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基于SIP的网络服务器的研究与实现的中期报告
一、研究背景与意义
SIP（SessionInitiationProtocol）是一种建立、调整和终止多媒体会话的控制协议。SIP在VoIP（VoiceoverInternetProtocol）中得到了广泛应用，为语音通信提供了一个标准化的应用层协议，并且支持多种媒体，如音频、视频、聊天等。在现代通讯中，SIP可以被用于实现电话呼叫、多人会议，视频会议等不同的应用场景，可以说SIP是实现语音通信的一项核心技术。
本次研究以SIP为核心，将深入了解SIP协议的工作原理，研究SIP协议的实现方式，实现一个基于SIP的网络服务器，探寻在实际应用中对网络性能的提升与改进。本次实验的结果和研究方法将能够进一步完善SIP协议的实践应用，推广SIP协议在互联网通信领域的使用，并为今后的通信技术创新提供实用的助力。
二、研究现状
目前已有大量基于SIP的网络服务器研究和实现。如Kamailio、OpenSIPS等都是业界常用而成熟的SIP服务器软件，在VoIP电话通信领域得到了广泛的应用。Kamailio是一款基于SIP的开源服务器软件，使用C语言开发，致力于提供大规模的VoIP和UC（UnifiedCommunications）服务，拥有众多的模块和功能，适用于各种规模的通信网络。OpenSIPS则可以在不同的操作系统上运作，并且提供了模块开发机制，以满足各式各样的需求，开发人员可以根据需要选择不同的模块，通过配置文件构建自己的服务器。
三、具体实现方案
本次实验的具体实现方案如下：
1.设计架构
本次实验的服务器采用SIP的软交换技术，将SIP协议转换为其他协议，比如H.323协议等，实现与其他VoIP呼叫设备的接口与通信。在软交换技术支持下，用户可以通过互联网与其他用户进行语音、视频通信。
2.服务器功能
本次实验的SIP服务器需要实现以下功能：
（1）SIP协议的信令传输，即通过SIP协议与其他SIP设备进行信令的传输和交互，完成呼叫的建立和维护。
（2）媒体流的传输，即对话过程中音视频流的处理和传输。
（3）用户呼叫控制，即对来自用户呼叫的处理，如呼叫呼出、呼叫转接、呼叫保持、呼叫遗留等。
（4）服务器安全策略，即利用相关技术保护服务器的安全，如SIP消息的认证、鉴别和加密等。
（5）用户管理，即对用户进行管理，包括用户身份认证、用户注册、用户配置及用户权限等。
3.实现技术
本次实验的SIP服务器使用C++语言进行开发。其中，主要的技术实现包括以下两个方面：
（1）SIP协议栈的开发
SIP协议栈是实现SIP服务器的核心组件，负责SIP消息的接收、解析、处理和发送。开发SIP协议栈的过程中，需要注意协议的各种状态和事件，有针对性地设计各种数据结构和算法，并通过模块化的设计方法，将协议栈划分为多个模块以便于维护和升级。
（2）服务器架构的设计与实现
服务器架构设计是本次实验的重点。需要根据具体应用场景设计出系统结构框架、模块规划和接口协议，并根据设计方案进行开发。在服务器的设计中，应从可扩展性、可维护性、安全性和性能方面进行考虑。
四、预期成果
本次实验的主要目的是创建一个基于SIP的网络服务器。通过本次实验，预期实现如下成果：
（1）SIP协议栈的开发和实现
完成SIP协议栈的开发和实现，并且根据模块化设计完成各个模块之间的测试和整合。
（2）服务器架构的设计和实现
完成服务器架构的设计和实现，包括系统结构、模块设计和接口协议的规划等。并且实现本次实验所设计的功能，确保系统稳定运行。
（3）验收测试
完成服务器测试，进行集成测试、性能测试、安全性测试和相应的功能测试，确保系统达到预期目标，运行稳定性和安全性得到保障。
五、进度计划
本次实验的进度计划如下：
1.实验阶段一（1-2周）：设计服务器架构，搭建开发环境，准备开发所需工具和设备。
2.实验阶段二（2-3周）：开发SIP协议栈，包括SIP消息的解析和处理。
3.实验阶段三（3-4周）：开发服务器架构和功能，包括SIP协议的信令处理、媒体流的传输、用户呼叫控制、服务器安全策略和用户管理等。
4.实验阶段四（4-5周）：完成服务器的集成测试和性能测试，测试各项功能和安全性。
5.实验阶段五（5-6周）：对实验方案进行改进和完善，撰写实验报告。
六、参考文献
[1]ChenX,LinK.ImplementationofaSIPserverbasedonstatemodel.20193rdInternationalConferenceonComputers&CommunicationEngineering(ICCCE).IEEE,2019:363-366.
[2]WuL,LiuW.ASIPServerforVoIPApplication