SIP与H.323协议的比较及其应用

一、引言

当前，随着信息技术的发展，计算机网络与传统电信网络正逐步走向融合。基于分组交换技术的IP电话因其特殊的运营方式和成本核算方法，正以低廉的价格给传统电信市场带来强大冲击。

对于传统运营商来说，其核心的利润来源——语音和数据在移动业务和互联网业务的影响下已经不能满足运营商的盈利需求，各国运营商都在寻找新的盈利点。在这种新的形势下，运营商要摒弃以往单纯的盈利模式，开发宽带网络中新的业务模式。能充分利用网络资源、充分满足用户需求的视讯业务成为重要的候选模式之一。各国运营商也都在积极开发融合视频、语音和数据（Triple Play）的全业务模式。技术进步、成本下降和竞争激烈是运营商积极部署视讯应用的三大推动力。新的ADSL技术扩展了用户群，提高了带宽，同时压缩技术的发展使在给定带宽中能传输更多的频道，IP多播使视讯业务部署易于实现。接入网技术和视讯业务所需的硬件价格都在下降，运营商开展视讯业务的成本因此而下降许多。互联网、通信网与有线电视网络的三网融合正在成为全球的趋势。例如香港PCCW在推出Broadband TV之后大获成功，仅几个月的时间已经成功开通了12万用户，而在美国，三网融合在管制方面已经没有障碍，有线电视公司一方面通过有线电视网为用户提供电视业务，通过有线宽带为用户提供宽带服务，通过从电信公司处租用的线路为用户提供语音业务。而电信运营商已经拥有语音和数据市场，积极开展IP视讯将使电信业务提供商在Triple-play（语音、数据、视频）的竞争中占领先机。

目前国际上IP网络通信的主要标准有H.323和SIP，两者都对IP电话系统信令提出了完整的解决方案，初衷都是作为多媒体通信的应用层控制（信令）协议的，因此都利用RTP（Real-Time Protocol）作为媒体传输协议。但两者的设计风格截然不同。H.323采用的是传统的电话信令模式，包括一系列协议；而SIP 借鉴其他互联网协议，采用基于文本的协议。这里对两种协议进行阐述和比较。

二、SIP与H.323协议介绍

目前，SIP和H.323主要用于IP语音、视频通信领域，同时也广泛地应用在以软交换为核心的下一代网络（NGN）中。SIP是基于IP网络，在Internet网络环境中，实现实时通信应用的一种信令协议。在基于SIP的应用中，每一个会话可以是各种不同类型的内容（如普通的文本数据、音视频数据、游戏数据等），应用具有巨大的灵活性。

H.323的建立是为不同厂商的多媒体产品能互操作，而设备的兼容性是消费、商业、娱乐及专业市场上厂家和最终用户最为关心的问题之一。H.323解决了点对点及多点视讯会议中诸如呼叫与会话控制、多媒体与带宽管理等问题。目前广泛应用于基于IP的视讯会议系统中。

三、SIP与H.323协议比较

目前，H.323协议集已经比较成熟，并在V oIP、视讯会议领域得到广泛应用；而SIP制订较晚，吸取了H.323在实际应用中的一些得失经验并结合了当前应用的发展，在北美地区使用较多。

1.体系结构的比较

在H.323系统中，终端主要为媒体通信提供数据，功能比较简单，而对呼叫的控制、媒体传输控制等功能的实现则主要由网守来完成。H.323系统体现了一种集中式、层次式的控制模式。

SIP采用Client/Server结构的消息机制，对呼叫的控制是将控制信息封装到消息的头域中，通过消息的传递来实现。因此SIP系统的终端就比较智能化，它不只提供数据，还提供呼叫控制信息。其他各种服务器则用来进行定位、转发或接受消息。这样，SIP将网络设备的复杂性推向了网络终端设备，因此更适于构建智能型的用户终端。SIP系统体现的是一种分布式的控制模式。H.323的集中式控制模式便于管理，像计费管理、带宽管理、呼叫管理等在集中控制下实现起来比较方便，其局限性是易造成瓶颈。而SIP的分布模式则不易造成瓶颈，但各项管理功能实现起来比较复杂。

2.复杂性的比较

(1)消息的组成

H.323定义了上百个基本元素；而SIP只有37个头部（基本规定32个，另外5个用于呼叫控制的扩展），每个头部含有少量的值和参数，但包含了更多的信息。由4个头部(To、From、Call-ID、Cseq)和3个类型的请求(INVITE、ACK、BYE)就可实现一个基本的可交互操作的SIP Internet电话。

(2)消息的表示

H.323采用基于ASN.1和PER的二进制方法表示其消息。SIP以文本方式表示消息，只需要相对简单的生成器和词法语法分析器，尤其是采用具有强大的文本处理功能的语言。

(3)协议栈结构

H.323的复杂性来源于它使用多个子协议，且它们之间没有清晰的界限；有些业务需要在多个协议之间交互。而SIP由于只使用一个含有所有必要信息的消息，防火墙或代理就可以不为每个呼叫保持状态，而只为各个请求保持状态。这样防火墙或代理的实现和实际应用时用户通过它都比较简单。

另外一个导致H.323复杂性的原因是协议之间的功能重复。

3.可靠性及服务质量的比较

(1)可靠性

H.323定义了很多功能来处理中间网络设备故障问题。例如，当一个网守失效时，协议就会使用备用网守；如果一个由中间信号设备发送的呼叫失败，H.323能够向目的设备重新发送呼叫以保证呼叫不会中断。

SIP则不具备处理中间实体故障的能力。例如，如果一个SIP用户代理出现故障，SIP代理服务器将无法检测到其故障的发生，除非代理服务器向用户代理发出一个INVITE消息并等待“超时”回应；如果代理服务器出现故障，用户代理也同样无法检测到。SIP不能在呼叫发送过程中将呼叫进行恢复。

(2)服务质量

在H.323中，网守提供一组丰富的控制和管理功能，包括地址翻译、接纳控制、带宽控制和地域管理；网守中还提供呼叫控制信令、呼叫签权、带宽管理和呼叫管理等选择功能。SIP自身不支持管理和控制功能，而是依赖于别的协议。

4.协议可扩展性的比较

(1)应用实现对协议的扩展

IP电话本身就是一门新兴技术，仍处于发展和完善之中；IP电话的一大优势较传统电信网络服务有着空前广阔的发展空间，因此扩展性也是衡量IP电话信令协议的重要标准。

SIP在研究制订中引入了一系列兼顾扩展性与兼容性的方法。SIP允许不同应用实现对协议的扩展，并提供应用系统间版本的协调。另外，为了加强可扩充性，SIP采用了层次式的数字差错代码，共定义了6类响应，每一个响应代码均用3位数表示，第1位指示类型，对同一类的应答码所作的协议处理是类似甚至相同的，所以终端通常只需理解应答码的类别。另2位提供了附加的信息，有用但不重要。相应于增加新的错误描述的需要而增加错误码，又不影响对各类应答码的处理，这样也增强了协议的兼容性。

H.323也提供了扩展机制，也没有提供应用之间交换各自支持的协议特性信息的机制，并且因为开发者各自添加的非标准参数字段不具有自说明性，也限制了扩展的推广和应用的互操作性。

(2)对视频和语音的编码格式的支持

目前存在的编码格式有数百种之多，SIP支持任何编码格式，不同应用实现也可以根据符串名字识别编码格式并从IANA得到有关信息。而H.323支持的每种编码格式都必须是ITU标准化的，这也成为推广IP电话应用的一个障碍。

(3)模块化

IP电话涉及大量不同功能的应用，包括基本信令、会议控制、服务质量、服务查询、用户查询等等。这些功能的实现将分别随着时间的推移而不断发展，对这些功能进行分割和模块化的独立实现，对便于将来进一步的发展和更新起重要的作用。同时每个功能部分使用分离的通用标准实现有利于提高模块的重用性和扩展的独立性，例如实现与应用无关的QoS机制，显然比对针对每个具体应用的具体实现更有效。SIP 实际上就是IP电话应用中涵盖呼叫信令、用户定位和登记功能的独立性很好的一个模块，至于QoS控制、会议控制、会话描述等都将归于其它协议处理。也正是因此SIP能够很方便在应用系统中与其它协议协调工作。SIP模块甚至可以同H.323应用向结合，例如用户可使用SIP去定位被叫用户而后重定向到H.323 URL，表示实际通信功能由H.323完成。而H.323作为面向整个网络多媒体通信应用的标准，综合了多个不同标准相互协作完成应用的整个通信功能，在各部分功能实现中不同协议交织在一起，因而降低了H.323的模块化程度。

5.网络规模可扩展性比较

(1)对环路检测的支持