第一章 緒論
第一章 緒論
在此章中我們將說明本篇論文的研究背景、動機、以及目的，並概述本文各 章節的內容。
1. 1 研究背景
雖然現今公眾交換電話網路(PSTN , Public Switched Telephone Network)的系 統架構已經趨於完善，但在使用上所必須付出的通訊成本卻隨著通訊雙方的距離 以及通訊時間的長短而增加。而就電信業者的觀點來說，除了需要佈置龐大的電 信網路之外，數據交換機的成本及維護更是一大負擔。而每當電信業者欲推出新 的通訊服務時，都必須考慮現有硬體設備的支援狀況，以及更新軟、硬體設備所 必須多付出的時間以及人力成本，因此導致像中華電信這樣的一類電信業者難以 快速的推出創新的服務，或修改已經上線運作的系統缺失。
目前網際網路服務提供者(ISP , Internet service provider )所租售的網路頻寬大 多是以固定頻寬的定期收費制度，例如：包月制。如果單單僅利用像 ADSL 或是
Cable modem 之類的寬頻網路來傳輸文字訊息，則難免顯得大材小用。所以若能 利用既有的網路頻寬來傳輸更大量的資料以加強溝通的效率，則可以大大的提升 網路資源的附加價值。
第一章 緒論 近即時運算的速度將聲音以及影像經過擷取、壓縮、串流…等技術透過網路頻寬 傳送給另一方的使用者。因此，VoIP ( Voice Over Internet Protocol )便可以針對上 述特點提供使用者另一個更經濟且多樣化的通訊選擇。
要達成 VoIP 的基本功能，除了要有適當的影音壓縮法則以及傳送串流資料的 即時傳輸協議(RTP , Real Time Transfer Protocol )之外，最重要的是必須要提供可 以透過固定帳號來尋找被呼叫者實際所在位址的通訊協定。目前可以提供 VoIP 功能的網路電話軟體大多是遵循 H.323 或是 SIP 這兩種標準協定運作。
H.323 最早的版本是由 ITU-T 國際電信聯盟在 1996 年所制定的規格，其特點 是提供了封包網路架構(Packet-Based Networks)上的多媒體通訊系統之標準，並為 IP 網路上的多媒體通訊應用提供了技術基礎。但是此協定最大的缺點是不支援 QoS (Quality of Service)，所以無法確保連線的品質。而且建立連線所必須傳遞的 訊息內容是以 Binary-Mode 二進制編碼法則處理，所以相對的系統複雜性高，訊 息的內容也較難理解。
會談啟始協議(SIP , Session Initiation Protocol )是一種網際網路多媒體通訊協 定，其最早的版本是在 1999 年由網際網路工程工作小組(IETF , Internet
Engineering Task Force )所制定。由於 SIP 是屬於網路 OSI 7-Layer 中的應用層 (Application Layer)協議，所以可以選擇使用 TCP 或是 UDP 協議進行訊息的傳輸。
此外 SIP 的控制訊息內容是採用文本(Text-Mode)表示法，所以在系統設計以及訊
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息解讀上都相對比較簡單，而且連線速度也優於以 H.323 為基礎協議的系統。
1. 2 研究動機
本論文之所以選用 SIP 作為系統運作的主軸，在於 SIP 的主要功能是讓使用者 可以單單藉由記住對方的帳號，便可透過 SIP 伺服器來找到該使用者位置。並且 在提出邀請後與該使用者初始以及建立一個簡單的會談，也可針對會談進行啟 始、調整以及中斷等控制。而透過 SIP 所建立會談之後，會談中的成員就可以透 過 SIP 伺服器來獲取對方的 IP 位址以及通訊埠並傳送各種資料，例如傳送串流的 多媒體資料。
由於 SIP 的內容已被標準化規範在 RFC-3261 中，而且訊息格式也容易理解，
所以目前在公眾網路上的應用也越來越廣泛，最常見的運用就是被實作在 VoIP 系統中以達成使用者的註冊、邀請以及結束對話…等功能。
隨著 SIP 相關應用軟體的日漸普遍，使得我們可以搜尋到各式各樣的伺服器端 以及使用者端程式，甚至是程式的開放性原始碼。也因為 SIP 已被標準規範，所 以無論我們得到的程式碼是由什麼組織，或是由什麼程式語言所編寫的，只要符 合 SIP 在 RFC-3261 中的規範，都可以互相溝通建立連線。
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1.3 研究目的
在本論文中，首先我們著重於 SIP 在 VoIP 系統中的相關運用，我們研究並建 置以 SIP 為基礎網路架構的伺服器端系統，以及使用者代理程式(UA)，進而組成 完整的網路電話架構。
SIP 除了可以用在網路電話(VoIP) 服務外，也可以做為在異質網路環境中的應 用行動管理機制。由於 SIP 是屬於 OSI 7-layer 中的應用層協議，所以只要底層的 網路環境能正常運作，無論使用者是透過有線或無線的環境，又或者是使用什麼 樣的終端裝置，都能成功的登入系統。
而 SIP 伺服器可以在使用者登入系統時，更新其帳號所相對應的實際位址資 料。所以無論使用者是否使用浮動網路位址(Mobile IP)，SIP 伺服器都能紀錄使用 者最新的定址資料，進而幫助系統內的使用者單單透過固定帳號即可正確的呼叫 其他使用者。
在此，我們選用在 1999 年成立的組織 Vovida[1] (Voice , Video , and Data 取各 單字的前兩字元)所釋出的開放性原始碼 VOCAL [2] ( Vovida Open
Communication Application Library)來建立以 SIP 為基礎的伺服器端系統。
VOCAL 的優點如下所示：
(I) 符合標準 SIP 2.0 ( RFC-3261 )[3]規範的使用者端程式
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(II) 是屬於類似 BSD ( Berkeley Software Development )的開放性原始碼 (III) 擁有 All-In-One 原始碼，方便使用者建立具備基本功能的 SIP 伺服器 (IV) 提供 Web-Based、JAVA-Based 兩種 GUI 方便對伺服器端系統進行操作
本論文中強調，我們之所以要架設屬於自己的 SIP 伺服器系統，主要就是為了 建立一個可以獨立運作的服務、管理機制，若再搭配可以相容於 SIP 系統的使用 者端程式，即可建設出一個完整的 VoIP 系統。除此之外，架設 SIP 伺服器系統也 能輔助我們在 SIP 使用者端程式及其網路多媒體相關應用上的研究。
由於 SIP 伺服器可以提供使用者透過他人帳號快速並且正確的找到其所在位 址並建立連線，所以我們希望能透過 SIP 伺服器的架設來統合各種終端裝置之間 的連線，如：SIP 電話、SIP UA、或是支援 SIP 協議的網路攝影機…等，進而將
SIP 達到更多應用。
如圖 1.1 所示，我們希望架設可以提供 SIP 服務的伺服器端系統，並在使用者 連線後可進行通聯記錄的功能。而在伺服器外部，我們希望可以透過 SIP 伺服器 的服務來連結有線以及無線的網路裝置。無論是透過有線或是無線的環境，只要 裝置可以存取網際網路資源，都可以向我們的伺服器提出註冊、邀請、以及中斷…
等 SIP 要求，進而達到與其他裝置的連線。如此一來便可建構出一個以 SIP 為基 礎連結而成的通訊系統架構。
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圖 1.1 SIP 環境
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1.4 全文架構
本篇論文共分為五個章節，以下為各章的內容概述：
【第一章】緒論
說明本論文的研究背景、動機、目的及本文架構。
【第二章】SIP 概論
簡介會談啟始協議(SIP)，及其運作流程。
【第三章】SIP 伺服器系統之實現
介紹以 SIP 為基礎的伺服器 VOCAL 系統，及架設流程說明。
【第四章】SIP 使用者代理程式之介紹與安裝
介紹符合 SIP 規範之使用者端程式的介紹與安裝說明。
【第五章】測試結果與討論
包含了系統環境的說明及測試結果。
【第六章】未來展望
對於我們系統架設以及測試的總結，與未來的發展性。
