Osip2和eXosip协议栈的简析

2018/08/20 20:22
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Osip2是一个开放源代码的sip协议栈,是开源代码中不多使用C语言写的协议栈之一,它具有短小简洁的特点,专注于sip底层解析使得它的效率比较高。

eXosip是Osip2的一个扩展协议集,它部分封装了Osip2协议栈,使得它更容易被使用。

 

一、介绍

 

Osip2是一个开放源代码的sip协议栈,是开源代码中不多使用C语言写的协议栈之一,它具有短小简洁的特点,专注于sip底层解析使得它的效率比较高。但缺点也很明显,首先就是可用性差,没有很好的api封装,使得上层应用在调用协议栈时很破碎;其次,只做到了transaction层次的协议过程解析,缺少callsessiondialog等过程的解析,这也增加了使用的难度;再次,缺少线程并发处理的机制,使得它的处理能力有限。

 

eXosipOsip2的一个扩展协议集,它部分封装了Osip2协议栈,使得它更容易被使用。eXosip增加了calldialogregistrationsubscription等过程的解析,使得实用性更强。但是eXosip局限于UA的实现,使得它用于registrarsip server等应用时极其不容易。另外,它并没有增加线程并发处理的机制。而且只实现了音频支持,缺少对视频和其它数据格式的支持。

 

综合来说,Osip2加上eXosip协议栈仍然是个实现Sip协议不错的选择。当然需要根据不同的需求来增加更多的内容。

 

 

 

二、Osip2协议栈的组成

 

Osip2协议栈大致可以分为三部分:sip协议的语法分析、sip协议的过程分析和协议栈框架。

 

 

 

1、Sip协议的语法分析:

 

主要是osipparser2部分,目前支持RFC3261RFC3265定义的sip协议消息,包括INVITEACKOPTIONSCANCELBYESUBSCRIBENOTIFYMESSAGEREFERINFO。不支持RFC3262定义的PRACK

 

遵循RFC3264关于SDPoffer/answer模式。带有SDP的语法分析。

 

支持MD5加解密算法。支持Authorizationwww_authenticateproxy_authenticate

 

 

 

2、Sip协议的过程分析:

 

主要是osip2部分,基于RFC3261RFC3264RFC3265sip协议描述过程,围绕transaction这一层来实现sip的解析。

 

Transaction是指一个发送方和接收方的交互过程,由请求和应答组成。请求分为Invite类型和Non-Invite类型。应答分为响应型的应答和确认型的应答。响应型的应答是指这个应答仅代表对方收到请求。请求经过处理后都必须返回确认型的应答。响应型的应答有1xx,确认型的应答包括2xx3xx4xx5xx6xx。一个transaction由一个请求和一个或多个响应型应答、一个确认型应答组成。

 

Transaction根据请求的不同和发送/接收的不同可以分为四类:ictnictistnist

 

Ict是指Invite client transaction,就是会话邀请的发起方。

 

Nict是指Non-Invite client transaction,是指非邀请会话的发起方。

 

Ist是指Invite server tranaction,是指会话邀请的接收方。

 

Nist是指Non-Invite server transaction,是指非邀请会话的接收方。

 

每种类型的transaction都有自己相应的状态机,Osip2协议栈根据状态机来处理所有的sip事件,所以这部分就是整个协议栈的核心。但是因为Osip2只做到transaction这一层,所以它可以忽略掉callregistration等应用的复杂性,显得相当简单,这就使得需要使用它的应用必须要自己处理应用的逻辑。必须注意的一点是,transaction的资源在Osip里是由协议栈负责释放的,但是在Osip2里改成由使用的应用负责释放。

 

下面简单的用时序图来描述四种transaction的状态机,只着重于描述状态间的转换,忽略了调用的处理函数,也简化了很多没有状态变换的事件。也就是说,每个状态下定义的事件并没有完整的表现在图中,不要以为这些事件没定义或在该状态下没有处理。

 

图中方框里的是状态名,箭头线上的是触发状态变换的事件名称。同一个状态下的事件并没有时序关系。

 

Ict的状态机如下:

 

(图略)

 

 

Nict的状态机如下:

 

 

 

 

 

 

(图略)

 

Ist的状态机如下:

 

 

 

 

 

 

(图略)

 

Nist的状态机如下:

 

 

 

 

 

 

(图略)

 

 

3、协议栈框架:

 

 

框架并不是指代码的某一部分,而是指它的构成形式。主要有三部分:底层套接字接收/发送,模块间通信管道,上层调用api接口。

 

 

Osip2并不实现底层套接字的接收/发送,由eXosip实现,现在只支持UDP的链路连接。

 

 

模块间的通信管道包括:transaction的消息管道、jevent的消息管道。Transaction的消息管道是驱动其状态机的部件,通过不断的接收来自底层套接字的远端信令,或者来自上层调用的指令,根据上述的状态机制来驱动这个transaction的运转。Jevent的消息管道是eXosip实现的,用于汇报底层事件,使得调用程序能处理感兴趣的事件。

 

 

上层调用的api接口大致有两类:sip协议的调用接口和sdp协议的调用接口。EXosip封装了大部分的sip协议调用接口,一般来说都不需要直接调用osip2的接口函数。接口函数很多,在这里就不详述了,函数定义请参照源代码部分的注释。

 

 

 

 

三、eXosip协议栈的分析

 

 

eXosip是Osip2协议栈的封装和调用。它实现了作为单个sip终端的大部分功能,如register、call、subscription等。

 

 

EXosip使用UDP socket套接字实现底层sip协议的接收/发送。并且封装了sip消息的解释器。

 

 

EXosip使用定时轮循的方式调用Osip2的transaction处理函数,这部分是协议栈运转的核心。透过添加/读取transaction消息管道的方式,驱动transaction的状态机,使得来自远端的sip信令能汇报给调用程序,来自调用程序的反馈能通过sip信令回传给远端。

 

 

EXosip增加了对各个类型transaction的超时处理,确保所有资源都能循环使用,不会被耗用殆尽。

 

 

EXosip使用jevent消息管道来向上通知调用程序底层发生的事件,调用程序只要读取该消息管道,就能获得感兴趣的事件,进行相关的处理。

 

 

EXosip里比较重要的应用有j_calls、j_subscribes、j_notifies、j_reg、j_pub、osip_negotiation和authinfos。J_calls对应呼叫链表,记录所有当前活动的呼叫。J_reg对应注册链表,记录所有当前活动的注册信息。Osip_negotiation记录本地的能力集,用于能力交换。Authinfos记录需要的认证信息。

 

 

 

 

 

 

四、总结

 

 

本文是从使用的角度去阐述分析Osip2和eXosip协议栈,并不涉及很多的细节,需要进一步了解协议栈的结构和实现,可参考《osip》一文。

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