【正文】 中國科學(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，該算法簡潔易于軟件實現(xiàn)，加密速度快，安全性比較較高。最后從 listenrs（ map）中取出相應(yīng)的 listenr，通過響應(yīng)的 listenr中的OnReceivedMessage來處理具體 SIP請求。 processReceivedMessage會鑒定該消息是否為 SIP消息，若不是就會丟棄該消息，然后通過查看 Via字段的地址跟數(shù)據(jù)報源地址是否一致來判斷該SIP消息是否經(jīng)過其他代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)。由 InviteDialog調(diào)用 InviteTransactionClient的 request方法，并由 InviteTransactiongClient來監(jiān)管本次信令流程。 四、撥號流程代碼 撥號流程如圖 45所示： 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 33 圖 45 SIPDroid撥號流程圖 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 34 撥號請求由 UI 通過 Receiver 廣播信息交給 SIPDroidEngine 處理，在SIPDroidEngine上鑒別目標(biāo)帳號以及本地帳號是否為空，然后交給 UserAgent處理。 TransactionClient會調(diào)用SIPProvider來發(fā)送請求消息，同時會監(jiān)聽注冊服務(wù)器的響應(yīng)消息。 三、注冊流程代碼 注冊流程如圖 44所示： 圖 44 SIPDroid注冊流程圖 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 32 根據(jù) SIP協(xié)議內(nèi)容，在以下幾種情況之下需要重新發(fā)送注冊請求：啟動 SIP服務(wù)時、注冊有效期已過、系統(tǒng)重啟、有效連接斷開重連。 RTPStreamSender會把音頻數(shù)據(jù)壓縮編碼后交付UDPtransport（或 TCPtransport）處理， UDPtransport之后會調(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，將數(shù)據(jù)傳輸出去。當(dāng)收到來自網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包時，數(shù)據(jù)傳遞順序則相反。如圖 43所示 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 30 圖 43 SIPDroid數(shù)據(jù)傳輸流程圖 用戶在 UI層的操作（比如撥號、接聽等），會廣播給 SIPdroid Engine類，SIPdroid Engine會根據(jù)操作類型交付給 UserAgent類或者 RegisterAgent類，處理后產(chǎn)生的不同請求由 SIPDroid Provide類解讀，并將產(chǎn)生的 SIP消息封裝成包 ，之后交付給 Udp Transport類， Udp transport是個接口類， SIPdroid Provider與 Udp Provider之間的接口，可以提供數(shù)據(jù)傳送、監(jiān)聽 Udp數(shù)據(jù)包和封裝或分解 Udp數(shù)據(jù)包等服務(wù)。 二、 SipDroid數(shù)據(jù)傳遞流程 只有先了解 SIPdroid的數(shù)據(jù)傳遞流程，才能明白它的工作機(jī)制。 ：監(jiān)聽 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。 ：提供所有 SIP消息模型，完成 SIP消息的處理流程。 SipDroidEngine（ SIP核心處理，調(diào)度所有的 UI的事件，參數(shù)設(shè)計以及服務(wù)的啟動）， RegisterAgent（注冊服務(wù)代理）。 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 29 ：軟件核心處理層，啟動服務(wù)，處理各種 UI時間，維持配置文件信息，保存全局屬性變量。 SIPDroid支持接入方式，包括 WIFI、 3G、 EGPRS、藍(lán)牙。 SIPdroid協(xié)議棧是按照 RFC3261（ SIP）標(biāo)準(zhǔn)的一個公開源碼的免費協(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。 第二節(jié) Android平臺下 SIP協(xié)議棧實現(xiàn) 一、 SIP協(xié)議棧的選擇 要開發(fā)一個完整的 SIP協(xié)議棧是一件相當(dāng)復(fù)雜的工程，所以我們希望在網(wǎng)絡(luò)上找到開源協(xié)議棧的幫助。 Android 程序庫 一個被 Android 系統(tǒng)中各種組件使用的 C/C++ 庫集 ，通過 Android 應(yīng)用程序框架為開發(fā)者提供服務(wù)。 一個通知管理器 （ 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?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： 一個可擴(kuò)展的視圖（ Views ）可以用來建立應(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）可以相互訪問或者共享。 中間層包括函數(shù)庫 Library和虛擬機(jī) Virtual Machine，由 C+開發(fā)。相信在不久的將來， SIP必將伴隨軟交換機(jī)（ SoftSwitch）等技術(shù)的發(fā)展取代 IP領(lǐng)域內(nèi)運用最廣泛的信令控制協(xié)議， 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 27 第四章 Android平臺下 SIP協(xié)議棧的實現(xiàn) 第一節(jié) Android平臺簡介 Android是 20xx年 11月 5日 Google宣布的基于 Linux平臺的開源手機(jī)操作系統(tǒng)，包括操作系統(tǒng)、中間件、用戶界面和應(yīng)用軟件。 在我國的 IP電話領(lǐng)域，采用 。盡管便于管理，但是、 制功能的多點控制單元在控制大型電話會議時很可能成為瓶頸。 SIP協(xié)議層首選 UDP協(xié)議，當(dāng)不能使用 UDP協(xié)議時，使用 TCP協(xié)議。而 SIP只要充分利用和簡單擴(kuò)展已定義的頭域，就能支持補(bǔ)充業(yè)務(wù)。 ， SIP協(xié)議同步進(jìn)行會話請求和媒體協(xié)商等過程，因此呼叫建立時間短，而在 行的。 ， SIP協(xié)議采用基于文本的 UTF8編碼方式，易于用 Java等語言實現(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。 ，采用傳統(tǒng)電話信令模式，便于與現(xiàn)有的電話網(wǎng)互通，但相對復(fù)雜。功能基本相同，也都是基于 RTP實現(xiàn)媒體傳輸，但設(shè)計風(fēng)格截然不同， 國際電聯(lián)提出來的，初衷是把 IP電話當(dāng)作傳統(tǒng)電話的升級，只是傳輸方式由電路交換變成了分組交換。 能夠使用 SDP協(xié)議的會話傳送協(xié)議包括： SAP， SIP,RTSP,HTTP和使用 MIME的Email。 SDP協(xié)議定義了會話描述的統(tǒng)一格式，告之某會話的存在，并給出參與該會話所必須的信息，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)議來實現(xiàn)這些功能。 （ 3）協(xié)議的可擴(kuò)展性和適用性 RTP協(xié)議往往通過一個具體的應(yīng)用進(jìn)程實現(xiàn)，并且只提供協(xié)議框架，開發(fā)者可以根據(jù)應(yīng)用的具體要求來充分?jǐn)U展協(xié)議。此外，部分傳輸層協(xié)議功能（比如流量控制）被上移到應(yīng)用層完成，既能簡化處理又能提高效率。 RTP通常使用 UDP來傳送數(shù)據(jù)，但也可以在 TCP或 ATM等其它協(xié)議上工作。 二、傳輸協(xié)議 (RTP) 實時傳輸協(xié)議（ RTP）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。 IETF多媒體數(shù)據(jù)及控制體系協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如圖 38所示。收到重定向響應(yīng)消息后， UAC向新的目標(biāo)地址一一發(fā)送 INVITE請求，直至收到成功響應(yīng)并建立呼叫，如圖 37所示 user agent client(A) proxy server user agent server(B) INVITE 200 OK ACK 圖 36通過代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)信令，建立會話的過程 INVITE wangwork 200 OK (search location server) ACK 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 23 user agent client(A) redirect server user agent server(B) INVITE 302 ACK INVITE 200 OK ACK 圖 37 重定向呼叫過程 (search location server) 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 24 第四節(jié) 其它與 SIP相結(jié)合的協(xié)議 一、 SIP與其他協(xié)議的協(xié)作 SIP僅涉及會話信令部分，因此需要結(jié)合其它 IETF協(xié)議來建立完善的多媒體結(jié)構(gòu)。 UAS收到請求后，生成響應(yīng)消息并回溯請求消息路徑，原路返回到 UAC。服務(wù)器收到后，在頭部字段 Via棧中壓入自己的地址，再將請求轉(zhuǎn)發(fā)，這個過程可能經(jīng)過多個代理服務(wù)器。如果主叫不知道被叫的位置，就需要代理服務(wù)器解析被叫的位置并將請求發(fā)送給他們。對方收到后，釋放相關(guān)資源，并回送一個成功響應(yīng)，通知當(dāng)前呼叫已經(jīng)終止。 BYE請求消息被用來終止呼叫。收到成功響應(yīng)后，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 21 主叫 UAC發(fā)送 ACK確認(rèn)請求。當(dāng)主叫 UAC要發(fā)起呼叫時，就構(gòu)造并發(fā)送一個 INVITE消息。 圖 34 終端到注冊服務(wù)器注冊的過程 SIP協(xié)議呼叫方式有三種：由主叫 UAC直接向被叫 UAS呼叫，由代理服務(wù)器代表主叫 UAC向被叫 UAS發(fā)起呼叫和由主叫 UAC在重定向服務(wù)器的輔助下進(jìn)行重定向呼叫。 /注銷過程 SIP的注冊和注銷過程可以動態(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，來實現(xiàn)呼叫路由和支持用戶移動性。事務(wù)遵循同一套規(guī)則來完成 300和 699之間的最終響應(yīng)，而針對2xx響應(yīng)的 ACK則由 UAC發(fā)出。值得注意的是針對 INVITE請求的最終響應(yīng)會延長一定時間，因此 INVITE請中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 20 求的機(jī)制與其它請求不同。 UAS可以在發(fā)送最終響應(yīng)之前發(fā)送臨時響應(yīng)通知 UAC進(jìn)度。選擇接受邀請的 UAS將發(fā)送 2xx響應(yīng)。INVITE請求可以被代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，并最終到達(dá)可接受請求的 UAS。Content－ type和 Content_Length域包含了消息體（沒有在例子中體現(xiàn)），消息體記錄了 Bob的 SDP媒體信息。 Bob的SIP電話增加了一個 TAG參數(shù)。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。received= To: Bob sip:。received= Via: SIP/branch。表 32列出了不同類型的 SIP響應(yīng)消息狀態(tài)。 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)用程序不對狀態(tài)碼的后兩位進(jìn)行處理。 StatusLine是由協(xié)議版本號、響應(yīng)狀態(tài)碼和相關(guān)協(xié)議分析組成，各部分之間用空格字符隔開。 Content－ type包含了消息正文的描述 Contentlength:包含消息正文的長度（字節(jié)數(shù)） SIP響應(yīng)消息用于對請求消息進(jìn)行響應(yīng)，指示呼叫的成功或失敗狀態(tài)。 VIA域告訴其 他元素請求將發(fā)送到哪里并且應(yīng)答到哪里， Contract域則表明將來的請求將發(fā)送到哪里。 Cseq：包含了一個整數(shù)和一個請求名字，新請求會順序遞增這個整數(shù)。 Call_ID包含一個全局標(biāo)志，用來唯一標(biāo)識這個呼叫。 TO域包含了顯示姓名（ Bob）和一個 SIP URI（ sip： ），請求將首先 傳輸?shù)竭@個 URI中。接下來是請求頭域集合。branch MaxForwards: 70 To: Bob sip: From: Alice sip:。不過注冊記錄有有效期的，因此 UAC要定時發(fā)送 REGISTER請求刷新自己的位置信息。 UAC可以通過發(fā)送 REGISTER請求，將自己的 SIP地址信息登記到注冊服務(wù)器中。 CANCEL請求必須與被取消的消息具有相同的 CALLID， FROM， TO,Cseq標(biāo)題字段。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。 OPTIONS請求消息用于查詢代理服務(wù)器支持的方法和會話描述協(xié)議。 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 ACK請求消息用于對請求消息的響應(yīng)消息進(jìn)行確認(rèn)，也可以包含消息體。 INVITE消息中有一種消息體稱為消息描述符，描述符符合 SDP協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 RequestLine同樣以CRLF結(jié)束。 SIP請求消息以 RequestLine為起始行，以此區(qū)別于其他消息。起始行、每個消息頭行和空行都必須以回車換行序列（ CRLF）終止。 SIP的核心通信機(jī)制就是請求響應(yīng)。 四、 SIP消息機(jī)制 SIP對會話的管理主要是通過其消息機(jī)制實現(xiàn)的，通信雙方可通過消息的交換實現(xiàn)會話控制。 SIP最強(qiáng)大之處就是用戶定位功能。它支持多種尋址地址描述，例如用戶名 主機(jī)地址：被叫號碼 PSTN網(wǎng)關(guān)地址：普通電話的描述等。SIP URL也可以嵌入 WEB頁面或其它超鏈接表示某個用戶或服務(wù)可以使用 SIP服務(wù)器訪問。一 個終端用戶通過一個唯一的