嵌入式环境下关于移动性的研究

3 Mobile SIP

3.1Mobile SIP移动性

　　为了满足多媒体通信系统移动性的要求，SIP协议设计本身就具有移动性的特点，而且采用简单、灵活的机制，主要归纳如下：

① 地址分离机制。SIP协议设计采用逻辑地址和联系地址相分离的思想，逻辑地址用于标识用户，而联系地址表明用户的当前位置。一个逻辑地址可以对应多个联系地址，这种机制为用户的移动性提供了技术上的可能性。SIP地址使用类似Email的形式，如sip:user@domain。

② 注册/注销机制。用户代理通过注册/注销机制来告知系统自己在移动中的当前位置。SIP协议定义了注册服务器和REGISTER消息。用户代理可以通过向注册服务器发送REGISTER请求消息来完成注册和注销等操作。在构造注册请求消息时，Request-URI域应包含注册服务器的域名信息；To 包含要注册或注销的用户的逻辑地址； From包含发送注册消息者的地址记录；Contact包含要注册的联系地址信息。

　　注册机制：当用户代理要向注册服务器添加一个地址映射记录时，Contact域包含要增加的联系地址信息，通过Expires头部域或该地址信息的expires 参数来声明该联系地址的生命期。用户可通过一个REGISTER请求消息同时增加多个地址映射记录。

　　注销机制：当用户代理要删除一个映射记录时，可在Contact域中填写要删除的联系地址信息，并将expires参数置0， 注册服务器收到后就会删除该映射记录。如果将Contact域设为“*”，且Expires头部域设为0，将会删除该用户的所有联系地址映射记录。

　　用户代理在注册服务器成功注册后，就可以接收呼叫了。呼叫方可以根据对该用户地址映射信息的查询结果，将呼叫请求消息转发到用户代理的当前联系地址。

③ 目标更新机制。目标更新主要是通过SIP协议中定义的对话中的INVITE请求消息（也称为ReINVITE）来实现。这种机制可供用户告知通信对方自己的联系地址发生了变化，这对于通信中的移动是非常重要的。当用户在通信中进行移动时，它的联系地址可能发生变化（如进入到另一个IP子网），此时，用户代理可以使用对话上下文信息构造一个INVITE请求消息，将新的联系地址放入Contact头部域，使用对话内的路由过程将消息发送给对方。当对方收到请求消息后，发现Contact头部的内容和对话上下文的远端目标不同，就使用新的联系地址更新对话上下文的远端目标。对方就可以使用新的联系地址与其通信，保证了移动中通信的不中断。目标更新过程完成后，用户还要及时向自己的注册服务器注册新地址，以使网络获知其当前位置。目标更新机制还可以用于修改当前的会话参数，如增加媒体流、改变端口等。在对话过程中，如果任一方的联系地址或会话参数发生变化， 都可以通过目标刷新通知对方。

④ 呼叫重定向机制。SIP对移动性很重要的一个支持就是定义了重定向服务器。当重定向服务器发现接收到的呼叫中被叫用户位置已经移动，需要重定向时，它会生成一个重定向响应消息，将被叫用户的当前联系地址告知主叫用户。主叫用户向新联系地址发起INVITE呼叫请求，请求消息会被路由到联系地址所在的用户终端。可见，呼叫重定向是用户移动后呼叫建立的通用信令过程。

3.2实验基础

　　SIP Server选用的是Brekeke公司的Ondo Server，CH上运行的是Xten公司的XLite SIP softphone，MH移动主机使用的是自行开发的IP电话终端。

　　IP电话终端的软件基础是基于VxWorks实时操作系统，实现的协议主要包括TCP/IP协议栈、SIP协议栈和Rtp/Rtcp。硬件基础目前是基于上面Mobile IP实例中的硬件平台，拟向Atmel公司即将推出的AT76C902片上系统芯片移植。

3.3Mobile SIP的应用实例

　　图2是SIP终端移动性的一个简单示例。当移动主机MH如①所示移动时，获得新的IP地址laptop.dec.ecnu.edu.cn。为了能继续MH和对方CH的会话(如②)，需要进行目标更新过程来达到会话切换的目的。如前面所描述的目标更新过程，MH构造一个ReINVITE请求消息，将新的联系地址放入Contact头部域，发送给CH（如③），当CH收到请求消息后，发现Contact头部的内容和对话上下文的远端目标不同，就会使用新的联系地址与MH联系，返回一个OK响应（如④）。MH收到OK响应之后，返回一个ACK来完成整个切换过程（如⑤），这样，MH就以新地址和CH建立了一条数据传输通道(如⑥)。最后，MH还要向注册服务器注册新联系地址（如⑦）。

下面是示例中最重要的ReINVITE消息：INVITE sip:Tom@cs.ecnu.edu.cn SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP laptop.dec.ecnu.edu.cn
From: sip: Alice@cs.ecnu.edu.cn
To: sip: Tom@cs.ecnu.edu.cn
Contact: sip: Alice@laptop.dec.ecnu.edu.cn

end SIP header, begin SDP payload>

c=IN IPv4 laptop.dec.ecnu.edu.cn

end SDP payload>4两种移动性方案比较

两种移动性方案比较如表1所列。

5 总结

　　移动性在嵌入式环境下的应用随着无线网络的发展越来越广泛，如何提高移动过程中快速切换、低响应时间以及高带宽利用率等问题是值得一直关注的问题。在进一步的研究过程中，将会对数据流传输过程和安全性方面的问题加以考虑。