SIP协议的形式化分析与验证.pdf

20O9年第 1期 桂林航天工业高等专科学校学报 (总第53期) JOURNALOFGUILINCOLLEGEOFAEROSPACETECHNOLOGY 计算机技术及应用 SIP协议 的形 式化 分析与验证 魏 星 隋新 ／1 桂林 电子科技大学 计算机与控制学院，广西 桂林 541004、 ＼2 挂林航天工业高等专科学校 计算机系，广西 桂林 541004 摘 要 文章在分析SIP会话交互过程的基础上，用petri网对该过程进行建模，根据 petri模型所应具备的特性，通过 可达树模型验证 了SIP协议具有有界性、活性、公平性和前进性 。通过不变量分析 ，验证 了SIP协议具有守恒 性和循环性 。为协议 的改进设计提供 了理论依据 ，从而更好完善 SIP协议标准 。 关键词 SIP；Petri网；可达树；不变量 中图分类号：TP393 文献标志码 ：A 文章编号：1OO9—1o33(20O9)o1—0063一o5 SIP协议是基于因特网的IP电话信令协议，主要解决 功能介绍见表 1。 IP网中信令控制，SIP协议具有其简单性、可扩展性、可模 块化等优点，已成为 网络多媒体通信 的标准协议，与此同 时，为了更好适应 IP用户实际增加 的应用需求 ，SIP协议 仍在不断完善和扩展 ，然而随着网络技术 的发展 ，协议设计 变得越来越困难 ，设计过程 的任何一个错误都会影响整个 协议 的稳定性和健壮性 。 SIP协议 已广泛应用到很多领域 ，人们对 SIP协议进 行形式化分析和设计 ，petri网是对协议 的进行形式化分析 和设计的典型工具，广泛适用于复杂系统的模型建立和性 能分析。从对 SIP协议的形式化研究情况来看，目前，已经 图1 SIP协议的系统结构 提出对两个终端会话交互的petri网模型和 SIP协议 的有 表 1 SIP系统元素功能介绍 限状态机模型 以及用 SDL语言描述 SIP协议 ，本文提 出一 SIP系统元素功能介绍 种带有代理服务器参与的SIP会话交互过程 的petri网模 用户代理 分为代理客户机和代理服务器 ，前者 型 。 发起呼叫请求 ，后者响应呼叫请求 代理服务器 将接收到的请求转发给下一跳服务器 1 SIP协议 重定 向服务器 是个规划呼叫路径 的服务器 ，通过 响 1．1 SIP协议简介 应告诉客户下一跳服务器地址 SIP协议 (SessionInitiationProtocol会话发起协议)是 位置服务器 用于存储用户端信息 一 个基于应用层 的协议 ，用来建立、控制维护和终止多媒体 会话和呼叫。大范围应用于多媒体通信 ，支持包括 IP电 1．3 SIP协议会话交互过程 话、多媒体会议、远程学习、Internet会话和多媒体发布等 SIP协议通过发送 ，接收消息来连接 ，建立 以及结束会 服务 。 话过程 ，SIP协议消息分成两类 ：请求和响应 ，有 6种消息 SIP协议通过基于文本 的消息包在两个实体之间传递 类型 ：(1)INVITE：用于发起呼叫请求 ；(2)BYE：会话结 消息 ，在 网络上提供代理服务器和重定 向服务器来 中继和