با گسترش ارتباطات اینترنتی و نیاز به برقراری تماس‌های صوتی و تصویری با کیفیت بالا، پروتکل‌های متعددی برای مدیریت این ارتباطات به وجود آمده‌اند. یکی از پرکاربردترین و محبوب‌ترین این پروتکل‌ها، SIP (Session Initiation Protocol) است که نقش کلیدی در راه‌اندازی، مدیریت و خاتمه مکالمات صوتی و تصویری بر بستر اینترنت دارد. در این مقاله به بررسی چیستی SIP، نحوه عملکرد، مزایا و معایب و کاربردهای آن می‌پردازیم.

پروتکل SIP چیست؟

پروتکل SIP (Session Initiation Protocol) یک پروتکل سیگنالینگ است که برای راه‌اندازی، مدیریت و خاتمه جلسات ارتباطی مانند تماس‌های صوتی و تصویری بر بستر اینترنت استفاده می‌شود. این پروتکل به دستگاه‌ها اجازه می‌دهد تا قبل از شروع مکالمه، شرایط ارتباط مانند آدرس‌های IP پورت‌ها و کدک‌های صوتی یا تصویری را تنظیم کنند. SIP به عنوان یک پروتکل مستقل از نوع رسانه، به‌طور گسترده در سرویس‌های VoIP (Voice over IP) و ارتباطات چندرسانه‌ای اینترنتی استفاده می‌شود.

یکی از ویژگی‌های مهم SIP این است که به‌صورت متنی و شبیه به پروتکل HTTP طراحی شده، که این امر باعث سهولت در پیاده‌سازی و گسترش آن شده است. این پروتکل امکان مدیریت تماس‌ها در شبکه‌های مختلف را فراهم می‌کند و می‌تواند برای ایجاد، تغییر و پایان دادن به جلسات چندرسانه‌ای به کار گرفته شود. SIP به دلیل انعطاف‌پذیری و سازگاری با دستگاه‌ها و سرویس‌های مختلف، به یکی از استانداردهای محبوب در دنیای ارتباطات اینترنتی تبدیل شده است.

تاریخچه سیپ

تاریخچه SIP به اواخر دهه ۱۹۹۰ بازمی‌گردد، زمانی که این پروتکل توسط IETF (Internet Engineering Task Force) برای تسهیل ارتباطات چندرسانه‌ای بر بستر اینترنت توسعه یافت. هدف از طراحی SIP ایجاد یک پروتکل سیگنالینگ ساده و انعطاف‌پذیر بود که بتواند جایگزین پروتکل‌های پیچیده‌تری مانند H.323 شود. اولین نسخه رسمی SIP در سال ۱۹۹۹ تحت استاندارد RFC 2543 منتشر شد و سپس در سال ۲۰۰۲ با انتشار RFC 3261 بهبود یافت. از آن زمان به بعد، SIP به‌سرعت مورد استقبال صنعت مخابرات و سرویس‌های VoIP قرار گرفت و به یکی از پروتکل‌های اصلی در ارتباطات اینترنتی تبدیل شد.

اجزای اصلی پروتکل SIP

• User Agent (UA):

نماینده کاربر یا دستگاهی است که درخواست‌ها و پاسخ‌های SIP را ارسال و دریافت می‌کند. UA شامل دو بخش User Agent Client (UAC) برای ارسال درخواست و User Agent Server (UAS) برای پاسخ به آن‌ها است.

• Registrar Server:

سروری است که مسئول ثبت مکان فعلی کاربران است. این سرور اطلاعات آدرس IP و شناسه کاربران را در یک پایگاه داده ذخیره می‌کند تا تماس‌ها به مقصد صحیح هدایت شوند.

• Proxy Server:

به‌عنوان واسطه‌ای بین User Agentها عمل می‌کند و درخواست‌ها را به مقصد نهایی هدایت می‌کند. این سرور نقش مهمی در مسیریابی، امنیت و بهبود عملکرد شبکه دارد.

• Redirect Server:

در صورت تغییر مکان کاربر یا مقصد تماس، این سرور اطلاعات جدید را به User Agent ارسال می‌کند. به‌جای ارسال مستقیم پیام، Redirect Server به درخواست‌کننده اطلاع می‌دهد که به کدام سرور یا آدرس جدید باید متصل شود.

پروتکل SIP چگونه کار می کند؟

1. شروع ارتباط (Initiation):

در این مرحله User Agent Client (UAC) یک درخواست INVITE به مقصد (User Agent Server یا UAS) ارسال می‌کند. این درخواست شامل اطلاعاتی مانند آدرس IP، نوع رسانه (صدا یا تصویر) و فرمت کدک است.

2. بررسی و زنگ خوردن (Ringing):

پس از دریافت درخواست INVITE، UAS درخواست را بررسی کرده و در صورت تأیید، یک پیام 180 Ringing به UAC ارسال می‌کند تا نشان دهد دستگاه مقصد در حال زنگ خوردن است.

3. پاسخ و برقراری ارتباط (Establishment):

وقتی کاربر مقصد تماس را پاسخ می‌دهد، UAS پیامی با عنوان 200 OK به UAC ارسال می‌کند. سپس UAC با ارسال پیام ACK تأیید می‌کند و ارتباط بین دو طرف برقرار می‌شود.

4. انتقال رسانه (Media Transfer):

پس از برقراری ارتباط، انتقال داده‌های صوتی یا تصویری از طریق پروتکل RTP (Real-time Transport Protocol) انجام می‌شود. در این مرحله، SIP دیگر درگیر انتقال داده‌ها نیست و تنها برای مدیریت جلسه استفاده می‌شود.

5. پایان ارتباط (Termination):

زمانی که یکی از طرفین تصمیم به پایان تماس می‌گیرد، پیام BYE ارسال می‌شود. طرف مقابل با ارسال 200 OK به این پیام پاسخ می‌دهد و ارتباط خاتمه می‌یابد.

پروتکل‌هایی که همراه با SIP کار می‌کنند

پروتکل SIP به‌تنهایی نمی‌تواند تمام نیازهای یک ارتباط صوتی یا تصویری اینترنتی را برآورده کند. به همین دلیل، از چندین پروتکل مکمل برای پشتیبانی و مدیریت جلسات چندرسانه‌ای استفاده می‌کند. این پروتکل‌ها عبارتند از:

• Session Description Protocol (SDP)

SDP برای تعریف ویژگی‌های جلسات چندرسانه‌ای به‌کار می‌رود. درحالی‌که SIP مسئول ارسال سیگنال‌ها و مدیریت تماس‌ها است، SDP نوع رسانه (صدا یا تصویر)، فرمت کدک‌ها و سایر ویژگی‌های مرتبط با رسانه را مشخص می‌کند. این اطلاعات به‌عنوان بخشی از پیام‌های SIP منتقل می‌شوند و به دستگاه‌های پایانی کمک می‌کنند تا در مورد نحوه ارسال و دریافت داده‌ها به توافق برسند.

• Real-time Transport Protocol (RTP)

RTP پروتکلی است که برای انتقال جریان‌های صوتی و تصویری به‌کار می‌رود. این پروتکل داده‌های واقعی رسانه‌ای (مانند صدا و ویدیو) را بین دستگاه‌ها منتقل می‌کند. درحالی‌که SIP مسئول برقراری ارتباط است، RTP وظیفه ارسال بسته‌های رسانه‌ای را برعهده دارد. این پروتکل اغلب از UDP برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند تا سرعت و کارایی بیشتری داشته باشد.

• RTP Control Protocol (RTCP)

RTCP به‌عنوان پروتکل کنترلی در کنار RTP عمل می‌کند و اطلاعاتی درباره کیفیت سرویس (QoS) مانند تأخیر، Jitter و تعداد بسته‌های از دست رفته را بین دستگاه‌ها رد و بدل می‌کند. این اطلاعات به دستگاه‌ها کمک می‌کند تا کیفیت تماس را ارزیابی و در صورت نیاز تنظیم کنند.

• Transmission Control Protocol (TCP) و User Datagram Protocol (UDP)

SIP می‌تواند از هر دو پروتکل TCP و UDP برای ارسال سیگنال‌ها استفاده کند. در اکثر موارد، UDP به‌دلیل سرعت بیشتر و سربار کمتر، برای انتقال بسته‌های سیگنالینگ به‌کار می‌رود. با این‌حال، در صورت نیاز به امنیت بیشتر (مانند استفاده از TLS)، از TCP استفاده می‌شود. در همین حال، RTP و RTCP اغلب از UDP برای ارسال داده‌های رسانه‌ای استفاده می‌کنند، زیرا سرعت و جریان پیوسته داده‌ها در این پروتکل اهمیت بیشتری نسبت به ترتیب صحیح بسته‌ها دارد.

جمع‌بندی…

پروتکل SIP به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین پروتکل‌های ارتباطات اینترنتی، نقش کلیدی در برقراری و مدیریت تماس‌های صوتی و تصویری ایفا می‌کند. با استفاده از پروتکل‌های مکمل مانند SDP، RTP و RTCP، SIP قادر است تجربه‌ای پایدار و با کیفیت را برای کاربران فراهم کند. این ویژگی‌ها باعث شده‌اند که SIP به‌طور گسترده‌ای در سیستم‌های VoIP و ارتباطات چندرسانه‌ای مورد استفاده قرار گیرد.