【正文】 TP）是最典型、最廣泛的服務(wù)于流媒體的傳輸層協(xié)議， VoIP系統(tǒng)普遍采用 RTP協(xié)議。 SDP協(xié)議定義了會(huì)話描述的統(tǒng)一格式，告之某會(huì)話的存在，并給出參與該會(huì)話所必須的信息，但是并不分配多播地址，也不協(xié)商編碼方案商，而是由下層協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能。 ， SIP協(xié)議采用基于文本的 UTF8編碼方式，易于用 Java等語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)并且 易于調(diào)試，具有良好的擴(kuò)展性和靈活性；而 用基于 規(guī)則的二進(jìn)制方法表示其消息。盡管便于管理，但是、 制功能的多點(diǎn)控制單元在控制大型電話會(huì)議時(shí)很可能成為瓶頸。 Android操作系統(tǒng)的組件如圖 41所示 圖 41 Android操作系統(tǒng)組件 以下所有的應(yīng)用程序都由一系列的服務(wù)和系統(tǒng)組成，包括： 一個(gè)可擴(kuò)展的視圖（ Views ）可以用來(lái)建立應(yīng)用程序，包括列表（ lists），網(wǎng)格（ grids），文本框（ text boxes），按鈕（ buttons）以及一個(gè)可嵌入的 web瀏覽器 內(nèi)容管理器（ Content Providers ）使得應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)（如聯(lián)系人數(shù)據(jù)庫(kù)）可以相互訪問(wèn)或者共享。 SIPdroid協(xié)議棧是按照 RFC3261（ SIP）標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)公開(kāi)源碼的免費(fèi)協(xié)議棧，可以應(yīng)用與任何支持 POSIX的系統(tǒng)當(dāng)中，所以在嵌入式系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 ：提供所有 SIP消息模型，完成 SIP消息的處理流程。當(dāng)收到來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包時(shí)，數(shù)據(jù)傳遞順序則相反。 四、撥號(hào)流程代碼 撥號(hào)流程如圖 45所示： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 33 圖 45 SIPDroid撥號(hào)流程圖 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 34 撥號(hào)請(qǐng)求由 UI 通過(guò) Receiver 廣播信息交給 SIPDroidEngine 處理，在SIPDroidEngine上鑒別目標(biāo)帳號(hào)以及本地帳號(hào)是否為空，然后交給 UserAgent處理。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 37 第五章 加密模塊的嵌入 第一節(jié) 加密算法的選擇 一、 RC4流密碼 考慮到加密成本等因素，我們選擇的加密算法是 RC4流密碼，該算法簡(jiǎn)潔易于軟件實(shí)現(xiàn)，加密速度快，安全性比較較高。由 InviteDialog調(diào)用 InviteTransactionClient的 request方法，并由 InviteTransactiongClient來(lái)監(jiān)管本次信令流程。 RTPStreamSender會(huì)把音頻數(shù)據(jù)壓縮編碼后交付UDPtransport（或 TCPtransport）處理， UDPtransport之后會(huì)調(diào)用 RtpSocket將其封裝成 RTP包， ，讀取目標(biāo) IP地址與協(xié)商好的 RTP端口號(hào)，將數(shù)據(jù)傳輸出去。 ：監(jiān)聽(tīng) SIP消息并且交付給 SIP層，將封裝好的 SIP消息交付給傳輸層進(jìn)行傳輸。 SIPDroid支持接入方式，包括 WIFI、 3G、 EGPRS、藍(lán)牙。 一個(gè)通知管理器 （ Notification Manager）使得狀態(tài)欄中可以顯示應(yīng)用程序?qū)蛻舻耐ㄖ畔ⅰ? 在我國(guó)的 IP電話領(lǐng)域，采用 。 ， SIP協(xié)議同步進(jìn)行會(huì)話請(qǐng)求和媒體協(xié)商等過(guò)程，因此呼叫建立時(shí)間短，而在 行的。 能夠使用 SDP協(xié)議的會(huì)話傳送協(xié)議包括： SAP， SIP,RTSP,HTTP和使用 MIME的Email。 RTP通常使用 UDP來(lái)傳送數(shù)據(jù)，但也可以在 TCP或 ATM等其它協(xié)議上工作。 UAS收到請(qǐng)求后，生成響應(yīng)消息并回溯請(qǐng)求消息路徑，原路返回到 UAC。 BYE請(qǐng)求消息被用來(lái)終止呼叫。 /注銷過(guò)程 SIP的注冊(cè)和注銷過(guò)程可以動(dòng)態(tài)建立用戶的邏輯地址和其當(dāng)前聯(lián)系地址之間的映射，將其保存在定位服務(wù)器中，來(lái)實(shí)現(xiàn)呼叫路由和支持用戶移動(dòng)性。選擇接受邀請(qǐng)的 UAS將發(fā)送 2xx響應(yīng)。tag=1928301774 CallID: CSeq: 314159 INVITE Contact: sip: ContentType: application/sdp ContentLength: 129 (忽略了 Bob的 SDP消息體 ) 響應(yīng)的第一行是應(yīng)答代碼（ 200）和原因（ ok），剩下的行包含了頭字段。 SIP協(xié)議僅要求應(yīng)用程序必須理解響應(yīng)狀態(tài)碼的第一位，允許應(yīng)用程序不對(duì)狀態(tài)碼的后兩位進(jìn)行處理。 Cseq：包含了一個(gè)整數(shù)和一個(gè)請(qǐng)求名字，新請(qǐng)求會(huì)順序遞增這個(gè)整數(shù)。branch MaxForwards: 70 To: Bob sip: From: Alice sip:。主叫方與被叫方都可以發(fā)送，等同于普通電話通訊中的掛機(jī)操作。 RequestLine同樣以CRLF結(jié)束。 四、 SIP消息機(jī)制 SIP對(duì)會(huì)話的管理主要是通過(guò)其消息機(jī)制實(shí)現(xiàn)的，通信雙方可通過(guò)消息的交換實(shí)現(xiàn)會(huì)話控制。一 個(gè)終端用戶通過(guò)一個(gè)唯一的URL來(lái)標(biāo)識(shí)自己的身份。每個(gè) SIP實(shí)體都是一個(gè)事務(wù)用戶。 第二層是事務(wù)層。值得注意的是，在 SIP中還經(jīng)常提到定位服務(wù)的概念。有狀態(tài)代理服務(wù)器是離用戶代理最近的本地設(shè)備，它控制用戶域并且是應(yīng)用服務(wù)的主要平臺(tái)。 一般與 UAC一起組成用戶代理存在于用戶終端中。要達(dá)到理想的安全程度， SIP提供了一套安全服務(wù)，包括防止拒絕服務(wù)，認(rèn)證服務(wù)（用戶到用戶，代理到用戶），完 整性保證，加密和隱私服務(wù)。 三、 SIP協(xié)議功能 SIP在建立和維持終止多媒體會(huì)話協(xié)議上，支持 5個(gè)方面： 用戶定位：檢測(cè)終端用戶的位置，用于通訊。 IP電 話正在演變?yōu)橐环N正式的商業(yè)電話模式， SIP協(xié)議就是支持這種演進(jìn)的協(xié)議簇中重要的一員。 ATM的標(biāo)準(zhǔn)為 ，幀中繼分組語(yǔ)音信令為 。 內(nèi)部信令提供了連接控制和呼叫處理（或狀態(tài)信息）兩種功能。本文 VoIP客戶端軟件的安全性設(shè)計(jì)并未涉及到語(yǔ)音編碼壓縮技術(shù)，直接利用了開(kāi)源協(xié)議棧的代碼實(shí)現(xiàn)。 二、 IP電話與傳統(tǒng)電話的區(qū)別與優(yōu)勢(shì) IP電話與傳統(tǒng)電話的主要區(qū)別是傳輸媒介和交換方式。 第五章是對(duì) VoIP加密傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)研究，實(shí)現(xiàn)基于 RCT的加密算法，以及嵌入SIP協(xié)議棧中。 通過(guò) SIP協(xié)議的擴(kuò)展功能，實(shí)現(xiàn)基于 RC4流密碼的加密傳輸 基于 SIP協(xié)議的終端系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 SIP的業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和各個(gè)參與者之間的關(guān)系如圖 11所示，關(guān)于 SIP的系統(tǒng)組成、消息機(jī)制和呼叫控制機(jī)制在第三章中會(huì)有詳細(xì)的分析介紹。 因此， IP電話在網(wǎng)絡(luò)上的安全傳輸是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，已成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。 Inter在即時(shí)通訊能力的不斷提高，在寬帶網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)高速多媒體通信已成為可能。之后分析了 Android與 VoIP結(jié)合的應(yīng)用前景，并利用開(kāi)源 SIP協(xié)議棧，研究設(shè)計(jì)一個(gè)基于 SIP的嵌入式 Android語(yǔ)音終端，在此基礎(chǔ)上，改寫(xiě)了協(xié)議棧中的 UDP收發(fā)函數(shù)，調(diào)用 RC4算法的 java實(shí)現(xiàn)包，實(shí)現(xiàn)了加密功能。 愿把我的幸福和快樂(lè)都送給關(guān)心和支持過(guò)我的人，也愿他們一切如意。感謝在大學(xué)生學(xué)習(xí)期間給我上課的老師們，感謝在大學(xué)四年里對(duì)我們的生活學(xué)習(xí)都無(wú)微不至照顧的輔導(dǎo)員周遠(yuǎn)遠(yuǎn)老師。 歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫(xiě)完，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。 最后，我要特別感謝我的家人，沒(méi)有你們的支持，就沒(méi)有今天的我。 本文分析了 VoIP應(yīng)用中幾個(gè)重要的協(xié)議，包括 SIP（會(huì)話初始化協(xié)議）、 SDP（會(huì)話描述協(xié)議）、 RTP（實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議）、 RTCP(RTP控制協(xié)議 )，并詳細(xì)闡述這些協(xié)議如何協(xié)同實(shí)現(xiàn) VoIP。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷增加和計(jì)算機(jī)處理能力的不斷提高，在寬帶網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)高速多媒體通信已成為可能。與計(jì)算機(jī)設(shè)備一樣， VoIP設(shè)備感染病毒后也會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)性能顯著下降，甚至崩潰。 SIP是基于文本的編碼方式，這也是 SIP協(xié)議同視頻通信領(lǐng)域其他現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)相比最大的特點(diǎn)之一。本文的主要研究工作包括： 對(duì) VoIP關(guān)鍵技術(shù) 、加密算法以及 SIP協(xié)議原理做了詳細(xì)、透徹的分析研究，這些是本文的理論基礎(chǔ)。 第四章是本文的重點(diǎn)，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程，包括開(kāi)發(fā)平臺(tái)的介紹、 SIP協(xié)議棧的搭建以及各軟件模塊的設(shè)計(jì)等等。它提供了一種強(qiáng)大而又經(jīng)濟(jì)的通信手段，能更合理地利用網(wǎng)絡(luò)資源，降低了語(yǔ)音業(yè)務(wù)成本，因此在全球范圍內(nèi)得到了迅速的發(fā)展。 第二節(jié) VoIP的關(guān)鍵技術(shù) 一、語(yǔ)音編碼壓縮技術(shù) IP電話中的語(yǔ)音處理主要解決在 IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，在保證語(yǔ)音質(zhì)量的前提下，盡可能地降低編碼比特率，這就是語(yǔ)音壓縮編碼技術(shù)。這種內(nèi)部信令通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)或語(yǔ)音代理本身的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。 單獨(dú)的傳輸網(wǎng)絡(luò)方案，如 ATM、幀中繼和 IP都擁有獨(dú)立的信用標(biāo)準(zhǔn)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，如今 SIP已被用來(lái)提供跨越 inter的高級(jí)電話業(yè)務(wù)。 SIP可以對(duì)語(yǔ)音進(jìn)行很好的優(yōu)化，并且由于它的可編譯性，使移動(dòng)業(yè)務(wù)能更好地面對(duì)靈活性和多樣性的挑戰(zhàn)。 安全對(duì)于提供的服務(wù)來(lái)說(shuō)特別重要。該響應(yīng)可以表示接受、拒絕或重定向請(qǐng)求消息。無(wú)狀態(tài)代理服務(wù)器是SIP結(jié)構(gòu)的骨干，處理速度最快。 可以看出，用戶終端程序往往需要包括 UAC和 UAS，而代理服務(wù)器、重定向服務(wù)器和注冊(cè)服務(wù)器可以看成是公眾性的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。所有的 SIP要素都包含傳輸層。 第三層是事務(wù)用戶。 三、 SIP的用戶定位功能 SIP通過(guò) Email地址形式來(lái)標(biāo)明用戶地址。 SIP本身包含向注冊(cè)服務(wù)器注冊(cè)的功能，同時(shí)也可以使用其它定位服務(wù)器例如 DNS提供的定位服務(wù)來(lái)增強(qiáng)其定位功能。 RequestLine包括方法名、 RequestURI以及由空格分開(kāi)的協(xié)議版本號(hào)。 BYE請(qǐng)求消息用于釋放已建立的呼叫。 一個(gè)典型的 SIP INVITE請(qǐng)求消息如下所示： INVITE sip: SIP/ Via: SIP/。 TO TAG, FROM TAG和 CALLID完整定義了 Alice和 Bob端到端的 SIP關(guān)系。狀態(tài)碼是一個(gè)三位整數(shù)用來(lái)區(qū)分不同的響應(yīng)類型，第一位定義響應(yīng)類型，另外兩位對(duì)應(yīng)響應(yīng)更加詳細(xì)的說(shuō)明。tag=cf From: Alice sip:。這些 UAS將詢問(wèn)用戶是否愿意接受邀請(qǐng)。 二、 IP會(huì)話實(shí)例 SIP會(huì)話通常包含注冊(cè) /注銷過(guò)程，呼叫過(guò)程和重定向過(guò)程。被叫收到 ACK后，呼叫成功建立，多媒體信息流可以開(kāi)始傳輸。消息到達(dá)被叫域的代理服務(wù)器時(shí)，服務(wù)器向定位服務(wù)器查詢被叫位置信息并轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求消息。 RTP是用于 Inter上針對(duì)于一對(duì)一或者一對(duì)多的多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議，其目的是提供時(shí)間信息和實(shí)現(xiàn)流同步。 除此之外， SDP還可創(chuàng)建專用會(huì)話，即對(duì)會(huì)話描述加密處理。因此， SIP對(duì)以文本形式表示的消息的詞法和語(yǔ)法分析就相對(duì)簡(jiǎn)單。而 SIP借鑒了其他的 Inter協(xié)議，具有分布式的組播功能。 一個(gè)資源管理器 （ Resource Manager）提供本地字符串，圖形，和分層文件等非中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 28 代碼資源的訪問(wèn)。SIPDroid軟件架構(gòu)非常先進(jìn)，高內(nèi)聚低耦合，層次分明，便于開(kāi)發(fā)者自己定制新功能。包括發(fā)送，接收，封裝，解碼等。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 31 RTP數(shù)據(jù)包的簡(jiǎn)要傳輸流程如下 :當(dāng)終端把采樣到的音頻數(shù)據(jù)壓縮編碼后需要封裝成 RTP包傳輸出去時(shí)，會(huì)先建立一個(gè)虛擬的 RTP傳送器 RtpStreamSender和一個(gè)用于接收 RTP數(shù)據(jù)包的虛擬 RTP接收器 RtpStreamReceiver，這兩個(gè)繼承于線程，在對(duì)話建立后就不斷運(yùn)行。 UserAgent調(diào)用 call（ String target_url,boolean send_anonymous）判斷是否匿名撥號(hào)，接著通過(guò)該方法創(chuàng)建一個(gè) ExtendedCall 對(duì)象，以提供給 SIP協(xié)議棧使用，然后經(jīng)過(guò) ExtendedCall 的 call 方法處理之后，由 ExtendedCall 調(diào)用ExtendedInviteDialog來(lái)發(fā)送 invite請(qǐng)求。 RC4算法非常簡(jiǎn)單，易于描述：用從 1到 256個(gè)字節(jié) (8到 2048位 )的可變長(zhǎng)度密鑰初始化一個(gè) 256個(gè)字節(jié)的狀態(tài)矢量 S， S的元素記為 S[0]， S[1]， ? ， S[255]，從始至終置換后的 S包含從 0到 255的所有 8比特?cái)?shù)．對(duì)于加密和解密，字節(jié) K由 S中 256個(gè)元素按一定方式選出一個(gè)元素而生成．每生成一個(gè) K的值， S中的元素就被重新置換一次． S 開(kāi)始時(shí)， S中元素的值被置為按升序從 0到 255，即 s[0]=0， S[1]=1， ? ，S[255]=255．同時(shí)建立一個(gè)臨時(shí)矢量 T．如果密鑰 K的長(zhǎng)度為 256字節(jié)，則將 K賦給 T．否則，若密鑰長(zhǎng)度為 keylen字節(jié)，則將 K的值賦給 T的前 keylen個(gè)元素，并循環(huán)重復(fù)用 K的值賦給 T剩下的元素，直到 T的所有元素都被賦值．這些預(yù)操作可概括如下： /*初始化 */ for i=0 to 255 do S[i]=i； T[i]=K[i mod keylen] 然后用 T產(chǎn)生 S的初始置換．從 S[0]到 S[255]，對(duì)每個(gè) S[i]，根據(jù)由 T[i]確定的方案，將 S[i]置換為 S中的另一字節(jié)： /*S的初始序列 */ j=0 for i=O to 255 do j=(j+s[i]+T[i])mod 256 swap(s[i]， s[j])； 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 38 因?yàn)閷?duì) S的操作僅是交換，所以惟一的改變就是置換． S仍然包含所有值為 0到 255的元