Descripción y características generales del protocolo SIP SIP es un protocolo de la capa de Aplicación del Stack de Protocolos TCP/IP. Está relacionado estrechamente con el Protocolo SDP y coexiste junto con otros protocolos del mismo nivel y funciones, como son: Megaco y H323.

El protocolo SIP es un protocolo de señalización para VoIP. Sus principales funciones son:

• Establecer, modificar y finalizar sesiones entre dos o más participantes.
• Registro y localización de participantes. Movilidad.
• Gestión del conjunto de participantes y de los componentes del sistema.
• Descripción de características de las sesiones y negociación de capacidades de los participantes.

Algunas de sus características son:

• Basado en Texto
• Sintaxis similar a HTTP o SMTP.
• Uso de URIs (con esquemas sip, sips y tel).
• Métodos básicos: INVITE, ACK, BYE, CANCEL, REGISTER, OPTIONS.
• Los mensajes se agrupan en transacciones y llamadas.
• Generalmente, el cuerpo de los mensajes contiene descripciones de sesiones multimedia (SDP).
• Códigos de respuesta similares a los de HTTP. (Ejemplo: 200 – OK)
• Localización basada en DNS.
• Cabeceras como método de ampliación.

El protocolo SIP no es un protocolo de propósito general. Su objetivo es ayudar a establecer y finalizar la comunicación. SIP se ayuda de otros protocolos para lograr una llamada telefónica, una sesión de video conferencia o de Mensajería Instantánea, etc. Los protocolos que apoyan comúnmente a SIP son: SDP y RTP (RTCP). RTP es usado para transportar los datos multimedia en tiempo real mientras que SDP se emplea para describir y codificar las características y capacidades multimedia de los participantes en la sesión.

SIP es un protocolo de señalización orientado a conexiones end-to-end. Esto significa que toda la lógica se encuentra almacenada en los dispositivos finales (salvo el ruteo de mensajes SIP). La ventaja es la escalabilidad que se obtiene pues los servers no son saturados con mensajes SIP. La desventaja de esto es que los encabezados son mucho mayores.

Elementos y arquitectura del protocolo SIP

La configuración mas simple para establecer una sesión SIP es utilizando sólo dos agentes de usuario (UA) conectados uno a otro. Los elementos básicos de un sistema SIP son los UA (Agentes de usuario) y los servidores de Red. Estos últimos pueden ser de diferentes tipos, Proxies, Registrars y Redirect Servers. A menudo estos elementos son sólo entidades lógicas y comúnmente se sitúan en el mismo lugar.

User Agent

El agente de usuario se conforma por el UAS (User Agent Server) y UAC (User Agent Client). Son las entidades finales que usan SIP para contactarse uno con otro y definir las características de la sesión. Se encuentran, por ejemplo, en un softphone, teléfonos celulares (SIP), Hard-IPphones, etc. El UAC es la parte del UA que se encarga de generar peticiones y recibir respuestas a esas peticiones, mientras que el UAS tiene como tarea el recibir peticiones y generar respuestas a las mismas.

SIP Proxy Server

Un SIP Proxy Server es aquel que realiza una petición a nombre de un UA hacia otro Proxy u otro UA. La tarea más importante de un Proxy Server es encaminar las invitaciones de sesión para llevarlas hasta el UA llamado. Una invitación de sesión atravesará comúnmente un conjunto de Proxies hasta encontrar a aquel que conozca la localización exacta del UA buscado. Existen dos tipos de SIP Proxy Servers: stateful y stateless.
• Stateful Proxy – Este tipo de servidor crea un estado de petición y lo mantiene hasta que la transacción finalice.
• Stateless Proxy – Sólo reenvía los mensajes SIP.
Los proxies stateful pueden desempeñar tareas mucho más complejas; por ejemplo hacer retransmisiones como lo sería el caso del servicio “sígueme” ó reemitir un mismo mensaje SIP hacia dos proxies diferentes con el fin de localizar a un usuario en específico.

Registrar Server

Cuando un usuario se conecta a la Red (ejecuta su Softphone en su PC o enciende su IPphone), este envía un mensaje Register hacía su Proxy con el fin de que éste conozca su ubicación. La labor de un registrar Proxy consiste en atender estos mensajes, autenticar y validar la cuenta contra una base de datos interna o externa y “registrar” la localización actual del usuario. Un Registrar Server es comúnmente sólo una entidad lógica y la mayoría de las veces se localiza junto con el Proxy SIP Server

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Redirect Server

Entidad que escucha peticiones y regresa (no reenvía mensajes) respuestas que contienen la localización actual de un usuario en particular. Este servidor escucha las peticiones y realiza la búsqueda en la Base de Datos creada por el Registrar Server. Este tipo de Server contesta con mensajes SIP de clase 3XX. El usuario o Proxy que realizó la petición original extrae la información de la respuesta y envía otra petición directamente al resultado de la búsqueda.

Los mensajes SIP

SIP utiliza una serie de mensajes para “señalizar” las sesiones. El mensaje se conforma de una línea inicial (Start – Line ó Request – Line), el encabezado del mensaje (Message Header) y el cuerpo del mensaje (Message Body).

La línea inicial contiene la versión del protocolo SIP, el método y direcciones involucradas en la sesión para las peticiones, mientras que el estado de la sesión para el caso de las respuestas. El encabezado contiene información relacionada con la llamada en forma de texto; por ejemplo: el origen y destino de la petición, el identificador de la llamada, etc. El cuerpo del mensaje o carga útil (payload) lleva información (comúnmente SDP ó ISUP en caso de una troncal hacia la PSTN).

Transacciones SIP

Una transacción SIP es una secuencia de mensajes entre dos elementos de Red. Una transacción corresponde a una petición y todas las respuestas a esa petición. Esto quiere decir que una transacción incluirá cero o mas respuestas provisionales y una o mas respuestas finales (en el caso de un mensaje INVITE, recuerde que este puede ser dividido por un Proxy, por lo tanto tendrá múltiples respuesta finales.

Las entidades SIP que almacenan el estado de las transacciones son denominadas Stateful. Lo hacen por medio del registro de cada transacción a través de un identificador contenido en el encabezado VIA . A continuación se muestra un ejemplo los mensajes que pertenecen a una misma transacción dentro de una conversación SIP.

Diálogos SIP

Un diálogo SIP es una conversación peer-to-peer entre dos UA (Agentes de Usuario). Los diálogos son identificados usando los campos Call-ID (Id. De llamada), From (De) y To (Para). Los mensajes con estos campos iguales pertenecerán al mismo diálogo. El campo Cseq, del que hablamos anteriormente, es utilizado para ordenar los mensajes en un diálogo. De hecho el Cseq representa el número de transacción. De forma breve podemos decir que un diálogo es una secuencia de transacciones que pertenecen a la misma sesión (llamada) SIP.

Escenarios SIP

Dentro del protocolo SIP existen escenarios básicos que ayudan a entender la manera en que este protocolo opera. a continuación se describe los más importantes y recurrentes.

Registro

Para que un usuario pueda hacer y recibir llamadas, este debe registrarse primero ante el Proxy a fin de que éste lo identifique como un usuario válido y conozca su ubicación.

Tomado de:
Barba, R. (2012). Propuesta de integración de soluciones empresariales VoIP con software libre(tesis de pregrado). Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.
Fuente:
http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/4055/1/20T00457.pdf

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