بروتوكول بدء الجلسة في شبكات الحاسوب SIP

يُعد “SIP” بأنّه بروتوكول تطبيق يستخدم لنقل جميع أشكال الوسائط الرقمية بما في ذلك الرسائل الصوتية لذا فإنّ “SIP” عبارة عن تقنية محددة تدعم مكالمات “VoIP“، كما تم تصميم بروتوكول “SIP” ليكون بسيطاً للغاية مع مجموعة معينة من الأوامر، وهو أيضاً مستند إلى النص بحيث يستطيع المستخدم قراءة رسالة “SIP” تم نقلها بين نقاط النهاية “endpoints” في بروتوكول “SIP”.

ما هو بروتوكول بدء الجلسة SIP

بروتوكول بدء الجلسة “SIP”: هو بروتوكول إشارات يمكّن بروتوكول نقل الصوت عبر الإنترنت “VoIP” من خلال تحديد الرسائل المرسلة بين نقاط النهاية وإدارة العناصر الفعلية للمكالمة، كما يدعم المكالمات الصوتية ومؤتمرات الفيديو والمراسلة الفورية وتوزيع الوسائط.

يُعد “SIP” هو مجرد طريقة واحدة لنشر “VoIP” وفائدته الأساسية هي حقيقة أنّه يوفر اتصالاً مباشراً بين أنظمة الهاتف الخاصة أو المحلية أو “PBX” وشبكة الهاتف العامة، وبهذه الطريقة لا يحتاج الأفراد والشركات إلى خط هاتف قديم للاتصال، كما تتضمن طرق نشر “VoIP” الأخرى بروتوكول النقل في الوقت الحقيقي “RTP” وبروتوكول التحكم في النقل في الوقت الفعلي “RTCP” وبروتوكول وصف الجلسة “SDP”.

• “SIP” هي اختصار لـ “Session-Initiation-Protocol”.

• “VoIP” هي اختصار لـ “Voice-over-Internet-Protocol”.

• “RTCP” هي اختصار لـ “Real-Time-Transport-Control-Protocol”.

• “PBX” هي اختصار لـ “Private-Branch-Exchange”.

• “RTP” هي اختصار لـ “Real-time-Transport-Protocol”.

• “SDP” هي اختصار لـ “Session-Description-Protocol”.

أساسيات بروتوكول SIP

يُستعمل بروتوكول بدء الجلسة “SIP” للإشارة إلى جلسات الاتصال التفاعلية والتحكم فيها، كما تشمل التطبيقات لها الصوت والفيديو والدردشة والمراسلة الفورية، بالإضافة إلى الألعاب التفاعلية والواقع الافتراضي ويتم استخدام بروتوكول “SIP” بشكل متزايد لتوفير الصوت عبر بروتوكول الإنترنت، والتواجد والمراسلة الفورية في شبكات الجيل التالي ويتم تفويضه للعديد من التطبيقات الجديدة بما في ذلك الاتصالات الهاتفية من الجيل الثالث.

و”SIP” هو بروتوكول تم تطويره بشكل أساسي من قبل مجموعة عمل “SIPCORE” التابعة لـ “IETF” وهو بديل لتوصية الاتحاد الدولي للاتصالات “H.323″، ولكنّه بروتوكول يعتمد على النص بشكل خفيف وعموم الأغراض يعتمد على “HTTP“، ويمكن استخدام “SIP” للتحكم في مؤتمرات الوسائط المتعددة عبر الإنترنت والمكالمات الهاتفية عبر الإنترنت وتوزيع الوسائط المتعددة، وفي كل من قلب ومحيط شبكة الاتصالات.

لتلبية متطلبات الشركات المصنعة للمعدات من فئة الناقل لبرمجيات بروتوكول “SIP” ذات الموثوقية العالية والأداء وقابلية التوسع، طورت “Metaswitch DC-SIP” وهو برنامج “SIP” قوي وعالي الوظائف ومرن ومحمول.

• “IETF” هي اختصار لـ “Internet-Engineering-Task-Force”.

• “HTTP” هي اختصار لـ “Hypertext-Transfer-Protocol”.

ميزات بروتوكول SIP

• تُستخدم دعوات “SIP” لإنشاء جلسات وحمل أوصاف الجلسة التي تتيح للمشاركين بالاتفاق على مجموعة من أنواع الوسائط المتوافقة، وبهذه الطريقة لا يقتصر “SIP” على أي نوع وسائط معين وبالتالي يمكنه التعامل مع النطاق الموسع لتقنيات الوسائط.

• يتيح بروتوكول “SIP” تنقل المستخدم من خلال آلية تسمح بتوكيل الطلبات “request” أو إعادة توجيهها إلى الموقع الحالي للمستخدم.

• يمكن للمستخدمين تسجيل موقعهم الحالي مع الخادم المنزلي الخاص بهم.

• يدعم “SIP” المصادقة الشاملة والقفزة بالإضافة إلى التشفير من طرف إلى طرف باستخدام “S / MIME”.

• يمكن للأعضاء في جلسة “SIP” التواصل باستخدام علاقات البث المتعدد أو الأحادي أو مزيج من هذه العلاقات، وبالإضافة إلى ذلك فإنّ “SIP” مستقل عن بروتوكول النقل ذي الطبقة الدنيا والذي يسمح له بالاستفادة من بروتوكولات النقل الجديدة.

• يمكن توسيع البرامج التي تنفذ بروتوكول “SIP” الأساسي بقدرات إضافية ويتم استغلالها بنشاط في العديد من تطبيقات الوسائط.

ملاحظة:“MIME” هي اختصار لـ “Multipurpose-Internet-Mail-Extensions”.

أوضاع بروتوكول SIP

قد يعمل كيان “SIP” في أحد الأوضاع والتي يتم تنفيذها جميعاُ بواسطة برنامج “Metaswitch SIP” و”DC-SIP”:

• وكيل المستخدم هو نقطة نهاية مكالمة SIP”، ويبدأ طلبات “SIP” وفقاً لتعليمات المستخدم وعند استلام طلب “SIP” يتصل بالمستخدم ويستجيب للطلب نيابة عنه.

• يتم استخدام الوكيل لتوجيه الطلبات وفرض السياسة أو الجدران النارية، ويقبل الطلبات نيابة عن المستخدم ويمررها مع تعديلها حسب الضرورة إلى المستخدم.

• يمكن استخدام معيد التوجيه لتوفير إمكانية تنقل المستخدم، ويقبل معيد التوجيه طلبات “SIP” ويعيد صفراً أو أكثر من العناوين الجديدة التي يجب الاتصال بها لتلبية الطلب، ولا يقوم معيد التوجيه ببدء طلبات “SIP” أو قبول مكالمات “SIP”.

• يقبل المسجل طلبات التسجيل، وهذه تمكن المستخدمين من تحديث معلومات الموقع والسياسة الخاصة بهم، كما يمكن استخدامها لتوفير تنقل المستخدم.

خصائص بروتوكول SIP

• “SIP” هو بروتوكول إشارات يستعمل لتكوين وتعديل وإيقاف جلسة وسائط متعددة “multimedia” عبر بروتوكول الإنترنت، والجلسة عبارة عن مكالمة بسيطة بين نقطتي نهاية كما يمكن أن تكون نقطة النهاية عبارة عن هاتف ذكي “smart phone”، أو كمبيوتر محمول أو أي جهاز يمكنه تلقي وإرسال محتوى الوسائط المتعددة عبر الإنترنت “Online Multimedia”.

• “SIP” هو بروتوكول طبقة تطبيق تم تحديده بواسطة معيار “IETF” وتم تعريفه في “RFC 3261”.

• يجسد “SIP” بنية خادم العميل واستخدام “URL” و”URI” من “HTTP” ونظام تشفير النص ونمط الرأس من “SMTP“.

• يأخذ “SIP” المساعدة من بروتوكول وصف الجلسة “SDP” الذي يصف الجلسة وبروتوكول النقل في الوقت الحقيقي “RTP” المستخدم لتوصيل الصوت والفيديو عبر شبكة “IP“.

• يمكن استخدام “SIP” لجلسات ثنائية أي أحادية أو متعددة الأطراف أي متعددة البث.

• تتكون تطبيقات “SIP” الأخرى من نقل الملفات والمراسلة الفورية “direct messaging” ومؤتمرات الفيديو والألعاب عبر الإنترنت وتوزيع الوسائط المتعددة “multimedia distribution”.

ملاحظة: “RFC” هي اختصار لـ “Request-for-Comments” و”IP” هي اختصار لـ “Interne-Protocol”.

ملاحظة:“SMTP” هي اختصار لـ “Simple-Mail-Transfer-Protocol” و”URL” هي اختصار لـ “Uniform-Resource-Locator”.

آلية عمل SIP في مكالمة VoIP

لا يعمل “SIP” بمفرده أثناء مكالمات “VoIP” وتعمل معه عدة بروتوكولات أخرى لضمان وصول البيانات الصوتية إلى وجهتها وبروتوكول وصف الجلسة “SDP” هو أحد هذه البروتوكولات، وبينما يتصل “SIP” بنقاط نهاية “IP” لتبادل تفاصيل الإشارات، ينقل “SDP” المعلومات المتعلقة بالجلسة لمساعدة المشاركين على الانضمام إلى الجلسة أو تلقي تفاصيلها.

ويرسل ثلاثة أنواع من المعلومات وهي وصف الجلسة ووصف الوقت ووصف الوسائط، و”SDP” لا تنقل هذه التفاصيل نفسها وبدلاً من ذلك يتم تضمين أوصاف الجلسة كحمولة لرسائل “SIP”، وقبل نقلها عبر الشبكة يتم ترميز المعلومات الصوتية باستخدام برامج الترميز التي تقوم بترجمة الإشارات الصوتية إلى بيانات ثنائية، كما يتم استخدام العديد من برامج الترميز لهذا الغرض ولكن النوعين الأكثر شيوعاً هما:

• برنامج الترميز “G.711″، حيث يستخدم للصوت الرقمي غير المضغوط وجودة الصوت أفضل من برامج الترميز الأخرى لكنّها تستخدم نطاقاً ترددياً أكبر.

• برنامج الترميز “G.729″، حيث يستخدم للصوت المضغوط ويقلل من جودة الصوت لتقليل كمية البيانات المرسلة واستهلاك النطاق الترددي الناتج.

يتم نقل الحزم المشفرة من البيانات الصوتية من خلال بروتوكول النقل في الوقت الحقيقي “RTP” وجلسات “RTP” مستقلة عن “SIP”، وتعمل جلسات “RTP” بالتوازي مع جلسات “SIP” وعلى عكس “SDP” وهي حمولة من “SIP”.

يعمل “RTP” جنباً إلى جنب مع بروتوكول التحكم “RTCP”، والذي يتبادل المعلومات المتعلقة بجودة الخدمة، بما في ذلك عدد حزم البيانات التي يتم تبادلها وعدد الحزم المفقودة ووقت التأخير ذهاباً وإياباً وباستخدام تفاصيل “RTCP”، يمكن مراقبة جودة خدمة الجلسات ولا يتم خلط معلومات “RTCP” مع دفق بيانات “RTP” ويتم تسليمها من خلال جلسات منفصلة تعمل بالتوازي مع تدفقات “RTP”.