基于NS2的SIP协议模拟仿真方法研究

摘要

SIP是由IETF提出的基于IP网络的一种实时通信应用信令协议，是下一代网络的核心协议之一，用来解决IP网络上的信令控制，其最终目标是为所有因特网成功的应用提供无所不在的接入，成为联系因特网和电信、多媒体的媒介。
　　 在新技术的研究过程中，由于各种原因，实际网络系统的实现往往是代价较高或是不现实的。在这种情况下，模拟就成了最佳可供选择的测试、评估和验证手段之一。网络模拟有着周期小、成本低等特点，而且可以使研究者更容易利用他人的研究成果，可以使研究者更专注于自己所研究的部分而不必为系统的其他部分耗费过多的精力。
　　 在此背景下，本文首先简单介绍了SIP协议并对其模拟仿真方法进行了研究，然后选择NS2作为模拟仿真平台，利用C++语言在NS2的编译层上实现了一组SIP模块并建立了编译层和解释层之间的联系。
　　 本文重点研究了SIP模拟仿真方法并在NS2平台上实现SIP分组头、UAAgent、Proxy Agent、Redirect Agent、DNS Agent、重传定时器以及SIP应用程序，并建立了它们与解释层之间的联系。设计的流程包括用户代理注册、代理服务器注册、利用代理服务器的用户代理域间通信和域内通信、用户代理利用重定向服务器进行重定向等。然后编写OTcl脚本对SIP模块进行了测试，结果证明，整个模块能够较好的完成预期的设计功能。
　　 最后，文末提出了设计的不足以及将来需要改进和研究的方向。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 课题的发展状况

1.3 本文工作

1.4 论文的组织结构

第2章 SIP协议概述

2.1 SIP协议网络实体结构

2.2 SIP协议基本功能

2.3 SIP协议分层结构

2.4 SIP协议的特点

2.5 SIP协议的扩展

2.6 本章小结

第3章 NS2基本原理

3.1 可扩展的命令语言Tcl

3.1.1 基本命令格式

3.1.2 组合和替代

3.1.3 数学运算

3.1.4 流程控制

3.1.5 过程

3.1.6 数组

3.2 面向对象的Tcl

3.2.1 类和对象

3.2.2 成员变量和成员函数的定义

3.2.3 对象的初始化和销毁

3.2.4 继承

3.3 分裂对象模型和TclCL

3.3.1 分裂对象模型

3.3.2 OTcl和C++之间的对象连接

3.3.3 Tcl类

3.4 NS的事件调度机制

3.4.1 模拟和离散事件模拟

3.4.2 事件

3.5 节点

3.5.1 分类器

3.6 链路

3.6.1 Tcl中的SimpleLink类和DuplexLink类

3.6.2 Connector类

3.7 定时器

3.8 分组头管理

3.8.1 添加新分组头

3.8.2 与分组相关的类

3.9 代理

3.9.1 UDP

3.9.2 TCP

3.10 应用层

3.10.1 运输层代理与应用程序通信过程

3.11 Trace文件

3.12 NS2仿真实现方法与过程

3.13 本章小结

第4章 SIP协议模拟仿真方法设计

4.1 设计方案

4.1.1 方案一

4.1.2 方案二

4.2 SIP消息设计

4.2.1 请求消息类型设计

4.2.2 响应消息类型设计

4.3 消息头设计

4.3.1 通用消息头To

4.3.2 通用消息头From

4.3.3 通用消息头Call-ID

4.3.4 通用消息头CSeq

4.3.5 通用消息头Contact

4.3.6 通用消息头Via

4.4 SIP流程设计

4.4.1 用户代理注册

4.4.2 代理服务器注册

4.4.3 DNS查询

4.4.4 域内通信

4.4.5 域间通信

4.4.6 重定向

4.5 本章小结

第5章 SIP协议模拟仿真方法实现

5.1 分组头设计与实现

5.2 Agent的设计与实现

5.2.1 UAAgent的设计与实现

5.2.2 ProxyAgent的设计与实现

5.2.3 RedirectAgent的设计与实现

5.2.4 DNSAgent的设计与实现

5.3 定时机制

5.3.1 UAAgent的重传机制设计

5.4 应用程序的设计

5.5 NS2修改与编译

5.6 本章小结

第6章 测试

6.1 用户代理利用代理服务器进行通信测试

6.2 用户代理利用重定向服务器进行重定向测试

6.3 本章小结

第7章 总结

7.1 论文工作总结

7.2 问题和展望

参考文献

致谢