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2023-10-18
SIPCGI和SIPServlets在下一代计算机网络技术
【摘要】：为此，IETF的Network工作组提出了SIP CGI。图7.9SIP CGI模型图与JAVA Applet对应，Servlet是运行在服务器端的JAVA程序。Servlet目前应用最多的领域是用来增加Web Server的互动性，Servlet并不是专为HTTP协议设计的，IETF将其与SIP结合成为了SIP Servlet。当SIP消息到达SIP服务器时，服务器根据一定的触发规则检查是否有到达消息相关的Servlet。另外，SIP Servlets还可以自行发起新的SIP事务处理。另外，由于SIP Servlets是基于Java的扩展API，因此它也有着很好的可移植和跨平台的特性。
SIP协议由IETF（Internet Engineering Task Force）组织于1999年提出的一个在基于IP网络中，特别是在Internet这样一种结构的网络环境中，实现实时通信应用的一种信令协议。而所谓的会话（session），是指用户之间的数据交换。在基于SIP协议的应用中，每一个会话可以是各种不同的数据，可以是普通的文本数据，也可以是经过数字化处理的音频、视频数据，还可以是诸如游戏等应用的数据，应用具有巨大的灵活性。
作为一个IETF提出的标准，SIP协议在很大程度上借鉴了其他各种广泛存在的Internet协议，如http（超文本传输协议）、smtp（简单邮件传输协议）等，和这些协议一样，SIP也采用的基于文本的编码方式。
在Internet领域中，CGI一直是进行Web编程的有效手段，即使与后来大行其道的ASP、JSP相比，CGI在Web编程的灵活性上依然有着自己的优势。由于SIP与HTTP的相似性，很自然地会想到用CGI来作为开发SIP业务的工具。
具体讲，用CGI来开发SIP业务有以下几点优势：
（1）语言独立性：CGI可以用Perl、C、Visual Basic以及很多其他语言来开发，只要它们支持环境变量的获取即可。
（2）头部信息的获取：CGI可以获取HTTP请求的所有头部信息，这对SIP业务来讲同样非常重要，因为SIP的头部信息几乎包含了呼叫的全部有用信息，例如呼叫方、被叫方、主题、地址、呼叫状态等。
（3）响应的生成：CGI的另一个优势在于它除了能够生成消息体之外，可以生成响应的任何一个部分，包括头部、状态码等，而其他的一些编程机制，例如，Java servlets只是考虑消息体部分。对于SIP协议来讲，消息体并不是新业务开发中最重要的部分，因此能否生成响应的所有部分就显得尤为关键。
（4）组件重用：由于SIP协议重用了很多HTTP的语法，因此针对SIP开发的CGI可以重用HTTP CGI的很多有用工具。
（5）熟悉的开发环境：很多Web程序员对CGI都相当熟悉，这也有助于Web程序员转到SIP的开发中来。
（6）方便的扩展性：由于CGI是接口而不是语言，它能够很容易的被扩展和重用于类似SIP这样的协议。
为此，IETF的Network工作组提出了SIP CGI。尽管SIP与HTTP在基本语法和请求响应模型上非常类似，但它们之间也存在着很多区别，例如，SIP可以将一个请求转发为多个请求，可以支持注册等附加功能，这些都是HTTP所没有的。SIP与HTTP的这些区别导致了SIP CGI的设计必然也与HTTP CGI有所不同，例如，SIP CGI允许脚本执行一些特殊的消息功能，SIP CGI还引入了一种持续性模型，允许脚本在消息交换时保持控制，而HTTP CGI并没有这些功能。
SIP CGI的基本模型如图7.9所示。以呼叫转发业务为例，服务器接收到客户端的请求之后，要通过CGI程序来决定何时、向何处转发多少请求以及何时返回给客户端一个响应。CGI程序还可以更改和创建SIP消息的头部信息，这也使得SIP增值业务的实现变得更加灵活。
图7.9 SIP CGI模型图
与JAVA Applet对应，Servlet是运行在服务器端的JAVA程序。Servlet目前应用最多的领域是用来增加Web Server的互动性，Servlet并不是专为HTTP协议设计的，IETF将其与SIP结合成为了SIP Servlet。
Servlets是用Java编写的、协议和平台独立的服务器端组件，它采用“请求/响应”模式，提供了一种基于Java的网络服务器的解决方案，可以动态地扩展支持Java的网络服务器。如同Web业务中的HTTP Servlets是HTTP CGI的替代品一样，对于SIP业务开发者来讲，SIP Servlets也是除了SIP CGI之外的一个很好的选择。
IETF组织于1999年9月提出了SIP Servlets的草案，作为SIP服务器的Java扩展API，SIP Servlets可以扩展SIP服务器的功能、控制SIP消息的处理，从而实现更为丰富的SIP业务。
IETF对SIP Servlet作了如下定义：SIP Servlet是与SIP服务器交互的，按照某种方式控制或影响呼叫流程的JAVA代码。当SIP消息到达SIP服务器时，服务器根据一定的触发规则检查是否有到达消息相关的Servlet。如果有则把代表SIP消息的对象传送到SERVLET。通过这些对象，Servlet可以访问SIP消息中的任何部分，并决定如何响应收到的消息。
利用SIP Servlets扩展SIP业务的基本模型如图7.10所示，可以看出它与SIP CGI的模型非常相似。当呼叫请求到达SIP服务器后，由服务器将SIP消息封装成SIP对象，发送给SIP Servlets，SIP Servlets可以读取或更改SIP头部信息、消息体、状态行等，通过对SIP对象的控制，SIP Servlets便能够决定如何响应及转发请求。另外，SIP Servlets还可以自行发起新的SIP事务处理。
图7.10 SIP Servlet基本模型图
Servlets技术与CGI相比，其最大的优势在于Servlets对于客户端来的多个请求只需创建一个进程来处理，当Servlets被客户端的第一个请求激活后，将继续运行于后台，每个后来的请求只会产生一个线程而不是进程，因此多个客户能够在同一进程同时被服务。而CGI针对每个请求都会分别创建一个进程，显然后者的开销要大得多，并且在同一个进程中不能服务多个客户。另外，由于SIP Servlets是基于Java的扩展API，因此它也有着很好的可移植和跨平台的特性。(www.chuimin.cn)
SIP Servlet API主要运行在SIP应用服务器上，具有以下特性：
（1）SIP应用可以实现SIP体系中的代理服务器功能、用户代理功能。
（2）SIP Servlet具有指示SIP CONTAINER生成新的请求消息、转发请求消息、生成新的响应、转发响应的功能。
（3）利用SIP Servlet API生成应用，只需要关注SIP消息中关键的字段，例如To，From，Request-URI，Contact，不需要考虑复杂的协议参数，例如：Cseq，Call-ID和Via等消息头，这些任务都由SIP CONTAINER处理。
（4）同一个SIP消息可以激活多个SIP应用，SIP Container能够根据触发规则来处理它们之间的冲突。
（5）支持SIP应用由第三方开发，规范中定义了业务开发人员与业务管理人员交互的配置描述符（deployment descriptor）。
图7.11 SIP Servlet继承关系图
（6）SIP服务器可以支持跨多种协议的应用，例如，SIP协议和HTTP协议等。
图7.11是Servlet类与SIP Servlet类的继承关系图，任何Servlet要成为SIP Servlet，都必须继承SIP Servlet类。
目前JAVA Servlet最大的应用是HTTP Servlet，SIP Servlet的设计理念来源于HTTP Servlet，它们都继承了Servlet的特点，它们有很多相似之处，主要包括以下几点：
（1）两者的运行机制都是当服务器收到信令消息后，根据一定的触发规则检查是否有与消息相关的Servlet，并激活相应的Servlet。
（2）生命周期管理都采用了Servlet的生命周期管理机制。
（3）配置描述符（deployment descriptor）的概念是一致的。
（4）应用的组成一致，HTTP Servlet应用主要由HTTP Servlet组成，SIP Servlet应用主要由SIP Servlet组成。
（5）CONTAINER的概念是一致的。
它们之间区别是HTTP协议与SIP协议的区别形成的，SIP协议要比HTTP协议复杂，因此SIP Servlet的功能要比HTTP Servlet复杂，HTTP Servlet只需要接收异步的请求，以及发送响应；SIP Servlet的功能就复杂多了，因为它通常充当代理服务器和用户代理功能，因此它可以发送请求和响应，以及接收异步的请求和响应；SIP Servlet对于信令消息到Servlet的触发规则更加复杂，并且需要动态建立。
SIP Servlet与HTTP Servlet之间并不相互排斥，它们可以同时运行在一个应用中，SERVLET引擎根据收到的消息类型触发不同类型的Servlet，这种方式对于实现语音与Internet相结合的业务是很有意义的。
SIP CONTAINER又称为SIP Servlet引擎，SIP Container属于应用服务器的一部分，SIP Servlet接收和发送SIP消息都要通过SIP Container，SIP Container具有对SIP Servlet的生命周期进行管理的功能。SIP Cotainer的运行机制如下：它负责监听SIP消息的端口号，当收到SIP消息后，它决定激活哪个应用以及激活的顺序。
SIP SERVLET应用就是利用SIP Servlet API生成的业务，它主要由Servlet组成，此外还有JAVA类文件和应用运行所需要的资源（例如语音文件等）。
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