基于Android的VoIP系统的设计与实现

作者：时间：2011-04-21 来源：网络收藏

2VoIP的具体实现
这里将实现一个完整的VoIP系统，包括协议栈的实现、JNI的编写以及上层UI的设计实现等。
2．1 SIP协议栈及UA
SIP协议栈直接关系到整个系统的质量与效率，本文将采用纯C语言开发的PJSIP库。该库采用C语言开发，且源码开放，在兼容性与效率上有明显优势，不仅体积小(完整的SIP封装也不过150 KB)，同时还实现了一个内存池，使得安全系数与运行效率大为提高，该系统所采用的就是优化后的PJSIP库。
2．1．1 PJSIP协议栈
PJSIP协议栈遵循标准的SIP协议，采用分层架构：SIP／SDP消息编码解析层、传输管理层、SIP终端、事务层、会话层以及应用层等。由于SIP协议采用文本消息发送请求和响应，所以首先需要将SIP消息按照巴斯克范式(ABNF)编码和解析，这就是SIP／SDP消息编码解析层所完成的功能。传输管理层用来管理用户代理与服务器之间的请求和相应；SIP终端是PJSIP中转机制的实现，它主要负责管理各个SIP组建，例如像SIP终端实例注册组件，分发消息到事务层、会话层及应用层，回传处理结果，管理定时器、I／O队列等；事务层通过状态机机制管理SIP信令，每一次状态机状态的改变都将触发回调函数；会话层负责会话的发起与响应，一般与应用层结合在一起，用于用户交互，不同的平台有不同的实现，本文使用Andriod的GUI来实现。
PJSIP是一个高度封装的库，实际上它是通过PJSUA子库来实现应用的。一个完整的PJSUA生命周期，首先需要初始化，通过函数init()来实现。在这个函数中，将创建代理、初始化变量和堆栈，以及创建一个UDP传输并在最后启动代理；第二步将为UA添加用户，如果需要的话，还要向服务器注册用户；当用户添加成功后，此时可以建立一个呼叫连接，发起会话；当会话连接成功后，就可以使用SRTP协议实时传输加密后的数据，进行通话。最后的过程是挂起或销毁呼叫。
2．1．2 UA原理
UA(User Agency)是协议栈的具体实现，PJSIP通过封装了的PJSUA来实现，在这一点上，大部分的SIP库都大同小异，在此将介绍UA的工作原理。
一个典型的UA包含UAC(User Agency Client)和UAS(User Agency Server)两部分。会话由UAC发起。当呼叫发起时，UAC将首先发送“IN-VITE”消息给SIP代理服务器，服务器收到“INVITE”消息后将返回一个应答“200 OK”，并回答“ACK”进行确认，同时通知主叫用户(即会话发起用户)上线通话。如果主叫端(用户端)主动结束会话，UAC将返回“BYE”消息，同时通知服务器；如果用户端收到服务器传来的“BY-E”消息，回答“200”，并结束会话。
服务器端，UAS收到UAC(用户端)发来的“INVITE”消息，首先从消息中提取出主、被叫对象，然后检查当前是否有空闲信道，若没有则返回“486 BUSY HERE”(即系统忙)消息；接着将检查被叫用户是否在服务区，如果被叫对象不在服务范围，则返回“404 NOT FOUND”(即用户不在服务区)；若被叫用户成功上线，则返回“200 OK”，同时准备开始会话。
SIP协议栈一般使用SIP统一资源定位符(URL)来标识，它根据URL来寻址，如集群用户“200”，“300”分别对应SIP用户为“200@192.168. 1.100”，“300@192．168．1．100”。本文中也使用这种方式来测试通信。
2．2 JNI的实现
PJSIP库和Java类连接是通过JNI来实现的，这也是AndroidNDK的实现机制，JNI是SUN公司推出的用于Java调用其他语言的接口。
首先需要一个中间类，这个类中主要建立一些方法用于调用C／C++本地函数。它们的类型均为“publicstatic native int”，以便其他的Java类能够调用。
2．2．1 新建PJSIP类
为各个待实现的类新建一个包，可以命名为“com．android．voip．pjsip”，在该包中添加该系统相关的一些类，主要有如下6个类：