CN103428208A - 分布式sip重定向服务器及其构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分布式SIP重定向服务器及其构建方法，属于网络通信领域，适用于以SIP信令协议作为建立手机终端代理的VoIP语音通信的场景，采用GSM网络中的SMS短信将SIP终端代理的网络信息转发给会话发起端，从而建立起基于SIP协议的VoIP语音会话。本发明所述的服务器功能主要包括：处理SIP终端代理REGISTER事务；对SIP终端代理的INVITE事务请求进行处理；监听和拦截本机短信；对包含本方案中的约定格式短信进行处理；成功获取被呼叫方网络IP信息后进行重定向处理。与传统的SIP系统结构相比，本方案的优势在于不需要中央式的物理服务器，只需要利用GSM网络服务，就可以完成SIP重定向的功能。

Description

分布式SIP重定向服务器及其构建方法

技术领域

本发明涉及网络通信领域，尤其涉及面向GSM/WIFI网络融合通信的分布式的SIP重定向服务器及其构建方法。

背景技术

SIP(Session Initiation Protocol)即会话初始协议是一个应用层的信令控制协议，是由IETF（国际互联网标准制定组织）制定的面向Internet会议和电话的信令协议，可以建立、修改或者终止多媒体会话或者呼叫。为了描述消息内容的负载情况和特点，SIP使用Internet的会话描述协议(SDP)来描述终端设备的特点。SIP自身不提供服务质量(QoS)，它与负责语音质量的资源预留协议(RSVP)互操作。它还与若干个其他协议进行协作，包括：负责定位的轻型目录访问协议(LDAP)、负责身份验证的远程身份验证拨入用户服务(RADIUS)以及负责实时传输的RTP等多个协议。

SIP被描述为用来生成、修改和终结一个或多个参与者之间的会话。这些会话包括因特网多媒体会议，因特网（或任何IP网络）电话呼叫和多媒体发布。会话中的成员能够通过多播或单播联系的网络来通信。SIP支持会话描述，它允许参与者在一组兼容媒体类型上达成一致。它同时通过代理和重定向请求到用户当前位置来支持用户移动性。SIP不与任何特定的会议控制协议捆绑。本质上来说，SIP提供以下功能：

(1)名字翻译和用户定位：无论被呼叫方在哪里都确保呼叫达到被叫方。执行任何描述信息到定位信息的映射。确保呼叫（会话）的本质细节被支持。

(2)特征协商：它允许与呼叫有关的组（这可以是多方呼叫）在支持的特征上达成一致（注意：不是所有方都能够支持相同级别的特征）。例如视频可以或不可以被支持。总之，存在很多需要协商的范围。

(3)呼叫参与者管理：呼叫中参与者能够引入其它用户加入呼叫或取消到其它用户的连接。此外，用户可以被转移或置为呼叫保持。

(4)呼叫特征改变：用户应该能够改变呼叫过程中的呼叫特征。例如，一个呼叫可以被设置为“voice-only”，但是在呼叫过程中，用户可以需要开启视频功能。也就是说一个加入呼叫的第三方为了加入该呼叫可以开启不同的特征。

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。SIP服务器元素提供多种类型的服务器，主要有SIP注册服务器、SIP代理服务器和SIP重定向服务器。这些系统通过传输包括了SDP协议（用于定义消息的内容和特点）的消息来完成SIP会话。

SIP注册服务器是包含域中所有用户代理的位置的数据库。在SIP通信中，这些服务器会检索参与方的IP地址和其他相关信息，并将其发送到SIP代理服务器，SIP注册流程参阅图1所示。

SIP代理服务器接受SIP用户代理(UA)的会话请求并查询SIP注册服务器，获取收件方UA的地址信息。然后，它将会话邀请信息直接转发给收件方UA（如果它位于同一域中）或代理服务器（如果UA位于另一域中）。

重定向服务器接收呼叫者的请求，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被呼叫方的地址。SIP重定向服务器可以与SIP注册服务器和SIP代理服务器同在一个硬件上。

SIP共规定了六种信令：INVITE、ACK、CANCEL、OPTIONS、BYE、REGISTER。其中INVITE和ACK用于建立呼叫，完成三次握手，或者用于建立以后改变会话属性；BYE用以结束会话；OPTIONS用于查询服务器能力；CANCEL用于取消已经发出但并未最终结束的请求；REGISTER用于终端代理向注册服务器注册用户位置等消息。

图2描述了SIP基本呼叫的建立过程，包括如下步骤：

（1）用户摘机发起一路呼叫，终端代理A（或称之为“用户代理A”）向该区域的代理服务器发起INVITE请求；

（2）代理服务器通过认证/计费中心确认用户认证已通过后，检查请求消息中的Via头域中是否已包含其地址。若已包含，说明发生环回，返回指示错误的应答；如果没有包含，代理服务器在请求消息的Via头域插入自身地址，并向INVITE消息的To域所指示的被叫终端代理B（或称之为“用户代理B”）转送INVITE请求；

（3）代理服务器向终端代理A发送呼叫处理中的应答消息，100Trying；

（4）终端代理B向代理服务器发送呼叫处理中的应答消息，100Trying;

（5）终端代理B指示被叫用户振铃，用户振铃后，向代理服务器发送180Ringing振铃信息；

（6）代理服务器向终端代理A转发被叫用户振铃信息；

（7）被叫用户摘机，终端代理B向代理服务器返回表示连接成功的应答（200OK）；

（8）代理服务器向终端代理A转发上述成功指示（200OK）；

（9）终端代理A收到消息后，向代理服务器发ACK消息进行确认；

（10）代理服务器将ACK确认消息转发给终端代理B；

（11）主被叫用户之间建立通信连接，开始通话。

使用重定向服务器可以将用户的呼叫重定向到另一个地址。在会话过程中，重定向服务器会发送3XX响应（如302MovedTemporarily响应）给主叫方，其中会包含一个或多个Contact字段，用以说明用户的联系方式。

SIP重定向会话信令流程如图3所示。

(1)首先终端代理A的INVITE请求被发送给重定向服务器，其中的REQUEST-URI为sip:UBhome.com；

(2)重定向服务器通过位置服务器查询用户UBhome.com当前用户的联系方式；

(3)位置服务器返回用户联系方式，假设该用户的联系方式包含sip:UBhome2.com和mailto:UByahoo.com两种；

(4)重定向服务器发送302Moved Temporarily响应，其中包含两个Contact字段，分别给出来自位置服务器的两个联系方式；

(5)终端代理A在收到302响应后，决定使用sip:Bhome2.com向终端代理B发送INVITE请求，在这个新的INVITE消息中，REQUEST-URI字段将会被修改为sip:UBhome2.com；

(6)后续的SIP消息流程与正常SIP会话建立过程相同。

通过以上分析可知，无论是通常的呼叫过程还是重定向呼叫过程，均需要SIP服务器才能够完成网络通话。服务器是网络上为客户端计算机提供各种服务的高可用性计算机，承担这个服务的计算机硬件必须有能力保障服务质量。这个服务首先要有一定的容量，能响应单位时间内合理数量的服务器请求，同时这个服务对单个服务请求的响应时间要尽量快，还有这个服务要在要求的时间范围内一直存在。因此服务器硬件必须具备如下的特点：性能，使服务器能够在单位时间内处理相当数量的服务器请求并保证每个服务的响应时间；可靠性，使得服务器能够不停机；可扩展性，使服务器能够随着用户数量的增加不断提升性能。服务器必须具有承担服务并保障服务质量的能力。所以，提供基于SIP协议的网络通话服务的服务器需要花费大量的费用。

发明内容

本发明提出面向GSM/WIFI网络融合通信的分布式SIP重定向服务器及其构建方法，其目的是采用GSM网络的SMS短信将SIP终端代理的网络信息转发给会话发起端，从而建立起基于SIP协议的VoIP语音会话。与传统的SIP系统结构相比，本方案的优势在于不需要中央式的物理服务器，只需要通过移动运营商的SMS短信，就可以完成SIP重定向的功能，从而实现会话，节省了网络通话的成本。

本发明的另一个目的是为网络终端环境中SIP终端代理应用对设备的访问提供一种可行的、具有通用性的设备重定向方法。

为达到上述目的，本发明提供面向GSM/WIFI网络融合通信的分布式SIP重定向服务器，包括短信监听模块、短信发送模块、服务代理模块。其中：

短信监听模块，用于监听手机短信，判断是否有本发明中约定的用于实现重定向功能的消息，支持建立与短信信箱的连接、获取并解析短消息、删除短消息功能。

短信发送模块，用于发送手机网络状况信息，包括手机的网络IP、被呼叫方的手机号码，支持建立短消息、发送短消息功能。

服务代理模块，用于监听端口，基于SIP协议，实现与SIP客户端间的数据通信，支持REGISTER响应、INVITE响应、302重定向响应，另外还支持本发明中约定的用于接收被呼叫方网络信息的响应。

为了实现上述发明目的，本发明提供的面向GSM/WIFI网络融合通信的分布式SIP重定向服务构建方法包括以下步骤：

当第一重定向服务器监听到第一手机向第二手机发送的会话请求时，第一重定向服务器向第二手机发送一条第一预定格式的信息；

当位于第二手机的第二重定向服务器监听到该第一预定格式的信息时，第二重定向服务器向第一手机发送一条第二预定格式的信息；及

当位于第一手机的第一重定向服务器监听到该第二预定格式的信息时，利用该第二预定格式的信息进行重定向处理，引导第一手机呼叫至重定向的位置。

本发明可以配合目前流行的各种手机SIP终端代理，实现无线局域网下的手机网络通话，具有较好的通用性；而且不需要中央式的物理服务器，节省了网络会话的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为SIP注册流程示意图；

图2为SIP基本呼叫建立流程示意图；

图3为SIP采用重定向呼叫建立流程示意图；

图4为本发明系统结构示意图；

图5为本发明的面向GSM/WIFI网络融合通信的分布式SIP重定向服务器构建方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的图4及图5，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的处理流程如图5所示：

本发明所提供的重定向方法以软件模块的形式安装于手机端。例如，参阅图4所示，当手机用户A向用户B发起VoIP语音会话时，首先需要打开SIP客户终端，设定好服务器地址（本发明实施例以127.0.0.1:50060为例），然后进行注册或登录操作。下一步，手机用户A采用SIP终端代理输入手机用户B的手机号作为语音通话的被呼叫方，此时终端代理A生成INVITE事务请求向服务器发送；位于手机A的重定向服务器A处于监听状态，监听到含有INVITE消息头则进行判定，如果满足条件（例如，满足预设的消息头来进行判断，该消息体内的信息有本发明所需的用户B网络信息。比如可以双方约定INVINV作为用户B收到用户A发送的invite短信后，所作出回应的消息标识），则将被呼叫方B的手机号进行提取，并向B发送一条包含终端代理A的网络信息消息的SMS短信；重定向服务器B处于监听状态，当监听到预定格式的短信时，解析出终端代理A的IP信息后，并通过互联网网络（如WIFI网络）向终端代理A发送终端代理B的网络IP以及端口信息；重定向服务器A在监听到重定向服务器B发送的信息后，用终端代理B的网络信息构造出302Moved Temporarily消息并发送给终端代理A；终端代理A在收到302响应后，向终端代理B发送INVITE请求，在这个新的INVITE消息中，REQUEST-URI字段将会被修改为终端代理B的网络IP和端口；后续的SIP消息流程与正常SIP会话建立过程相同。在其它实施例中，重定向服务器A可以与重定向服务器B同在一个硬件上。

本发明是通过将SIP协议中本来是物理重定向服务器，使用本发明的方法来完成重定向的过程，这部分实际上是SMS短信+WIFI网络部分的信息交互完成重定向服务器的功能。由于不需要中央式的物理服务器，所以节省了网络会话的成本。

为了实现上述发明目的，本发明提供的面向GSM/WIFI网络融合通信的分布式SIP重定向服务构建方法包括以下步骤：

加载短信监听模块和服务代理模块；

启动短信监听功能和网络套接字；

启动用户SIP终端代理；

SIP终端代理发起REGISTER事务请求；

INVITE事务请求；

服务代理模块针对不同事务和阶段产生相应响应。

下面结合上述处理流程，对本发明的具体实施例中的关键技术点进行详细的描述。

短信监听模块，用于监听手机短信，判断是否有本发明中约定的用于实现重定向功能的消息，支持建立与短信信箱的连接、获取并解析短消息、删除短消息功能。本功能模块采用mapirule实现短信的拦截，在能够使用MAPI（Messaging Application ProgrammingInterface）规则之前，需要将其注册为COM对象，同时将它的类标识符添加到注册表项HKEY_CLASSES_ROOT\CLSID\中；为了使手机收件箱意识到MAPI规则的存在，还必须将它的类标识符写入注册表项HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Inbox\Svc\SMS\Rules中。

注册成功后系统会自动调用函数ProcessMessage接收短信，当接收到的短信内容包含预定的关键词（本实施例为VoIP_INI）时放入内存映射文件中，然后删除该短信。应用程序调用信息监听函数TerminateSMSMessagePassing()监听内存映射文件，然后通过调用信息内容获取函数SMSMessageAvailable()得到短信内容和发送短信的手机号。

短信发送模块，用于短信传递网络消息。本模块建立在mapirule正常启动的基础上，对短信箱接收到的信息进行处理，当短信文本包含有预定的关键词(本实施例为VoIP_INI)时，将该短信内容进行解析，获取短信中包含的IP地址和短信发送方手机号。本实施例拦截到预定短信后，通过套接字serverSocket.SendTo()将包括本机SIP终端代理IP、端口等信息的消息体发送到SMS短信中的IP地址端。本实施例中将该消息构造为消息头为MovedMoved的SIP消息。

服务代理模块，用于对SIP协议事务请求的响应。本实施例中获取手机中的SIP终端代理发出的SIP消息是通过套接字serverSocket.ReceiveFrom()实现。然后对消息头进行解析判别。

如果消息头是REGISTER，则本实施例构造200OK响应消息，以完成SIP终端代理的注册请求；如果消息头是INVITE，则本实施例从消息体中获取被呼叫方的手机号码，通过类Microsoft.WindowsMobile.PocketOutlook.SmsMessage构造预定的短信内容VoIP_INI:IP，发送给被呼叫方；如果消息头是MovedMoved，即本消息为本实施例中被呼叫方发送过来用于重定向的信息，则解析出本消息中所包含的的被呼叫方的网络信息，并将解析出的信息构造重定向302Moved Temporarily响应消息，然后通过套接字serverSocket.SendTo()将302重定向响应发送给同一手机中的SIP终端代理。

本发明的面向GSM/WIFI网络融合通信的分布式SIP重定向服务器构建方法实现简单，通用性强，且具有较强的扩展性。需要说明的是，本发明是以手机（如智能手机）为例进行说明的，当然，本发明所述的方法也可以应用于其他类型的通讯装置，如PDA（Personal Digital Assistant，个人数字助理）等。

Claims (10)

1.一种分布式SIP重定向服务器构建方法，其特征在于，该方法包括：

当第一重定向服务器监听到第一通讯装置向第二通讯装置发送的会话请求时，第一重定向服务器向第二通讯装置发送一条第一预定格式的信息；

当位于第二通讯装置的第二重定向服务器监听到该第一预定格式的信息时，第二重定向服务器向第一通讯装置发送一条第二预定格式的信息；及

当位于第一通讯装置的第一重定向服务器监听到该第二预定格式的信息时，利用该第二预定格式的信息进行重定向处理，引导第一通讯装置呼叫至重定向的位置。

2.如权利要求1所述的分布式SIP重定向服务器构建方法，其特征在于，所述第一预定格式的信息包含第一关键词，所述第二预定格式的信息的消息头包含第二关键词。

3.如权利要求1所述的分布式SIP重定向服务器构建方法，其特征在于，所述第一预定格式的信息包括第一通讯装置的号码和第一通讯装置中的终端代理的IP地址。

4.如权利要求1所述的分布式SIP重定向服务器构建方法，其特征在于，所述第二预定格式的信息包括第二通讯装置的终端代理的IP地址及端口号。

5.如权利要求1所述的分布式SIP重定向服务器构建方法，其特征在于，该方法还包括步骤：

所述第二重定向服务器调用信息监听函数监听内存映射文件中是否存在第一预定格式的信息，当监听到第一预定格式的信息后通过调用信息内容获取函数得到信息内容和第一通讯装置的号码，该信息内容包括第一通讯装置中的终端代理的IP地址。

6.如权利要求5所述的分布式SIP重定向服务器构建方法，其特征在于，该方法还包括步骤：

所述第二重定向服务器通过套接字将第二预定格式的信息发送到第一通讯装置中的终端代理的IP地址。

7.如权利要求1所述的分布式SIP重定向服务器构建方法，其特征在于，该方法还包括步骤：

当位于第一通讯装置的第一重定向服务器监听到第二预定格式的信息时，解析该第二预定格式的信息中所包含的第二通讯装置的网络信息，并根据解析出的网络信息构造重定向响应消息，然后通过套接字将该重定向响应消息发送给第一通讯装置的终端代理。

8.如权利要求1所述的分布式SIP重定向服务器构建方法，其特征在于，所述第一预定格式的信息为SMS短信，所述第二预定格式的信息为WIFI网络的消息体。

9.一种服务器，包括：

存储器；

一个或多个处理器；以及

一个或多个模块，所述一个或多个模块被存储在所述存储器中并被配置成由所述一个或多个处理器执行，以完成以下指令：

当监听到第一通讯装置向第二通讯装置发送的会话请求时，向第二通讯装置发送一条第一预定格式的信息；

接收第二通讯装置返回的一条第二预定格式的信息；及

利用该第二预定格式的信息进行重定向处理，引导第一通讯装置呼叫至重定向的位置。

10.一种服务器，包括：

存储器；

一个或多个处理器；以及

一个或多个模块，所述一个或多个模块被存储在所述存储器中并被配置成由所述一个或多个处理器执行，以完成以下指令：

当第一通讯装置向第二通讯装置发起会话请求后，监听是否收到第一预定格式的信息；及

当接收到第一通讯装置向第二通讯装置发送的一条第一预定格式的信息时，向第一通讯装置发送一条第二预定格式的信息，以便利用该第二预定格式的信息进行重定向处理，引导第一通讯装置呼叫至重定向的位置。

Images