前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的sip协议主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
【关键词】sip;H.323;XMPP;VOIP电话
【中图分类号】TP3 11.1 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)01―0085―02
1 引言
VOIP(基于网络的语音传送)是语音通信发展的趋势。大多数电信厂商均认为,虽然目前VOIP在语音通信流量中只占很少的比例,但随着时间的推移和技术的发展,VOIP电话语音所占比例正快速增长。作为实现VOIP系统的软交换协议,会话控制协议(SIP)和H.323、XMPP协议就是其中的三大主流技术,其中,SIP信令控制协议正越来越受到人们的关注。
2 SIP协议
SIP最早源于二十世纪九十年代中期哥伦比亚大学提出的研究成果,后经IETF的一个标准化应用控制(信令)协议。众所周知,它可用来建立、修改以及终止多个参与者参加的多媒体会话进程。参与会话的成员可以通过单播连网、组播方式或者两者结合的形式进行通信。并能动态调整和修改会话属性(如会话带宽要求、传输的媒体类型、媒体编解码格式等)。
SIP协议中有客户机和服务器之分。客户机是向服务器发送sIP请求并能够与服务器建立连接的终端应用程序。用户(User Agent)和(Proxy)中都包含客户机的应用。服务器是一个逻辑实体,它响应客户机发出的SIP请求,提供接收、拒绝和重定向等服务,并回送应答的应用程序,主要包括用户服务器、服务器、重定向服务器、注册服务器等四类服务器:
SIP协议最初规定了六种信令:REGISTER、INVITE、ACK、BYE、CANCEL、OPTIONS。其中REGISTER用于客户端向注册服务器等级和绑定用户的位置等消息;INVITE和ACK用于创建会话呼叫,成功建立呼叫会话,或者用于改变已经建立以后会话属性;BYE用以终结和断开已经建立的会话;CANCEL用于终止已经发起但还未完全建立会话的请求;OPTIONS用于查询其它用户和服务器能力。
SIP在设计上充分考虑了对其它协议的扩展适应性。它支持许多种地址描述和寻址,包括用户名@主机地址;被叫号码@PSTN网关地址;Tel:010-5 9988888普通电话的描述等。这样,SIP主叫按照被叫地址就可以识别出被叫在模拟电话网络上的位置,然后通过一个与模拟电话网络相连的语音网关发起请求呼叫。
SIP主要支持三种方式建立呼叫,包括:由用户客户机(UAC)直接向用户服务器(UAS)发起的呼叫,由用户客户机在重定向服务器的协助下进行的重定向呼叫和由服务器代表用户客户机向被叫发起呼叫。图1是由SIP建立呼叫的模型。
3 SIP和H.323、XMPP协议的比较
SIP和H.323、XMPP协议都是作为多媒体通信的应用层控信令协议设计的。H.323试图用VOIP电话替换传统的模拟通信,且只是传输方式由原来的电路交换变成了分组交换,就如同模拟传输变成数字传输。XMPP(可扩展通讯和表示协议)以Jabber协议为基础,可用于服务类实时通讯、表示和需求响应服务中的XML数据元流式传输。而SIP协议侧重于将IP电话作为因特网上的一个应用,相比较于较其它协议(如FTP,E-mail等),虽然都利用RTP作为媒体传输的协议,但H.323是一个相对复杂的协议,增加了信令和QoS的要求。
H.323采用基于抽象语法标记ASN.1和压缩编码规则的简洁的二进制编码规则发送其各种形式的信息。XMPP是基于可扩展标记语言(XML)的协议,它继承了在XML环境中灵活的扩展性,因此,基于XMPP的应用具有超强的可扩展性。而SIP以文本形式描述的协议,类似于HTTP。基于文本的编码协议,能够显而易见的表示其头域的意义,如From、To、Subject等域名。过去的实践,已经充分证明了这种不需要复杂文档说明的标准的优越性。
在电话会议支持方面,由于H.323协议中规定由多点控制单元(MCU)集中控制会议各种功能,要求所有参加会议终端都将控制消息发送到MCU,MCU极有可能成为电话会议的瓶颈;另外H.323协议只支持信令的单播功能,而不支持组播功能,限制了协议的可扩展性,同时也降低了可靠性。虽然XMPP是支持组播的消息类型,但协议本身仍需为创建方便和高效的多人视频会议进行完善。而SIP协议设计之初就设立了分布式的呼叫机制,其组播功能不仅能够便于会议控制,而且简化了用户的定位、邀请群组等,并且节约了宽带的占用。
H.323中专门定义了用于增值业务的协议,比如H.450.1、H.450.2和H.450.3等。XMPP协议经过扩展以后,可以通过发送扩展的信息来处理用户的需求,以及在XMPP的顶端建立如内容系统和基于地址的服务等应用程序。同样,SIP协议也可以非常方便地支持补充业务或智能业务。只要充分利用SIP已定义的方法和头域,就可以轻松实现对这些业务的支持。对于无法通过现有的方法和头域实现的业务,因SIP本身就是一种可扩展的协议,所以也可以通过扩展特定的方法和头域实现相应的智能业务,并在体系结构中增加业务,提供一些补充服务或与智能网设备的接口。
在H.323中,呼叫建立过程涉及到三条信令信道的协调,呼叫建立所需的时间很长。XMPP使用订阅协议管理多方通信中的带内通信(主要是多方数据通信),并为带外多方通信提供基础平台。在SIP中,会话请求过程是和媒体信道协商过程等一起建立的。尽管第二版的H.323协议,已经优化了呼叫请求的过程,缩短了呼叫建立会话的时间,但仍无法与SIP只需要1.5个回路时延建立呼叫相提并论。并且,H.323的呼叫信令通道和H.245控制信道需要依赖可靠的传输协议。而SIP独立于低层协议,一般使用UDP协议,通过利用自己信令层的可靠性机制来保证消息的可靠传输。
4 企业SIP电话设计方案
考虑SIP在企业网中的实际应用,本文按照SIP协议规范提出了一套VOIP电话系统设计方案,SIP终端不仅可以在企业内部网络正常应用,也可以透过企业防火墙借助互联网进行应用,图2其系统结构示意图。也就是说,企业IP电话网络中使用私有地址的SIP终端可以作为被叫被外界SIP终端呼叫。这样VOIP在企业网络的应用才有意义。
4.1 系统基本工作流程
用户注册:用户通过客户机自动向SIP服务器端发送注册信息;该服务器的SIP注册服务模块接收注册信息后,要先对客户端进行身份验证,确认其合法后再对该用户的状态信息、IP地址信息等进行更新。
会话建立:用户A准备发起一次与用户B通话时,首先A通过其用户客户机将会话请求传至SIP服务器,之后通过该服务器进一步查找用户B的有关信息,并进行精确定位,服务器判定用户B是否具有接通能力,如果可以则将用户A的呼叫请求直接转发给用户B,否则服务器直接向A返回拒绝信息。
通话过程:如果A和B之问的通信链路建立成功,则他们之间直接进行通信直至会话结束,通话结束时向服务器发送会话结束请求。
4.2 系统协议结构
由于SIP仅是会话初始化协议,不能像H.323协议的通信系统那样提供全部的语音会话业务,必须协同其他协议共同来建立一个完整的多媒体业务体系结构,本方案采用的协议结构如图3。在应用层,SIP协议主要负责会话的建立、管理以及性能协商等任务,由于SIP协议本身提供了可靠的响应机制,故在传输层选用UDP协议也能保证信令的正确传输。实时流协议(RTSP)用于控制“一点到多点”的多媒体数据流。系统采用了资源预留协议(RSVP)和实时传输控制协议(RTCP),以确保系统具有较高的服务质量。资源预留协议规定和分配了IP网络的资源保护技术,可将资源预留给一个或多个给定的会话,并且该会话优先于任何试图参与双方之间的其它媒体交换;实时传输控制协议用来检测并潜在地解决发送问题,从而监控会话质量和检测网络问题以达到对QoS的监控。
实时传输协议(RTP)用来实现端到端的语音数据的实时传输业务。由于使用UDP协议,得到了端到端的QoS支持,基于SIP协议的IP电话系统,在网络带宽被其它业务负载较重时,可以降低在超时连接时导致呼叫建立的延迟,因此本方案在传输层选用无状态的UDP来传送语音信息。这里以将RTP看作是在UDP协议上运行应用服务,构成支持实时数据传递所需的传输功能的不同部分。
5 国内外SIP协议的应用
自2000年6月,瑞典举行的Voice On the Net 2000展示会以来,VOIP主流通信协议的发展和变化一直为人们所重点关注。
目前,采用H.323的VOIP服务对终端设备的要求较高。XMPP协议是IETF近期的标准,有待进一步完善。而SIP协议优势非常明显,它简单灵活、分布控制,而且极易与其它服务集成。因此,在开发VOIP产品的同时,要关注SIP的发展,借鉴其有用之处。不可否认,在整个电信网络中,一直存在采用H.323协议统一VOIP实现的呼声,不过,电信厂商和运营公司均承认SIP的灵活性,并已采取行动利用SIP协议开发相关应用产品。
微软公司:早在2000年,微软公司就推出了基于SIP协议的即时通信产品,经过不断优化和升级,其最新的版本是LYNC 2013,LYNC 2013提供了在线状态、即时消息、语音、视频、WEB会议等功能,已经占据了国际统一通信大部分市场。
AVAYA:从2004年就已经开始着手基于SIP的产品及解决方案的研发,而Avaya在SIP上的定位也非常明确,所以在解决方案的规划上,Avaya力求把SIP和原有的应用层解决方案紧密融合。并在原有应用的基础上扩展由于SIP的引入而增加的新的功能。CCS服务器是Avaya最新的SIP服务集成解决方案,CCS服务器集成了SIP中几乎所有的主要服务器功能,为企业基于SIP的通信网络提供集成的服务。
华为公司:近年来,华为公司认为随着基于SIP的VoIP实现门槛越来越低,语音业务将逐步退出主导地位,成为一种最基本的业务。因此,华为公司不仅仅了基于SIP的语音网关产品,如:迅时MX51系列语音网关;还推出了基于SIP的融合通信产品eSpace。
据美国一家资讯公司对VOIP相关协议的实际应用情况和未来前景的预测,到2015年,SIP应用将达到全部VOIP相关安装协议的46%,而H.323今后的应用比例将逐步下降。
关键词:下一代网络(NGN);软交换;SIP协议
引言
目前传统的公众交换电话网(PSTN)上传送着许多数据业务,由于快速增长的数据业务给并不适合传送数据业务的电话网造成了很大的压力。因此,基于分组技术的数据网与电路交换网最终必将走向融合,产生下一代由业务驱动的网络。软交换是下一代网络交换的核心,如果说传统电信网络是基于程控交换机的网络,而下一代网络则是基于软交换的网络。
1系统开发的技术基础
1.1软交换的概念
我国信息产业部电信传输研究所对软交换的定义是:“软交换是网络演进以及下一代分组网络的核心设备之一,它独立于传送网络,主要完成呼叫控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等主要功能,同时可以向用户提供现有电路交换机所能提供的所有业务,并向第三方提供可编程能力。”
1.2 SIP协议介绍
会话初始化协议SIP(Session Initiation Protocol)是一个面向Internet 会议和电话的简单信令协议,SIP最初由IETF MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) 工作组提出。它的主要目的是为了解决IP网中的
信令控制,以及同软交换机的通信,从而构成新一代的通信平台。
2 系统的总体设计和实现
2.1系统的层次结构
软交换采用业务与交换分离的设计思想,在系统设计结构上将软交换技术应用设计为三层结构,底层为用户接入层,中间为交换支撑层,最上面是业务实现层。系统的层次结构如图1所示。
2.2呼叫管理服务器的设计与实现
呼叫管理服务器处于该体系结构中的网络控制层,它是软交换系统的核心部分。呼叫管理服务器除了完成呼叫控制、连接控制和协议处理功能外,还将提供原来由网守设备提供的资源管理、路由以及认证、计费等功能。
软交换系统的运行需要SIP协议栈和SDP协议栈。客户端应该能够产生INVITE和ACK请求,能够产生和解析Call-ID,Content-Length,Content-Type,Cseq,From和To头部字段。呼叫管理服务器应该能够接收INVITE,ACK,BYE,CANCEL和REGISTER请求,应该能够产生和解析Call-ID,Content-Length,Content-Type,Cseq,Expires,From,Max-Forwards,Via和To头部字段。为了能够使客户端和服务端能够使用RTP传输语音流,SDP协议应该能够产生和解析v,o,s,c,t,m和a头部字段。
本系统以面向对象的方法设计了一个满足系统要求的最小SIP和SDP协议栈。SIP协议栈支持INVITE,ACK,BYE,REGISTER和CANCEL请求,支持100,180,200,300,400,500和600状态应答,支持Subject,Contact,Call-ID,Content-Length,Content-Type,Cseq,Expires,From,Max-Forwards,Via和To头部字段。SDP协议栈支持v,o,s,c,t,m和a头部字段。SIP和SDP中的头部字段都是以类的形式实现的,所支持的头部字段都是从一个抽象类Header继承而来。抽象类Header的定义如下:
class Header
{
public:
Header();
virtual ~Header() = 0;
virtual string encode() const = 0;
virtual void decode(const string& headerString) = 0;
virtual string getName() const = 0;
};
其中最主要的方法为decode,主要用来对相应的头部字段进行解析,getName方法返回当前的头部字段类的类名,encode方法用来产生相应的头部字段的字符串。
其中SIP协议栈的结构如图2所示:
解析层是对SIP消息进行解析和构造。解析层实现的关键在于各个头部字段类的设计及其相应decode方法的实现。解析层的实现借鉴了VOCAL开放源码中SipStack的头部字段类的设计方法,VOCAL的SipStack对RFC2543完全支持,但协议栈非常的庞大,设计的过程中参考了VOCAL的SipStack的头部字段类的设计形式实现了一个简洁,实用的SIP协议栈,SIP协议栈的大小还不到VOCAL的SipStack的1/10。
3 结束语
总之,基于SIP协议软交换系统的前景非常广阔,在这个领域,有许多技术难题等待人们去解决。相信在大家的共同推动之下,软交换系统的应用将得到快速的发展。
参考文献
[1]强磊等编著.基于软交换的下一代网络组网技术[M].人民邮电出版社,2005
[2]秦维佳.C/C++程序设计教程[M].机械工业出版社,2007
1相关理论与技术
通过采用AJAX及SIP通讯协议,设计一个WebService并以Web为接口的端对端异步通信实例,阐释WebService双向通讯的建构方式,同时对AJAX技术、SIP通讯协议的原理与应用作简要介绍。
1.1WebService双向通信机制
如图1所示[1],建立Client/Server双向通信的松散连接及紧密连接架构,WebService双向通信包含了一个Client的主动请求和一个Server端的前项式Push或事件通知。这是从服务互动的观点来设计的,最少会包含这3种型态,而每一个端点都像这样具备Client与Server的功能设计。
(1)TYPEI是一个常见的单向WebService交互式样板;Rc:表示Client端初始化一个请求,这个请求可以接收响应或是不需要响应。
(2)TYPEII是一个ServertoClient的异步Reply与EventNotification的交互式样板,实际上异步Reply常被塑造成EventNotification的模式,有ACK就响应,否则就是Notification;Es:表示Server的事件通知,可以要求具有ACK的响应,也可以是一个事件通知。
(3)TYPEIII与TYPEI相反;Rs:表示Server端初始化一个请求,这个请求可以接收响应或是不需要响应。
图1中实心的箭头是初始化请求,虚线则是选择性的信息响应,TYPEIServer必须提供适当的WSDL,通过SOAP传递给Client来使用,TYPEII和TYPEIII在Client必须提供适当的WSDL,通过SOAP传递给Server来使用,而WebService人需同时具备TYPEI~TYPEIII的行为能力,在一个WebService的端点中同时存在Client/Server的角色时就会出现状态协调性的问题,如果协调性出现问题就会出现错误,传统WSDL是One-way方式,要实现WebService双向通信就要做动态的设计。
1.2AJAX技术
AJAX的全名为AsynchronousJavaScriptandXML,是JavaScript及XML等技术的结合体,另外AJAX也包含浏览器端如何呼叫服务器端WebService的HTTPRequest技术[3]。从AJAX全名的字义中可以了解,AJAX就是异步的JavaScript与XML,它突破了传统网页开发技术的限制,使得网页更具互动性。
1.3SIP通讯协议的原理与应用
SIP是一个应用层的控制通讯协议,可以建立、修改或结束多媒体联机[4]。以OSI定义的网络七层来分类,SIP应该属于会话层,但是也有人将其归类在广义的应用层。
SIP目前共定义九大逻辑组件[5],因该文仅使用到ProxyServer这个组件,利用该组件的原理,将该组件的部分功能设计成WebService。ProxyServer是一个中介组件,同时具有Server与Client的双重角色,相当于H.323中的Gatekeeper,通常SIPUserAgent发出请求时并不知道对方的地址,需要ProxyServer从中协助,当ProxyServer无法取得SIPUserAgent所要求的联机对象的地址时,ProxyServer会通过预设的路由选择方式转送给其他ProxyServer代为解析,此时转送请求的ProxyServer便会成为Client端。如图2所示,以INVITE为例,假设Smith要用SIPPhone与John通话,首先Smith与John的SIPPhone要先分别向各自的SIPProxy注册,接着Smtih的SIPPhone发出INVITERequest,其中INVITERequest中会有几个标头字段:Via、To、From、Call-ID、CSeq、Contact、Max-Forward、Content-Type、Content-Length。因为Smith的SIPPhone并不知道John的地址或是John所注册的SIPProxy地址,Smith会将INVITERequest送到自己所注册的SIPProxy(Smith’sProxy),Smith’sProxy会回传100(Trying)给Smith的SIPPhone,100(Trying)表示Proxy已经收到并处理INVITERequest,而Smith’sProxy会根据IP或是域名找到John的SIPPhone所注册的Proxy,在把INVITERequest传送出去之前,Smith’sProxy会先将自己的地址填在Via字段,加到INVITERequest的标头,然后送到John的SIPPhone所注册的Proxy(John’sProxy),而John’sProxy则会在收到INVITE讯息后回传100(Trying)给Smith’sProxy,表示已经收到并处理INVITERequest,此时John’sProxy会查询数据库,找到John目前所在的IP地址,之后John’sProxy会将自己的地址填在Via字段,加到INVITERequest的标头并将INVITERequest传送给John的SIPphone。在收到INVITE信息后,John的SIPPhone会进入Ringing的状态,并依照先前所纪录的Via字段,依照路径回传180(Ringing)讯息给Smith的SIPPhone并告知John有来电。当Smith的SIPPhone收到180(Ringing)信息后,可以显示某些信息并等待John接起电话,若John接起电话,表示John允许建立联机,John的SIPPhone响应200(OK)信息给Smith的SIPPhone,而200(OK)的讯息中,可以携带John希望建立RTP封包联机的相关信息和参数(IP地址与Port)的SDP给Smith,其中SDP是附加在SIPMessage后面。此时Smith的SIPPhone因应200(OK)的信息响应ACK给John的SIPPhone,两端SIP联机就算是建立完成,此时便可以利用之前Message所攜带的SDP里的相关参数,开始传输RTP封包。若John拒绝受话,则John的SIPPhone就会传送一个CANCEL讯息给Smith的SIPPhone。
2结语
过去在浏览器上运行需要单向、双向,全双工、半双工的服务(如聊天室、语音通话、视讯等)都存在一些问题,网页聊天室采用共通的Session或全局变量来达成信号沟通的目的,而浏览器也会定时PostBack,造成Client端浏览器换页的动作产生,也会存在一些Session中断或是无法清除的问题,对于实时的讯号交换是一个瓶颈,许多运行顺畅的语音或视讯软件,都是以ActiveX或是Applet的组件嵌入方式安装在Client端浏览器中,运用了AJAX的方式呼叫CallBack机制后,寻找可用的WebService,结合SIP通信协议,让信息或软件可以快速地组合出新的服务,也可以达到信号实时交换的需求,另外提供了一种快速开发以浏览器为用户端软件系统的新方式,而Client浏览器不再需要一直进行更新网页的动作,也不需要嵌入任何组件,这对目前很多使用者因嵌入不明组件造成中毒或是黑客入侵,有实质上的帮助,提高信息安全的防护。
参考文献
[1] ZhenshengWu.AWayofUsingWebServicebyAJAX[C]//Proceedingsof2008InternationalSymposiumonDistributedComputingandApplicationsforBusinessEngineeringandScience.2005.
[2] WuChou,FengLiu.WebServiceforTele-Communication[C]//ProceedingsoftheAdvancedInternationalConferenceonTelecommunicationsandInternationalConferenceonInternetandWebApplicationsandServices.2006.
[3] 谢延红,钱爱增.利用Ajax技术开发无刷新聊天室系统[J].长春师范学院学报,2007,26(6):86-89.
[4] 施昌伟.基于SIP协议的即时通讯系统的研究与实现[D].南京邮电大学,2012.
[5] 张晨光.基于H.323协议的IP呼叫中心坐席終端设计与实现[D].北京邮电大学,2008.
1、(信末签名后的)再者,又及;附言(略作P.S.,PS.,PS或p.s.)
2、(书等的)附录;跋,补遗
3、[英](新闻广播后的)结束语
1.注重案例,制定课程标准。针对中职教育教学的特点,以岗位需求为导向,以学生图形图像处理以及平面设计的职业能力培养为目标,以工作过程的系统化和可持续发展为出发点,与企业行业合作共同进行基于工作过程的课程设计开发。根据对学生所从事工作岗位职业能力、工作任务、工作过程的分析,以图形图像处理和平面设计领域的典型案例构建教学内容;以真实设计项目和典型任务为载体,采用理实一体化教学模式,基于平面设计实际工作流程设计教学实施过程,创造最佳的基于工作过程的学习环境;以学生为中心,采用项目导向、任务驱动、案例教学等行动导向教学法实施教学,充分调动学生的学习积极性;合理利用网络资源,多渠道拓展职业能力;充分体现课程职业性、实践性和开放性的特点。
2.注重方法,培养操作技能。在整个教学进程中,以案例实训贯穿于整个教学过程中,但各阶段实训内容、教学侧重点不同。理论与实训循环授课,“教、学、做”合一,针对每次课所讲授的知识点,精选实训内容,实训目的在于巩固所学知识点,并注意培养学生举一反三的学习能力。实训部分根据影视多媒体、广告设计、动漫设计、艺术设计等工作岗位要求,安排综合性案例,以模拟项目为主,通过临摹优秀作品、模拟设计、自主设计等方式,注意启发学生思维,启发学生采取不同的方法完成,培养学生创新精神。使学生掌握本课程在职业岗位中的作用,掌握工作岗位知识、能力、素质要求,专业公司运作模式,实现课程与工作完全接轨,形成独具特色的“教学做”一体化案例教学,培养实际工作技能。
3.注重能力,实施“教学做”一体化教学。注重能力培养,实施“教学做”一体化教学。经长期的教学做一体化的教学实践,总结归纳出了Photoshop课程教学的课前准备、组织教学、示范演练、布置任务、巡回指导、小结等六步教学法,以能力培养为主,融合了教学做一体化的理念,更好地实现了教中学、学中做和做中学。
通常C波段电动极轴天线和传统KU极轴天线组成使用 的条件是极轴天线、天线控制器、电动推杆。根据极轴天线面大小匹配对应功率的天线控制器和相应尺寸的电动推杆(常用12、18、24寸推杆,ku极轴天线使用推杆相对较小)。
就c波段极轴天馈系统而言,想要让天线效率得到充分发挥,最好的办法就是将正馈天线的ku高频头设为主焦,C波段高频头设为副焦;再通过DiSEqC 1.0切换器或者22k开关对2路卫星信号进行切换使用,这是极轴前辈曾文明老师提出的。而传统支持DiSEqC1.0协议的天控器和卫星接收机只能单独使用。即打算从1个卫星节目转换到另1个卫星节目,需要先遥控天控器去驱动电动推杆,继而在极轴天线定位后再把卫星接收机遥控切换到相应卫星的频道上,需要操作2个遥控器才能去达成目的。
设备特点
TOPSIGNALTP8801型天控器除了可以推动普通KU天线外,还可以驱动3-5米直径的极轴天线(需更换相应驱动单元);并能够存储多达99颗卫星位置。此外其最大的特点还有兼容普通卫星接收机使用的DiSEqC1.0协议,在没有DiSEqC 1.2协议卫星接收机的情况下也可以单独正常使用。而我所看中的正是其支持DiSEqC 1.2协议的功能。这样就可以通过支持DiSEqC 1.2协议的卫星接收机(如DM500S、430)进行跨星换台操作,该天控器会自动驱动极轴天线寻星定位后进行播放。这一先进的技术以前只在ku天线相关极轴产品上采用,如SVEC 9120、DG240等水平极轴座之类,而C波段极轴天线产品上鲜有使用。
从接口来看,TP8801与普通DiSEqC 1.0天控器略有不同。前者增加了1进1出的75-5的F信号端子,如果只使用DiSEqC 1.0协议功能时,只需把天控器的电源和推杆的4根相应控制线进行连接即可,即电源正负M1 M2 传感器sensor GND。当使用DiSEqC1.2协议功能时,除了接好这4根控制线,还需要把卫星天线的F线接入天控器后,再输出到带有DiSEqC1.2协议的卫星接收机上。
调整天控器
由于笔者的3米SVEC C波段网状极轴天线室外单元以前已经基本调试到位(只是KU波段主焦初调完成,C波段副焦信号尚可)。所以在使用TOPSIGNALTP8801天控器时只需在室内把原来的DiSEqC 1.0天线控制器线路进行连接更换即可。原极轴天线24寸推杆内已设置好东西边界的硬件凸轮物理行程限位,此次无须再进行调整。否则需要对推杆设置清零,再对天控器进行极轴天线的软件东西限位设定,或者在使用DM500S接收机时,通过极轴菜单设置对软件东西边界的设定进行操作。
首次使用该极轴天线控制器时,笔者建议各位最好用原来的天控器把极轴天线调动到正南方向再更换新天控器,此举目的是配合新天控器天线进行零点设置。启用新天线控制器时,开机会显示000的状态,这时再向左或者向右调节TP8801时,机身上的绿色数码指示灯就会有脉冲计数指示。笔者的极轴天线正常使用时以正南为0点,极轴天线面左右接近1个平面。向左偏向时天线推杆向内拉动,极轴天线偏向东方,天控器的脉冲数字从0开始依次向上叠加。当极轴天线向右偏向时天线推杆向外推出,极轴天线偏向西方,天控器脉冲数字从999开始依次向下跌减。所以说,把极轴天线调整到正南方位再接入TP8801天控器是很有必要的,这样可以直观从天控器数据的变化中显示出极轴天线究竟是偏向东边或者西边。
对于使用普通DiSEqC 1.0协议接收机的朋友,笔者建议你们在开始使用TP8801天控器时首先将其清零后再设定软件东西边界极限限位。因为这类接收机无法在接收机设置中对天控器进行设置,只能通过天控器的遥控器进行相应操作。大家都知道DiSEqC 1.0协议最少支持4个卫星信号的输入和切换。实际上如果只有1个高频头时也就无需对接收机端口进行设置了,剩下的工作就只是对天控器进行设置操作。
接下来,我们可以使用遥控器进行极轴天线及天控器的软件边界设定。先按控制面板上的“E/W”、“W/E”键或者遥控器上的左/右转动键驱动推杆至最低(极轴天线东面)或最高(极轴天线西面)位置,在遇到极轴天线推杆硬件物理限位后,天控器会显示“”。此时向相反方向调节即可进行下一步操作。
再按遥控器上的“Limit”键,数码管显示“L--”。再按遥控器上的右键,数码管显示“L.L.”并闪烁。然后再按ENTER键3秒确认设置左边界,此时数码管显示“L.L.”不再闪烁。表示已经设定好左(东)边软件极限。驱动极轴天线向西边到达物理限位后再返回部分后按遥控器上的“Limit”键,数码管显示“L--”。再按遥控器上的左键,数码管显示“H.L.”并闪烁。然后再按ENTER键3秒,确认设置好右(西)边界,此时数码管显示“H.L.”不再闪烁。如此设置后,无论如何向东或向西驱动极轴天线操作都会在推杆物理限位前提示已经到达相应的边界“.”或者“”,不会显示出“”。
下一步是将接收机的设置根据实际情况进行调整,比如笔者的四切1开关2输入为5150MHZ C 波段,3输入为9750/10600MHZ KU波段。所以把105.5E的凤凰卫视参数输入到接收机后,向左(东边)驱动极轴天线找寻信号。由于室外极轴天线轨迹已经完全调整正确,很快就会出现凤凰卫视的信号质量,找到信号质量最大值后可以按遥控器“store”键,此时数码管显示“C- -”。 输入自定义的星位如01,再按“ERTER”键3秒后看到数码管的“C01” 变成 “P01”,表示存星过程完成。
存完参数之后,就可以搜索卫星节目了。也可以在查看最低信号质量节目后,微调极轴天线,再次保存卫星位置。此后继续向东找寻108E、115E、122E、134E等卫星,向西找寻100.5E、95E、88E等卫星位置。笔者的极轴天线向东可收下卫星最大角度为166E,向西最大角度为68.5E。
此前安装调试时,由于笔者对24寸推杆承受力量不甚了解,又缺乏调试经验,以至于极轴天线安装位置错误,造成推杆负重过载而损坏。极轴天线负载最重的地方就是东西边界特别是166E和49E。当24寸推杆从166E拉动3米网状极轴天线时,天线偏地面方向,承受力量非常大,驱动电流同时也远超正常范围。如果推杆质量不好,很容易会拉坏螺丝口报废。最后笔者根据实际使用情况确定了极轴天线推杆的正确安装位置,而驱动推杆的电流也在正常使用范围,不会出现24寸推杆在极轴天线右边安装时拉动极轴天线那样超载的巨大力量和过载结果。此时天控器驱动3米天线最大负载从166E改变为68.5E,天线偏向角度减小,也减小了推杆所承受的拉力(我放弃49E以增加极轴天线安全区);如果不这样调整唯一的办法就只有将24寸推杆更换为36寸推杆了。
调换星过程如下:通过遥控器上下键进行选星,在已选星位号出现约3秒后,数码管显示脉冲数字自动驱动推杆到存星位置。该功能为TP8801系列特有功能,无须2次确认。此换星操作最少需要存入2星位置后才有效。也可直接输入数字星位号如08,数码管显示“P08”,然后再按ENTER确认,推杆会走到存星位置,在原位置输入相同星位则不会动作。使用普通支持DiSEqC 1.0协议接收机配合该天控器极轴天线使用时,换星换台必须使用到2个遥控器,可以先用天控器的遥控器选换好卫星位置再切换接收机卫星信号,也可以先切换好卫星频道后再换星,2者缺一不可。
天控器与DM500的配合
目前常用的430xp和DM500S接收机均可支持DiSEqC 1.2极轴协议,配合天控器最为方便,其中DM500S不仅支持 DiSEqC 1.0、1.1、1.2协议,而且也是当前最流行的机器。下面笔者就简述一下通过DM500S设置该天控器的过程。
1、存储卫星数据
首先利用原极轴天线天控器把极轴天线驱动到正南中心位置,再把TOPSIGNALTP8801 天控器接入系统。此时可能出现有两种情况:一是天控器已经存好预收卫星数据时,可以用天控器调星,依次找到所有卫星的数据存入天控器,二次使用时则由DM500S控制天控器自动调星。相当于把天控器内数据copy到DM500S接收机。
二是把TP8801 天控器初始化清零,使用DM500S直接在极轴设置中驱动极轴天线寻找卫星信号,并保存卫星位置和下载节目,这个过程相对于前一种方式更复杂一些,全部卫星位置设置过程所需时间更长。原因很简单,DM500S(在使用四切一时)反应没有普通免费机灵敏,找星时会有所延迟,以至于天控器在驱动推杆跑过欲收卫星位置时,还没有及时反应而延长调试时间。特别是信号较弱的卫星在这个问题上更为突出,需要更长时间才可以搞定。实际上无论哪种方式去寻找卫星信号和存储卫星位置,都必须使用DM500S的极轴设置功能。
2、调整极轴设置
在首次使用DM500S的 DiSEqC 1.2协议极轴功能之前,要对高频头进行设置,方可启动极轴功能。虽然DM500S接收机有现成的极轴定义下的所有卫星,但是每次设置都很繁琐,不利于实际操作,所以笔者在《非标准用户定义设置》菜单中增加新卫星进行极轴设置。
在笔者的极轴天线上,所有C波段卫星统一使用1个5150MHZ本振高频头设置,所有KU波段卫星统一使用1个9750、10600MHZ双本振高频头设置。注意在天控器高频头设置时不能选择增加电压,否则会出现无法正常工作的状况。DISEqC参数根据个人4切1输入情况选择,在DISEqC模式中启用Version 1.2极轴功能,在频道搜索中的第3项“极轴设置”功能菜单内就会有相应的极轴关联选项了。(见图6-7)
由于笔者在LNB选项中配置了2个高频头,所以进入极轴设置时,系统会要求选择其中1个高频头(如图8)。进入极轴设置选项后可以在使用GOTOXX功能下输入当地经纬度保存(如图9),再在极轴配置下的“模式”菜单选择“位置”,并选择卫星。转发器任意选择一组参数(如图10),极轴天线的方向则依据DM500S遥控器的左右键而改变,若出现控制方向与极轴天线实际动作不一致时,需要把推杆电源正负极调换,相关物理极限也需要调整。
当预收卫星信号SNR AGC数值最高,BER最小的情况下,可以用DM500S对该卫星位置进行存储,天控器也会作出对应的数据显示。由于DM500S只支持存储79个星位,而天控器最高可存储99个。所以打算用DM500S去驱动极轴天线的用户必须在79内选择存储星位(如图11)。保存卫星位置后,可以在多星选择中找出刚才存下的卫星,选择自动搜索该卫星信号即可。
写在最后
使用TOPSIGNALTP8801 DiSEqC 1.0、1.2协议 天控器配合SVEC 3M网状极轴天线1年多来,笔者对其功能颇为满意,它唯一的缺点就是遥控器按键之间的距离太近,按键体积太小,在使用时容易发生误操作,建议厂商在后续产品中予以改进。
>>> 使用天控器的小知识
1、确认东西边界
DM500S极轴配置下模式的东极限设置可以在最初寻找卫星位置之前进行设置,也可以在最后进行设置。最后进行设置的好处是可以在知道自己最远可以收下哪颗星后适当偏移后就可以确认。比如笔者的极轴天线可以到达166E,但由于建筑物遮挡后最大角度可以收下146ku,那么我的软件限位就可以在把天线调动到146E后稍微走动1点估计148E即可保存软件限位了。下次设置向左(东边)点动时就会在148E处停止前进。使用时,无须担心超越极限。根据需要也可以取消或者重新设定东西边界极限位置。(如图12-13)
2、无用的选项
DM500S的极轴配置功能选项模式下有多种功能选项,其中在极轴配置模式中重新计算功能基本上无实际应用价值,因为卫星位置信号偏移的原因主要是推杆固定螺母松动,内部丝杆磨损间隙加大等因素造成的。
3、IMG也有差别
DM500S目前使用有PLI、ATM、GE这三种IMG,都有极轴设置功能,且基本通用。唯一有区别的就是部分系统极轴设置中操纵极轴天线向东或者向西时的动作不同。有的系统按遥控键1下,极轴天控器只输出1个脉冲动作,持续按下则继续走动,松手立即停止运转。这种DM500S使用的系统在极轴设置时最方便、准确、好用。
另外1种IMG的特点是放开按键后,极轴天控器不能立即“刹车”,这样会带来错误的位置,使信号无法实时显示,需要多次来回调动极轴天线才能找到最佳位置。
IETF最初制定的是sip会话的初始协议,可以用于多方面的通信。Sip是在应用层控制的协议并且它的基础是文本,是独立于底层传输协议的。并且,Sip的用途包括:建立、修改和终止IP网上的双方或多方的通话。这些会话的种类有很多,有多媒体会议、电话呼叫、或者是多媒体会议。Sip压缩技术支持语音通话,可以不用手动输入那么麻烦,并且它还可以定位使用者的位置,以便于能够更快的找到使用者。Sip协议的特点是简单、易于扩展、能够很快实现,这些特点被人发掘并且越来越得到人们的重视,所以现在一些科研人员开始研发一些能够支持和使用Sip压缩技术的多媒体客户端。这一项技术如果研发成功的话,它会成为第三网络和3G多媒体的重要协议。
2Sip压缩技术在无线通信中的应用
随着时代的快速发展,人们越来越多的使用无线通信技术,这也就促使了研发Sip压缩技术的步伐,使得Sip压缩技术在无线通信上有了很大的应用。
2.1Sip压缩
Sip是收集在Sip中出现的字符串,并且对这些字符串进行编码。但是,每个Sip消息的空间中也存在着URI,URI占据了Sip消息中的一些字节空间,这些字节空间有URI的求法,URI中的From和To的字节,还有隐藏在Contact字段中的URI字节。所以,在建立会话的过程中如果出现形成SIPURI的联系人列表是UA和Proxy之间成立的这种情况的话,那么在建立会话的过程中会对联系人列表中的URI字节进行维护和编码,因此,在对每个联系人消息进行编码时可以使Sip信息的头部大小降低。所以,在客户端和服务器之间创建和维护联系人列表是Sip压缩的关键。Sip压缩的前提就是必须对Sip协议进行一定的扩展,在Sip信息的头部可以增加一些区域,用来对终端支持Sip压缩或者是对方使用Sip压缩进行一系列的说明。在满足Sip中要求的基本机制和特定信令压缩参数的要求之下可以支持Sip的压缩,并且可以对Sip信息进行压缩和解压。Sip传输的端口是5060端口,当使用Sip压缩是端口依旧是5060端口,而且这两者会分得很清楚,不会混淆。未压缩消息字节的高位全为1,所以,要判断字节是压缩消息还是原始消息的方法是一个支持Sip压缩的终端是否可以接收到高5位的消息。如果高5位的值全为1,这是原始消息,这就把这些消息直接交给应用层进行应用;如果高5位的值不全为1这就是压缩消息,就要把这些消息转给消息的解压发生器进行解压。
2.2Sip扩展
Sip扩展的目的是能够使Sip压缩技术更好的实现,可以让用户随意选择。现在,有两种方法可以提高Sip整体压缩的效率:(1)动态压缩:通过自己本身已经压缩过的信息来压缩现在正要压缩的信息,这样做的好处是可以节省字节空间。但是,如果要使用自己本身已经发送过的信息,就必须经过压缩处理器的处理。因为如果信息是在可靠的传输层传送,这就能够保证信息的质量,但是如果不是在可靠的传输层,这就不能够保证信息的准确性。(2)共享压缩:通过在压缩的过程中使用自己本省已经接收到的信息来压缩自己要发送的信息。这种的压缩方式在请求的模式中能够获得很好的压缩效果。通过考察Sip协议,可以发现每个用户一般会产生很多相同的信息,这就意味着Sip压缩技术在工作的时候压缩信息的重复度相当高,而且信息冗余度相当高。通常的解决办法是,如果建立一种含有某些重复性词语的字典,这样就会很好地提高压缩处理器的效率。所以说,在Sip的扩展操作中也应用了可以让用户自定义的字典,这样来使Sip压缩效率提高。
3结语
关键词:图书馆;流通交换;馆际互借;SIP2; NCIP
中图分类号:G250文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10447-03
Library Circulation Exchange Protocol Overview
ZHU Huang-feng
(Aisino Corpration, Beijing 100195, China)
Abstract: Library circulation exchange protocol is different between the library circulation management softwares, as well as the library circulation management software and self-help equipments in library. This paper outlines a number of commonly used library circulation exchange protocol, with an emphasis on the 3M company's SIP2 and the American National Standards Organization NCIP protocols described and compared.
Key words: library; circulation exchange protocol; SIP2; NCIP
随着图书馆行业的不断发展和科学技术的不断进步,图书馆信息化水平也在不断的提高。到目前为止,绝大部分图书馆已经完成了馆藏信息的数据库管理和流通自动化。同时,图书馆的开放性要求也越来越高,图书馆与图书馆之间馆际互借的业务越来越多。
然而,不同图书馆的馆藏信息数据库可能有不同的数据格式,不同图书馆图书流通管理的业务处理方式也有可能各具特色。如何能确保图书馆与图书馆之间馆际互借业务无障碍运行?如何能保证图书馆在更新图书馆流通管理系统或者引进图书自助借还设备时无需做太多改动?
馆际流通交换协议能够为不同图书馆的图书流通管理系统提供数据和业务交互提供支持,同时也能为图书馆流通系统和其它系统,如本馆其它业务系统、自助借还设备等,之间提供数据和业务交换。
1 常用图书馆流通交换协议简介
1.1 Z39.50 Item Order
Z39.50协议是一种在客户服务器环境下计算机与计算机之间进行数据库检索与查询的通讯协议。它能够为图书馆馆藏数据库提供标准的数据库检索与查询服务,从而推动了图书馆之间联机查询、数据共享服务。
Z39.50由NISO(美国国家信息标准组织)提出,经过图书馆行业20多年的推广与完善,最终为ISO接受成为国际标准。在Z39.50推出第三版时,增加了一个新特性,即可以通过扩展服务实现文献预订(Item Order),实现馆际互借。这些扩展服务并不是Z39.50协议本身所实现的部分,而是由其它应用系统来实现。Z39.50 Item Order能够支持简单的图书馆流通交换,适用于请求一本图书或文献、不需要任何附加报文的事务。它的优点是可以基于Z39.50查询的结果,直接针对其中某本图书或文献发起流通请求。
1.2 ISO ILL
ILL(InterLiblary Loan)馆际互借协议是关于馆际互借协议的国际标准,最初是加拿大国家图书馆为了便于国家网络信息资源共享而发起的。
ISO ILL协议标准规定了两个或者多个ILL馆际互借应用通过Internet,交互报文,而不用考虑使用的软硬件情况。协议规定了所交互报文的数量和类型、报文中的数据元素和报文交互的顺序。
ISO ILL和Z39.50 Item Order相比,是一个更为复杂、完整的图书馆流通交换协议,它不但可以支持点对点的简单通讯,而且可以支持链状请求、分布式请求,完成一个跨越请求方、应答方和中间方(可以有一个或多个)的复杂事务。ISO ILL适合于需要进行大量书籍、信息往来的馆际互借事务、需要对事务进行统计、控制的图书馆系统,或者是提供馆际互借的中间方。
1.3 SIP2协议
SIP2是Standard Interchange Protocol V2.00的简写,由3M公司制定,是图书馆自动借还设备与流通管理系统之间的数据传输协议。SIP2协议并不是一个完整的图书馆流通交换协议,它是图书馆自助借还设备与流通管理系统之间进行流通信息交换的专用协议。
SIP2协议最初是为了实现3M公司的图书馆自助借还设备Self CheckTM和图书馆流通管理系统之间的信息交换而定义的接口。随着图书馆自动化的不断发展以及3M公司产品的推广、发展,最终成为3M公司在图书馆行业推广的标准协议。
SIP2协议的推广有助于图书馆能够在引进自助借还设备的同时对已有的流通管理系统仅需要做少量甚至不需要修改;有助于图书馆方便地更换自助借还设备或者流通管理系统而不影响到其它系统。
由于3M公司的推动,SIP2协议非常成功,成为图书馆自助式流通服务的事实标准。
1.4 NCIP协议
NCIP(NISO Circulation Interchange Protocol),由美国国家信息标准组织(NISO)制定的关于馆际互借的一种协议,也称Z39.83协议。NCIP的制定,借鉴了3M公司SIP2协议的消息模型和通讯机制,并做了充分的扩展,是一个复杂协议,同时也是至今为止最为强大、完整的图书馆流通交换协议。
NCIP定义和规范了对象集、服务集、支撑这些服务的消息及消息中的元素集,以及控制单个连接中消息交换的状态表。和SIP2不同,NCIP不仅仅用于图书馆自助借还设备与流通管理系统之间的数据通讯,还能用于图书馆流通管理系统之间、流通管理系统与其它多个应用系统之间的多应用系统环境下系统之间的互操作。
2 SIP2协议分析
2.1 SIP2报文对
SIP2协议定义了一些报文对,每一对报文对由请求报文与响应报文组成,请求报文都是由图书馆自助借还设备主动发起的,响应报文都是由图书馆流通管理系统对请求报文进行处理后作出的响应。任意两个报文对之间都是相互独立的,也就是说,图书馆自助借还设备和流通管理系统之间的每一次请求与应答是一个独立、完整的交易,每一对报文对中包含本次交易所需要的全部信息,而不依赖于其它信息。
2.2 SIP2消息交互模型
由于SIP2每一次报文的请求与响应是一个独立的事务,因此SIP2协议中每一次消息交互只控制本次报文的请求、请求报文的处理和处理结果响应,不涉及到整个图书流通生命周期及流通事务的消息传递和状态转换。SIP2请求方(自助借还设备)和SIP2服务方(图书流通管理系统)的消息交互模型如图1所示。
在SIP2消息交互模型中,请求方包含空闲、等待两种状态,服务方包含空闲、处理两种状态。当SIP2请求方受到外界触发(自助借还设备受读者触发或自助借还设备中设定的程序触发),SIP2请求方向服务方发送消息,随后进入等待状态;SIP2服务方收到请求消息后,转入处理状态,当事务处理完毕后向请求方返回响应消息,随后再次进入空闲状态;SIP2请求方收到响应消息后,从等待状态回到空闲状态。
SIP2请求方和服务方都包含报文校验功能,即收到消息后首先对消息进行校验,如果校验错误则要求对方重发;SIP2请求方发送请求消息后,如果一段时间内未收到响应消息,根据设定规则重发或者自动返回空闲状态。
2.3 SIP2协议的特点
SIP2协议是图书馆自助借还设备和流通管理系统之间进行通讯的专用协议,具有以下特点:
1)实时性。SIP2协议的服务方需要及时响应,SIP2请求方往往会实时地等待处理结果。
2)无会话。SIP2协议的请求方和服务方之间的每一次消息交互都是一个独立的事务,和前一次及后一次的消息交互彼此独立、互不影响,双方不保持会话状态。
3)简单。SIP2协议本身仅仅定义了一组报文对格式,并简单地描述了SIP2请求方和服务方消息交互的模式,协议非常简单、实用。
4)专用性。SIP2从最初在3M设备及图书流通管理系统中的应用,到后来作为自助借还业务标准的推广,都是针对自助借还业务本身的,专用性强,通用性差。
3 NCIP协议分析
3.1 NCIP对象及服务
NCIP协议定义和规范了一个对象集合服务集,以及支撑这些服务的消息、消息中的元素集、控制单个连接中消息交换的状态表。
NCIP定义了3种对象类型:读者(User)、图书(Item)、机构(Agency)。
NCIP定义了3种服务类型:查找服务(Lookup)、更新服务(Update)、通告服务(Notification)。
查找服务包括5种:查找图书服务、查找读者服务、查找机构服务、用户鉴别服务、查找版本服务;
更新服务包括20种,可以分为典型流通事务(图书请求、借出、续借、催还、归还等)、对象维护(图书增加、更新、读者增加、更新、读者财务账户维护等)、其它;
通知服务业包括20种,和更新服务一一对应,用于对更新服务的结果进行通告。
3.2 NCIP实施框架与应用框架
NCIP将服务和数据对象与实际实施的具体细节分离开来,以确保NCIP能够长期使用的稳定性,还能够提供灵活性以适应应用和技术的变化,不必因为新技术的出现而重新定义服务和数据对象。
实施框架:每一种实施方法都在一个独立的实施框架中描述,这个框架规定消息怎么样交换。规定的内容包括消息、字符和数据编码,必须的构件和行为、网络传输、网络安全等。
应用框架:对于给定的实际环境和规则下的特定应用系统,可以使用应用框架来描述协议的使用方法。应用框架中描述了系统必须支持的服务。对于特定外部事件和条件,他还通过事件表建立起和协议中某种服务的对应关系。
3.3 NCIP消息交互模型
NCIP协议的消息交互模型和SIP2类似。
NCIP只控制一次连接的消息传递和状态转换,不控制整个流通生命周期的消息传递和状态转换。NCIP的服务是一种确认,每一个启动消息都有一个响应消息作为服务的确认,响应方的响应消息在同一个连接中完成。NCIP的传输协议可以是TCP/IP、HTTP、HTTPS中的一种或多种。
在NCIP协议的消息交互中,一方是发起方,一方是响应方。和SIP2协议有所区别的是,SIP2协议的消息交换中请求方总是自助借还设备、服务方总是流通管理系统;而NCIP协议消息交互的发起方可以是自助借还设备,也可以是图书流通管理系统或其它应用系统;图书流通管理系统可以是一次消息交互中的响应方,也可以是另外一次消息交互中的发起方;对于某一次连接,有且仅有一个发起方和响应方。
3.4 NCIP协议的特点
NCIP协议是一个正在成熟并逐渐占领市场的标准协议,它具有以下特点:
1)实时性。NCIP和SIP2协议一样,响应方需要及时对发起方的消息进行响应,发起方通常需要实时等待响应消息以便于进行下一步处理。
2)无会话。NCIP协议中的每一次连接完成一个独立的事务,但不是图书流通生命周期的全部。NCIP的每一次连接与前一次连接、下一次连接相互独立,不保持会话状态。
3)完整性。NCIP协议对图书流通管理系统之间,以及与自助借还设备之间的图书流通业务提供了充分的支持,能够满足各图书馆之间馆际流通业务的需求,也能满足图书流通管理系统与自助借还设备之间的流通业务。
4)可扩展性。NCIP将对象、服务的定义与实施细节分开,提供实施框架和应用框架,能够为图书馆未来流通业务的扩展以及新技术的出现提供充分的扩展性。
5)复杂性。NCIP和现有的其它图书流通交换协议相比更为复杂,应用范围更加广泛,实施的复杂度也相对较大。
4 应用前景分析
Z39.50 Item Order和ISO ILL是传统的图书流通交换协议,主要用于各图书馆之间馆际互借业务的建设。SIP2协议是在图书馆自助借还出现后,迅速占领市场的专用协议,它实现了图书馆自助借还设备与流通管理系统之间的流通业务交互的标准化,为图书馆迅速引入自助借还服务、推动图书馆服务现代化奠定了基础。SIP2协议无可非议地成为事实上的自助借还服务的流通交换标准,并将在未来的几年内继续占据自助借还设备流通交换协议的主要位置。
另外一方面,随着软硬件水平的不断提高,自助借还设备的功能越来越强大,提供的自助服务越来越丰富,现有的SIP2协议并不能完全满足未来发展的需求。NCIP协议就是在这样的条件下诞生并逐步成长的,NCIP协议定位于构建支持图书馆流通管理系统之间,以及与自助借还设备之间完整的流通交换协议,并且支持图书、读者、机构的查询、统计、消息公告等业务。
NCIP协议的技术委员会包含了美国国家图书馆、加拿大国家图书馆,以及OCLC、Ex Libris、SIRSI、3M等图书馆自动化系统软硬件厂商。SIP2协议的制定者3M公司目前已经是NCIP协议的主要推动者之一,3M公司新的图书馆自助借还设备将支持NCIP协议。NCIP协议的逐步完善和信息技术的不断发展,必将为NCIP协议的普及推广迎来更为广阔的应用前景。
参考文献:
[1] 胡维青.图书馆集成系统的应用标准[J].枣庄学院学报,2006(2):79-84.
[2] 谢亚勇.几种馆际互借协议之比较与探讨[J].上海交通大学学报,2003(S1):53.
[3] 李军凯.两种馆际互借模式的比较研究[J].图书馆理论与实践,2005(4):15.
[4] 李军凯.试论馆际互借的模式[J].图书馆工作与研究,2005(3):21-23.
[5] SIP2协议[S].3M公司.
关键词: SIP;IMS;安全
中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0210110-01
1 SIP常用的安全机制以及存在的问题
IP多媒体核心系统(IMS)是第三代移动通信合作伙伴项目提出的支持IP多媒体业务的子系统,IMS采用了SIP协议与固定宽带进软交换。SIP协议具有接入无关性、支持用户漫游等优点,为IMS实现网络融合带来了前所未有的契机。但是,由于SIP协议是基于IP网络的实时通信协议,IP网络的开放性、可获得性以及广域性使得SIP应用容易受到攻击。
目前SIP主要使用2种安全机制:认证和数据加密。HTTP摘要认证是最常用的SIP认证方式。但该认证方式存在着一定的缺陷:
1)只能提供服务器对客户机的单向认证,容易遭受服务器伪装攻击。攻击者有可能截获发往服务器的请求,并伪装成该服务器对客户机进行认证,此时客户机无法察觉。
2)摘要算法单一固定。目前用于计算响应值的摘要算法MD5已有被攻破的公开报道,共享密码在传输过程中有被破译的可能。
3)不具备提供密钥协商的功能。无法保障认证结束后正常安全的通信。
4)认证过于依赖共享密钥。密钥管理方式的选取对认证的可靠性有直接影响。
另外,SIP协议中未直接支持用户之间媒体流的机密性,我们需要通过实现附加机制以保证窃听者无法通过窃听用户通信数据来获取用户信息,从而有效地保护用户的隐私性和商业秘密。
2 基于SIP的IMS安全性方案设计
考虑到传统HTTP摘要认证机制以及其他几种认证机制的局限性,并结合HTIP摘要认证和SIP协议的特点,我们通过扩展和丰富SIP消息头域的内容,并借鉴丁SRTP协议(Safe Real-time Transport Protocol),对传统HTTP摘要认证作了改进,设计了一种新的SIP安全方案,初步实现Client和Server之间的双向身份认证、密钥协商、媒体流加解密与认证。
2.1 双向身份认证、密钥协商过程
为实现双向身份认证、密钥协商,则不仅服务器可以向客户端发送认证,客户端也要向服务器端发送认证。一次成功的呼叫认证过程如图1所示。服务器端信息为challenge_s,包括作用域realm_s、随机数nonce_s、摘要算法H1等。客户端对challenge_s的响应值response_c是将用户名username、共享密钥passwd,随机数nonce_s、作用域realm_s、客户端的公钥v_c按一定规则组合,经H1摘要算法运算后生成。客户端信息为challenge_c,是由v_c、随机数nonce_c、摘要算法H2、客户端支持的加密算法和模式等构成,服务器端对challenge_c的响应值为response_s是将服务器端域名、共享密钥passwd、v_c、随机数nonce_c按一定规则组合,经H2摘要算法运算后生成。
该安全机制通过2次呼叫尝试,实现了双向认证机制,机制中的摘要算法推荐采用256位SHA1。后续的会话密钥及加密方式由Server根据Client及自身的支持情况决定,一般情况下采用128位AES及IDEA算法。
2.2 媒体流加解密与认证
SIP协议中未直接支持用户之间媒体流的机密性,我们需要通过实现附加机制以保证窃听者无法通过窃听用户通信数据来获取用户信息。我们使用的媒体数据包头由4个部分组成,其中Code表明了所采用的视频/音频编解码类型,Flag的第一位指示是否对数据进行了加密,Auth是对序列号、SSRC及媒体数据计算认证值后截取的前32位,SSRC是同步源标识符。对序列号认证可以防止重放攻击,由主密钥生成会话密钥和认证密钥的过程类似于SRTP中的方法,但用32位的序列号取代了SRTP中的48位Index值。对媒体数据的加解密缺省使用的AES的Counter模式,由会话密钥根据序列号等信息对每个数据包生成一个密钥,再用此密钥对这个数据包中的媒体数据加密。也可以使用呼叫建立过程中协商好的算法和模式。
3 小结
本文介绍了SIP网络攻击、常用安全机制及其存在的问题,给出了基于SIP的企业即时通信系统的安全性方案设计。在以后的研究中,将对端到端和逐段转接的保护机制进行研究,以增强了RTP流的平稳性与抗抖动性,提高网络带宽利用率。
参考文献:
[1]J.Rosenberg and H.Schulzrinne et al, "SIP:session initiation protocol," RFC 3261, Internet Engineering Task Force, June 2002.
[2]H.Schulzrinne, S.Casner, R.Frederick et al,"RTP: A Transport Protocolfor Real-Time Applications", RFC 3550, July 2003.
[3]Gonzalo Camarillo,SIP揭密,人民邮电出版社,2003.