基于分层P2P结构的SIP通信系统研究与设计

摘要

传统的SIP通信都是基于C/S模式，能够将VoIP技术与P2P结合无疑是一种新的尝试。本文利用P2P的去中心化，负载平衡等优点与SIP技术相结合，克服了SIP通信中带来的单点失效，性能瓶颈等问题。在P2P模型中，资源定位的实现是个核心问题。本文选择了DHT中的Chord模型作为资源定位模型，Chord模型具有查询跳数少，扩展性较好等优点。但是，没有考虑节点的位置信息，数据没有进行本地化，节点间查询的时延较大。同时，P2P和SIP结合，带来了新的安全隐患，既有SIP协议自身安全隐患，又继承了P2P结构的安全威胁。因而安全问题也是该系统中不可回避的问题。针对这两个关键点，本文做了以下工作： (1)提出了基于P2P分层的网络结构，用于SIP用户的查找与定位。 本文提出了一种分层的结构化P2P定位模型DChord。按IP地址将节点分成不同子网。每个子网中的超级节点构成主干网，主网和子网均使用Chord协议进行资源定。定位用户时首先在本子网内查找，失败后才在主网发查询请求，尽可能减少高链路时延的概率。 (2)对SIP进行P2P扩展。 在P2P-SIP系统中，节点之间的P2P资源定位和SIP通信，都是通过SIP消息进行的。可以通过对SIP的扩展，来完成整个P2P网络节点的注册、查询、路由等主要操作。 (3)P2P-SIP安全研究 利用Petri网对P2P-SIP进行了分层建模和分析，并针对SIP拒绝攻击中的Bye消息攻击提出了解决方案。对模型的运行结果进行分析，可以看出该模型的行为符合实际应用的系统。虽然建模分析是针对P2P-SIP系统的，但是对C/S模型下的SIP安全也有一定的借鉴意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1引言

1.1课题研究背景

1.2课题研究现状

1.3本文所做工作及其意义

1.4论文组织结构

2 P2P网络及Chord算法介绍

2.1 P2P简介

2.2 P2P网络拓扑结构分类

2.3 Chord算法

2.3.1哈希函数

2.3.2 Chord算法分析

2.3.3 Chord节点的加入和退出

2.3.4 Chord性能分析

3 SIP协议

3.1 SIP功能实体

3.2 SIP消息的构成

3.3 SIP会话流程分析

3.3.1注册过程

3.3.2 SIP呼叫流程

3.4 SIP的P2P属性

4分层Chord资源定位模型

4.1分层模型的提出

4.2基本思想

4.3层次和节点的划分

4.4路由算法

4.5实验仿真

4.5.1 P2P模拟器概述

4.5.2 P2PSim仿真实现

4.5.3仿真结果

5 SIP的P2P扩展

5.1 SIP消息语法扩展

5.2 SIP URI

5.3节点和用户操作

5.3.1生成节点加入请求

5.3.2处理节点的加入请求

5.3.3节点退出

5.3.4用户注册

5.3.5用户定位

5.4 DChord中信令流实例分析

5.4.1节点加入

5.4.2用户注册

5.4.3用户定位和会话建立

5.4.4 SIP高级业务描述

6 P2P-SIP安全问题研究

6.1 SIP安全问题

6.2 P2P安全问题

6.3 P2P-SIP安全分析

6.4 Petri网在P2P-SIP安全性分析上的研究

6.4.1 CPN形式化描述

6.4.2基于Petri网的P2P-SIP安全分析

6.4.3 Bye攻击检测和防御

6.4.4仿真结果分析

6.5小结

7总结与展望

参考文献

作者简历