SIP協(xié)議中業(yè)務(wù)創(chuàng)建機(jī)制的研究

江興烽 2002/09/30

　　摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的發(fā)展，如何方便和快速地創(chuàng)建新業(yè)務(wù)是擺在業(yè)務(wù)提供商面前的重要課題。本文主要介紹了在SIP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下業(yè)務(wù)創(chuàng)建的兩種機(jī)制：呼叫處理語(yǔ)言CPL和SIP CGI規(guī)范。

　　關(guān)鍵字：CPL、SIP、CGI、Service Creation

　　1 簡(jiǎn)介

　　隨著網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的發(fā)展，如SIP、RTP/RTCP、RSVP、H.323等的出現(xiàn)和部署，INTERNET逐漸成為語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻等多種業(yè)務(wù)的承載網(wǎng)絡(luò)，成為了提供多種業(yè)務(wù)的統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

　　傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)使用智能網(wǎng)技術(shù)(IN：Intelligence Network)以方便網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商添加業(yè)務(wù)而無(wú)需變動(dòng)承載業(yè)務(wù)的電話網(wǎng)絡(luò)。與之相對(duì)應(yīng)的INTERNET必須有相應(yīng)的機(jī)制來(lái)保證新的業(yè)務(wù)能夠被很快的生成和部署。本文將介紹在SIP協(xié)議環(huán)境下業(yè)務(wù)創(chuàng)建的相關(guān)機(jī)制：呼叫控制語(yǔ)言(CPL: Call Processing Language)、SIP CGI(公共網(wǎng)關(guān)接口：Common Gateway Interface) 。

　　2 呼叫處理語(yǔ)言(CPL：Call Processing Language)

　　IETF的IPTEL工作組在RFC2824描述了CPL的框架以及實(shí)現(xiàn)的要求，隨后在草案draft-ietf-iptel-cpl-06.txt定義了CPL語(yǔ)言的細(xì)節(jié)。用戶可以通過(guò)CPL編寫(xiě)腳本文件，并上傳到信令服務(wù)器（signaling server）。在用戶發(fā)起或接收呼叫的過(guò)程中，信令服務(wù)器根據(jù)CPL腳本文件運(yùn)行的結(jié)果動(dòng)態(tài)為用戶提供呼叫轉(zhuǎn)移、遇忙前轉(zhuǎn)等服務(wù)。

　　CPL腳本運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模型由兩部分組成：端系統(tǒng)(end system)和信令服務(wù)器(signaling server)。端系統(tǒng)(end system)指的是發(fā)起和接收信令信息和媒體流的設(shè)備，包括電話設(shè)備，PC電話客戶端，自動(dòng)語(yǔ)音系統(tǒng)等等。信令服務(wù)器是指中繼和控制信令信息的設(shè)備。在SIP協(xié)議構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)中，指的是代理服務(wù)器，重定向服務(wù)器，注冊(cè)服務(wù)器。

　　2.1 CPL的特點(diǎn)

　　CPL是用來(lái)控制和描述IP電話業(yè)務(wù)的語(yǔ)言。CPL的設(shè)計(jì)者并沒(méi)有將CPL與某個(gè)信令協(xié)議緊密的關(guān)聯(lián)起來(lái)，因此CPL是與底層的信令協(xié)議無(wú)關(guān)的腳本語(yǔ)言，可以與任何的底層協(xié)議配合使用，如H.323和本文側(cè)重介紹的SIP協(xié)議等。

　　另外CPL在設(shè)計(jì)中還有下列的一些特點(diǎn)：

* 描述業(yè)務(wù)(service)能力強(qiáng)；

* CPL腳本通常在信令服務(wù)器上運(yùn)行，有時(shí)也會(huì)在高級(jí)的客戶端運(yùn)行；

* 由于CPL腳本在服務(wù)器上運(yùn)行，為了服務(wù)器的安全，對(duì)它的表述能力又有所限制，例如沒(méi)有提供循環(huán)和遞歸的機(jī)制；

* 基于XML語(yǔ)言，語(yǔ)言分析比較簡(jiǎn)單，有很多現(xiàn)成的工具可以使用；

　　2.2 CPL語(yǔ)言的體系結(jié)構(gòu)

　　眾所周知，XML是一種元語(yǔ)言（metalanguage）。CPL正是在XML的基礎(chǔ)上附加一些文本類型描述(DTD：Document Type Description)構(gòu)造而成。因此，與XML表示一樣，CPL語(yǔ)言呈樹(shù)型結(jié)構(gòu)，也使用標(biāo)簽，以及標(biāo)簽的屬性來(lái)表示呼叫處理過(guò)程中的動(dòng)作和參數(shù)等。

　　一個(gè)CPL腳本主要由兩部分信息組成：腳本有關(guān)的輔助信息和呼叫處理動(dòng)作(action).。腳本有關(guān)的輔助信息主要用于服務(wù)器正確的處理腳本，但在目前的規(guī)范中并沒(méi)有任何的定義，有待擴(kuò)展。呼叫處理動(dòng)作則有分為兩種：頂層的處理動(dòng)作和子動(dòng)作(subaction)。頂層的處理動(dòng)作由標(biāo)簽和表示，分別表示對(duì)來(lái)話(incoming call)和去話(outgoing call)時(shí)服務(wù)器所應(yīng)采取的動(dòng)作。而子動(dòng)作(subaction)則類似于c語(yǔ)言的函數(shù)的概念，是可以在其他的動(dòng)作中調(diào)用的動(dòng)作，而且使用subaction也增強(qiáng)了CPL腳本的模塊性和重用性。

　　CPL語(yǔ)言主要是通過(guò)兩個(gè)頂層的呼叫處理動(dòng)作和子動(dòng)作來(lái)對(duì)呼叫進(jìn)行處理，從而為用戶提供不同的業(yè)務(wù)。從抽象的角度來(lái)看，呼叫處理動(dòng)作是由一組節(jié)點(diǎn)（Node）組成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)(Node)包含幾個(gè)參數(shù)和輸出。其中參數(shù)描述了節(jié)點(diǎn)的精確的行為，也即一些匹配條件；而輸出則是指在參數(shù)匹配的前提下節(jié)點(diǎn)將要做出的判定或采取的動(dòng)作。CPL語(yǔ)言定義了如下的四種節(jié)點(diǎn)：

* switches：表示CPL腳本做出的選擇，其中包括address-switch、string-switch、language-switch、time-switch、priority-switch；分別根據(jù)地址、字符、語(yǔ)言、時(shí)間、優(yōu)先級(jí)做出選擇；

* location modifier：從位置集合中添加或輸出記錄；其中包括location、lookup、remove-location；

* 信令操作：引發(fā)底層信令協(xié)議的信令事件；其中包括proxy、redirect和reject；分別引發(fā)底層協(xié)議的轉(zhuǎn)發(fā)、重定向和拒絕操作；

* 非信令操作：引發(fā)一些與底層協(xié)議無(wú)關(guān)的動(dòng)作；其中包括mail、log；

　　2.3 CPL腳本的例子

　　CPL腳本具有與XML相同的語(yǔ)法和表示方法。若有用戶呼叫SIP URL 為sip:jones@jonespc.example.com的用戶。當(dāng)請(qǐng)求到達(dá)該用戶所在代理服務(wù)器時(shí)，代理服務(wù)器根據(jù)相應(yīng)的機(jī)制調(diào)用圖二所示的腳本并加以執(zhí)行。首先代理服務(wù)器發(fā)出代理轉(zhuǎn)發(fā)(proxy)操作，超時(shí)值設(shè)為8秒。如果在超時(shí)值超時(shí)之前，代理服務(wù)器沒(méi)有接收到應(yīng)答，根據(jù)應(yīng)答的狀態(tài)碼來(lái)確定該用戶是busy還是noanswer，并采取相應(yīng)的動(dòng)作。本例的處理方式比較的簡(jiǎn)單，對(duì)兩種情況均采取了呼叫該用戶服務(wù)提供商的語(yǔ)音郵件設(shè)備的動(dòng)作，再次進(jìn)行代理轉(zhuǎn)發(fā)（proxy）的操作。該語(yǔ)音郵件設(shè)備的SIP URL為sip:jones@voicemail.example.com。通過(guò)腳本，服務(wù)提供商為用戶提供了遇忙/無(wú)應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)業(yè)務(wù)。顯然，使用CPL語(yǔ)言編寫(xiě)更加復(fù)雜的腳本，服務(wù)提供商可以提供更加高級(jí)的業(yè)務(wù)。

　　2.4 CPL有待研究的課題

　　對(duì)于CPL，到目前為止還有一些領(lǐng)域沒(méi)有草案和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)。例如用戶如何將腳本安全地傳送到信令服務(wù)器上；信令服務(wù)器如何將請(qǐng)求或應(yīng)答消息與用戶上傳的腳本對(duì)應(yīng)起來(lái)等等。

　　3 SIP CGI規(guī)范

　　眾所周知，CGI并不是一項(xiàng)新的技術(shù)。它最初的出現(xiàn)是和HTTP協(xié)議一起，使靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)具有了與瀏覽者交互的功能，極大的推動(dòng)了web技術(shù)的發(fā)展。CGI技術(shù)提供了一種在web環(huán)境下創(chuàng)建新業(yè)務(wù)的機(jī)制。從web的發(fā)展來(lái)看，無(wú)疑CGI技術(shù)又是非常成功的。它具有以下的一些特點(diǎn)：

* 語(yǔ)言的獨(dú)立性；CGI技術(shù)定義的是接口而非具體的編程語(yǔ)言，它可以與perl, C, VisualBasic, tcl等語(yǔ)言一起工作使用；

* CGI技術(shù)允許CGI 的應(yīng)用程序?qū)ο⒌念^部(header)具有訪問(wèn)權(quán)限；

* 產(chǎn)生應(yīng)答的方式與其他的一些技術(shù)，如Java servlets不同；CGI處理應(yīng)答的所有部分，包括頭部、應(yīng)答碼、消息體；

　　SIP協(xié)議在發(fā)展的過(guò)程中很大程度上借鑒了HTTP協(xié)議，比如消息的格式、消息請(qǐng)求/應(yīng)答的交互方式，用文本格式對(duì)消息進(jìn)行編碼等。所以CGI規(guī)范的特點(diǎn)也特別適合SIP協(xié)議。因此可以采用CGI作為SIP的一種業(yè)務(wù)創(chuàng)建(Service Creation)的機(jī)制。

　　3.1 SIP CGI與HTTP CGI的區(qū)別

　　盡管SIP與HTTP具有相似的語(yǔ)法和請(qǐng)求/應(yīng)答的模型，但是它們還是有一些關(guān)鍵的不同點(diǎn)。如代理服務(wù)器在SIP協(xié)議中起著重要的作用，而在HTTP協(xié)議中則不是很重要；SIP協(xié)議提供了注冊(cè)的機(jī)制，而HTTP協(xié)議沒(méi)有。這些不同點(diǎn)也反映到了SIP CGI 和HTTP CGI的下列的區(qū)別上。

*SIP CGI主要運(yùn)行在代理服務(wù)器、重定向服務(wù)器、注冊(cè)服務(wù)器上；而HTTP CGI則主要運(yùn)行在用戶代理（user agent）上；

* SIP CGI允許腳本執(zhí)行代理轉(zhuǎn)發(fā)、重定向等操作；而HTTP CGI則不支持；

* SIP CGI支持持續(xù)性模型(persistence model)，通過(guò)一些機(jī)制使得允許腳本在SIP事務(wù)所包含的所有消息中保持狀態(tài)；而HTTP CGI并不支持該模型；

　　3.2 SIP CGI網(wǎng)絡(luò)模型

　　3.3 SIP CGI規(guī)范

　　與HTTP CGI類似，SIP CGI規(guī)范主要定義了一些機(jī)制來(lái)使用戶能夠運(yùn)行服務(wù)器上的應(yīng)用程序。服務(wù)提供商可以使用C、visual Basic、perl等語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)。

　　3.3.1 SIP CGI 腳本如何從服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)？

　　SIP CGI對(duì)于SIP請(qǐng)求或者應(yīng)答消息的頭部和消息體采用了不同的方式。服務(wù)器采用操作系統(tǒng)環(huán)境變量的機(jī)制來(lái)傳遞消息的頭部信息。RFC3050定義了超過(guò)20個(gè)的環(huán)境變量，例如AUTH_TYPE,REMOTE_USER等。而對(duì)于消息體，服務(wù)器則采用標(biāo)準(zhǔn)輸入文件描述符stdin來(lái)傳遞。

　　3.3.2 CGI應(yīng)用程序處理結(jié)果的輸出格式

　　CGI腳本應(yīng)用程序輸出有一些消息組成，這些消息分別對(duì)應(yīng)了腳本要求服務(wù)器將要執(zhí)行的動(dòng)作。每條消息由一個(gè)動(dòng)作(action)、多個(gè)CGI頭部和多個(gè)SIP頭部組成。RFC 3050中定義了Status、CGI-PROXY-REQUEST、CGI-FORWARD-RESPONSE、CGI-SET-COOKIE、CGI-AGAIN五種動(dòng)作，同時(shí)還定義了CGI-Request-Token和CGI-Remove兩種CGI頭部。消息中所涉及到的SIP頭部語(yǔ)法同RFC2543。

　　第一行告訴通過(guò)CGI-PROXY-REQUEST告訴服務(wù)器代理轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求到指定的URL。第二行則告訴服務(wù)器在轉(zhuǎn)發(fā)的請(qǐng)求中添加Organization頭部。需要注意的是，對(duì)于SIP協(xié)議在每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常都會(huì)處理的頭部，如Via、Max-forwards，服務(wù)器則會(huì)正常處理。第四行告訴服務(wù)器向主叫方發(fā)送一個(gè)100 Trying的臨時(shí)應(yīng)答。第六行則告訴服務(wù)器存儲(chǔ)cookie信息。當(dāng)這次呼叫所構(gòu)成的事務(wù)(transaction)中的請(qǐng)求或應(yīng)答再次觸發(fā)該腳本應(yīng)用程序時(shí)，這個(gè)cookie將會(huì)傳遞給CGI 應(yīng)用程序。通過(guò)這種機(jī)制，應(yīng)用程序可以無(wú)狀態(tài)的運(yùn)行，但同時(shí)CGI 依然跟蹤這次事務(wù)(transaction)的進(jìn)度。

　　4 其他的業(yè)務(wù)創(chuàng)建機(jī)制

　　迄今為止，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很多種的SIP 應(yīng)用編程接口API，包括SIP servelets和JAIN（Java Integrated Network）。與CPL和SIP CGI技術(shù)比起來(lái)，SIP API的創(chuàng)建業(yè)務(wù)的開(kāi)銷要更低一些。然而，它們的主要缺陷是依賴于開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，如Java。

　　5　總結(jié)

　　本文主要介紹了兩種SIP協(xié)議環(huán)境下創(chuàng)建業(yè)務(wù)的機(jī)制，呼叫處理語(yǔ)言CPL和SIP CGI規(guī)范。通過(guò)這些機(jī)制的實(shí)現(xiàn)，服務(wù)提供商可以很方便和快速地部署新地業(yè)務(wù)，同時(shí)用戶也可以對(duì)自己的通信根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行個(gè)性化的定制。

注：本文略有刪節(jié)。

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