嵌入式環(huán)境下關(guān)于移動(dòng)性的研究

3 Mobile SIP

3.1Mobile SIP移動(dòng)性

　　為了滿足多媒體通信系統(tǒng)移動(dòng)性的要求，SIP協(xié)議設(shè)計(jì)本身就具有移動(dòng)性的特點(diǎn)，而且采用簡單、靈活的機(jī)制，主要?dú)w納如下：

① 地址分離機(jī)制。SIP協(xié)議設(shè)計(jì)采用邏輯地址和聯(lián)系地址相分離的思想，邏輯地址用于標(biāo)識用戶，而聯(lián)系地址表明用戶的當(dāng)前位置。一個(gè)邏輯地址可以對應(yīng)多個(gè)聯(lián)系地址，這種機(jī)制為用戶的移動(dòng)性提供了技術(shù)上的可能性。SIP地址使用類似Email的形式，如sip:user@domain。

② 注冊/注銷機(jī)制。用戶代理通過注冊/注銷機(jī)制來告知系統(tǒng)自己在移動(dòng)中的當(dāng)前位置。SIP協(xié)議定義了注冊服務(wù)器和REGISTER消息。用戶代理可以通過向注冊服務(wù)器發(fā)送REGISTER請求消息來完成注冊和注銷等操作。在構(gòu)造注冊請求消息時(shí)，Request-URI域應(yīng)包含注冊服務(wù)器的域名信息；To 包含要注冊或注銷的用戶的邏輯地址； From包含發(fā)送注冊消息者的地址記錄；Contact包含要注冊的聯(lián)系地址信息。

　　注冊機(jī)制：當(dāng)用戶代理要向注冊服務(wù)器添加一個(gè)地址映射記錄時(shí)，Contact域包含要增加的聯(lián)系地址信息，通過Expires頭部域或該地址信息的expires 參數(shù)來聲明該聯(lián)系地址的生命期。用戶可通過一個(gè)REGISTER請求消息同時(shí)增加多個(gè)地址映射記錄。

　　注銷機(jī)制：當(dāng)用戶代理要?jiǎng)h除一個(gè)映射記錄時(shí)，可在Contact域中填寫要?jiǎng)h除的聯(lián)系地址信息，并將expires參數(shù)置0， 注冊服務(wù)器收到后就會(huì)刪除該映射記錄。如果將Contact域設(shè)為“*”，且Expires頭部域設(shè)為0，將會(huì)刪除該用戶的所有聯(lián)系地址映射記錄。

　　用戶代理在注冊服務(wù)器成功注冊后，就可以接收呼叫了。呼叫方可以根據(jù)對該用戶地址映射信息的查詢結(jié)果，將呼叫請求消息轉(zhuǎn)發(fā)到用戶代理的當(dāng)前聯(lián)系地址。

③ 目標(biāo)更新機(jī)制。目標(biāo)更新主要是通過SIP協(xié)議中定義的對話中的INVITE請求消息（也稱為ReINVITE）來實(shí)現(xiàn)。這種機(jī)制可供用戶告知通信對方自己的聯(lián)系地址發(fā)生了變化，這對于通信中的移動(dòng)是非常重要的。當(dāng)用戶在通信中進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，它的聯(lián)系地址可能發(fā)生變化（如進(jìn)入到另一個(gè)IP子網(wǎng)），此時(shí)，用戶代理可以使用對話上下文信息構(gòu)造一個(gè)INVITE請求消息，將新的聯(lián)系地址放入Contact頭部域，使用對話內(nèi)的路由過程將消息發(fā)送給對方。當(dāng)對方收到請求消息后，發(fā)現(xiàn)Contact頭部的內(nèi)容和對話上下文的遠(yuǎn)端目標(biāo)不同，就使用新的聯(lián)系地址更新對話上下文的遠(yuǎn)端目標(biāo)。對方就可以使用新的聯(lián)系地址與其通信，保證了移動(dòng)中通信的不中斷。目標(biāo)更新過程完成后，用戶還要及時(shí)向自己的注冊服務(wù)器注冊新地址，以使網(wǎng)絡(luò)獲知其當(dāng)前位置。目標(biāo)更新機(jī)制還可以用于修改當(dāng)前的會(huì)話參數(shù)，如增加媒體流、改變端口等。在對話過程中，如果任一方的聯(lián)系地址或會(huì)話參數(shù)發(fā)生變化， 都可以通過目標(biāo)刷新通知對方。

④ 呼叫重定向機(jī)制。SIP對移動(dòng)性很重要的一個(gè)支持就是定義了重定向服務(wù)器。當(dāng)重定向服務(wù)器發(fā)現(xiàn)接收到的呼叫中被叫用戶位置已經(jīng)移動(dòng)，需要重定向時(shí)，它會(huì)生成一個(gè)重定向響應(yīng)消息，將被叫用戶的當(dāng)前聯(lián)系地址告知主叫用戶。主叫用戶向新聯(lián)系地址發(fā)起INVITE呼叫請求，請求消息會(huì)被路由到聯(lián)系地址所在的用戶終端?？梢?，呼叫重定向是用戶移動(dòng)后呼叫建立的通用信令過程。

3.2實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

　　SIP Server選用的是Brekeke公司的Ondo Server，CH上運(yùn)行的是Xten公司的XLite SIP softphone，MH移動(dòng)主機(jī)使用的是自行開發(fā)的IP電話終端。

　　IP電話終端的軟件基礎(chǔ)是基于VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)的協(xié)議主要包括TCP/IP協(xié)議棧、SIP協(xié)議棧和Rtp/Rtcp。硬件基礎(chǔ)目前是基于上面Mobile IP實(shí)例中的硬件平臺，擬向Atmel公司即將推出的AT76C902片上系統(tǒng)芯片移植。

3.3Mobile SIP的應(yīng)用實(shí)例

　　圖2是SIP終端移動(dòng)性的一個(gè)簡單示例。當(dāng)移動(dòng)主機(jī)MH如①所示移動(dòng)時(shí)，獲得新的IP地址laptop.dec.ecnu.edu.cn。為了能繼續(xù)MH和對方CH的會(huì)話(如②)，需要進(jìn)行目標(biāo)更新過程來達(dá)到會(huì)話切換的目的。如前面所描述的目標(biāo)更新過程，MH構(gòu)造一個(gè)ReINVITE請求消息，將新的聯(lián)系地址放入Contact頭部域，發(fā)送給CH（如③），當(dāng)CH收到請求消息后，發(fā)現(xiàn)Contact頭部的內(nèi)容和對話上下文的遠(yuǎn)端目標(biāo)不同，就會(huì)使用新的聯(lián)系地址與MH聯(lián)系，返回一個(gè)OK響應(yīng)（如④）。MH收到OK響應(yīng)之后，返回一個(gè)ACK來完成整個(gè)切換過程（如⑤），這樣，MH就以新地址和CH建立了一條數(shù)據(jù)傳輸通道(如⑥)。最后，MH還要向注冊服務(wù)器注冊新聯(lián)系地址（如⑦）。

下面是示例中最重要的ReINVITE消息：INVITE sip:Tom@cs.ecnu.edu.cn SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP laptop.dec.ecnu.edu.cn
From: sip: Alice@cs.ecnu.edu.cn
To: sip: Tom@cs.ecnu.edu.cn
Contact: sip: Alice@laptop.dec.ecnu.edu.cn

end SIP header, begin SDP payload>

c=IN IPv4 laptop.dec.ecnu.edu.cn

end SDP payload>4兩種移動(dòng)性方案比較

兩種移動(dòng)性方案比較如表1所列。

5 總結(jié)

　　移動(dòng)性在嵌入式環(huán)境下的應(yīng)用隨著無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展越來越廣泛，如何提高移動(dòng)過程中快速切換、低響應(yīng)時(shí)間以及高帶寬利用率等問題是值得一直關(guān)注的問題。在進(jìn)一步的研究過程中，將會(huì)對數(shù)據(jù)流傳輸過程和安全性方面的問題加以考慮。