
BYE（再见）
BYE方法用来终止一个会话，呼叫方或被叫方都可发送此消息。
CANCEL（取消）
CANCEL方法用来终止一个等待处理或正在处理的请求。
REGISTER（登记）
用户代理客户端使用REGISTER方法来登录并且把它的地址注册到SIP服务器上。
表2-1 请求消息方法名说明表

回应类型消息在格式上有别于请求类型消息，不同状态号的回应类型消息：

状态代码
代码含义
1XX
通知信息：已经收到请求并且正在处理。
2XX
成功信息：请求被识别并且执行完成。
3XX
重定向信息：为完成本次请求必须采取进一步的动作，如给出用户的新位置或者其他业务方式。
4XX
客户端错误信息：客户端的请求消息包含语法错误或者最终不能到达服务器端。
5XX
服务器端错误信息：服务器本身出错或者无法处理一个正确的请求。
6XX
全局失败信息：该请求消息没有一个服务器能够处理。
表2-2 状态代码含义说明表
第3章 企业IP融合通信方案设计
3.1 需求分析
3.1.1 背景
目前很多企业的IP网络和电话网络为独立的两套系统，企业内部各个机构之间的电话呼叫需要通过传统电话服务来实现，这样一来，不仅让企业需要支付为数不少的电话费用，而且造成了资源的浪费。小型IP融合通信系统引入企业后，可以将原有的数据网与电话网二网合一，可以很容易的在已有的数据网的平台上加入电话网功能，构筑计算机电话集成(CTI)系统，这样将极大的改善企业内部的工作方式，提高协同工作的效率，也降低了企业设备运行维护的成本。大型企业或拥有内部庞大网络的群体(如军队、铁路、公安、石油、煤矿)等还可以利用Internet提供的虚拟专网服务构建其分