应用服务器中SIP协议栈的设计与实现

摘要

随着移动通信技术的不断发展，下一代网络成为发展的必然趋势。下一代网络采用分层的结构，分为松散耦合的：业务层、控制层、媒体传输层和接入层。在下一代网络中，应用服务器属于业务层实体，它为各种增值业务和智能业务的执行和管理提供环境，也对第三方业务提供商提供开放的业务接口。在下一代网络的发展中，SIP(SessionInitiation Protocol)协议成为下一代网络的重要控制协议。应用服务器使用SIP协议作为会话控制协议，用来建立、修改和终止IP(InternetProtocol)网上的双方或多方多媒体会话。 应用服务器由业务逻辑执行环境子系统，外部资源适配子系统，管理和部署子系统组成。应用服务器SIP协议栈位于外部资源适配子系统，它提供RFC3261(Request for Comments)定义的SIP协议能力。应用服务器SIP协议栈设计时参照SIP协议的分层结构，SIP协议栈包括网络模块、消息编解码模块、事务状态机管理模块、会话状态机管理模块、管理和监控模块，各个模块之间采用松耦合方式实现。 本文围绕应用服务器SIP协议栈的设计与实现进行阐述。 论文第一章绪论部分简单介绍了应用服务器SIP协议栈的发展背景。 论文第二章介绍了IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)为架构的下一代网络，它是以新应用为驱动的现有网络的融合。在该体系结构中，应用服务器提供完整的开放业务接口和业务管理能力，提供完整的对业务运行环境和业务开发的支持能力。然后详细研究分析并对比了现有开源SIP协议栈和商业SIP协议栈的优缺点，并提出应用服务器SIP协议栈的功能需求。 论文第三章详细研究了SIP协议栈的体系结构以及功能视图、运行视图、部署视图。然后详述了网络模块、消息编解码模块、事务状态机模块、对话状态机模块以及消息创建模块的设计与实现，并对设计实现中的线程池的使用、Spring技术、JMX(Java Management Extensions)技术、SIP消息部分编解码技术、线程同步技术、消息队列技术等关键技术做了详细的论述。在SIP协议栈的设计中，采用了面向对象的设计方法，并抽象了SIP协议中的各种概念，设计中充分考虑到SIP消息和消息头的扩展性的要求。应用服务器SIP协议栈通过标准的JAIN-SIP(Java API for Integrated Networks)封装后提供给应用服务器使用。 论文第四章介绍了通过使用典型的背靠背SIP呼叫模型进行性能测试，通过分析测试结果，得出应用服务器中SIP协议满足设计目标，但是也存在需要改进的地方。 在论文的最后，我们介绍了项目的当前进展，提出了应用服务器SIP协议栈的前后台设计方案，并以此作为下一步的改进工作内容。

目录

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声明

第一章绪论

第二章应用服务器和SIP协议介绍

2.1 下一代网络和IMS

2.1.1下一代网络

2.1.2 IMS

2.2 应用服务器

2.2.1应用服务器功能

2.2.2应用服务器组成

2.3 SIP协议

2.3.1协议概况

2.3.2协议体系结构

2.3.3 SIP消息

2.3.4 SIP事务

2.3.5 SIP对话

2.4应用服务器SIP协议栈特点

2.5开源和商业SIP协议栈介绍

2.5.1 oSIP

2.5.2 HP OC SIP

2.5.3 VOCAL

2.5.4 ReSIProcate

2.5.5 NIST-SIP

2.5.6开源和商业协议栈总结

2.6本章小结

第三章应用服务器中SIP协议栈的设计与实现

3.1 总体设计

3.1.1 应用服务器中SIP协议栈的体系结构

3.1.2应用服务器中SIP协议栈的功能视图

3.2.3应用服务器SIP协议栈的运行视图

3.2.4应用服务器SIP协议栈的部署视图

3.2 涉及的技术和第三方工具

3.2.1 JMX技术

3.2.2 Spring框架

3.2.3 JAMon工具

3.3 各模块详细设计

3.3.1网络模块

3.3.2消息编解码模块

3.3.3事务状态机管理模块

3.3.4对话状态机管理模块

3.3.5管理和监控模块

3.3.6消息创建模块

3.4 本章小结

第四章性能测试

4.1 测试目标及测试组网图

4.2 测试目标及环境

4.3 性能测试流程

4.4 应用服务器SIP协议栈配置

4.5 测试记录指标说明

4.5.1客户端记录项

4.5.2服务器端记录项

4.6 测试数据记录

4.7 测试结果分析

4.8 本章小结

第五章下一步工作与展望

5.1 下一步工作

5.1.1 SIP协议栈前后台方案进程视图

5.1.2 SIP协议栈前后台方案节点视图

5.2 SIP协议栈展望

5.3 本章小结

结束语

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或已录用的论文