SIP-Systemarchitektur

SIP ist für den Aufbau, Betrieb und Abbau von Sprach- und Video-Verbindungen zuständig. SIP basiert auf einer kombinierten Client-/Server-Architektur. Sie besteht aus vier Komponenten:

  • User Agent (UA)
  • Proxy Server
  • Redirect Server
  • Registrar Server

Der Registrar, Proxy und Redirect Server können auf dem gleichen Server installiert sein.

User Agent

Die User Agents sind die Terminals bzw. Endgeräte. Das können Computer, IP-Telefone oder Smartphones sein. Sofern die Adressen gegenseitig bekannt sind, könne sich zwei User Agents gegenseitig auch direkt anrufen.
Man unterscheidet zwischen User Agent Client (UAC) und User Agent Server (UAS). In einer SIP-Verbindung wird der Anrufer als User Agent Client (UAC) und der Angerufene als User Agent Server (UAS) bezeichnet.

Registrar Server

Der Registrar Server ist die zentrale Schaltstelle in der Systemarchitektur von SIP. Jeder SIP-Teilnehmer schickt in regelmäßigen Abständen eine REGISTER-Nachricht an den Registrar Server. Die Nachricht enthält die SIP-Adresse und die IP-Adresse des User Agents. Diese Informationen dienen dem Proxy-Server später zum Auffinden des Teilnehmers. Beide Informationen werden in einer Datenbank, dem "Location Service" gespeichert.
Es ist sogar möglich, dass sich ein Anwender mit verschiedenen User Agents mit der gleichen SIP-Adresse registriert. Zum Beispiel an seinem Arbeitsplatz und bei sich zu Hause. Bei einem Anruf klingeln beide Telefone.

Proxy Server

Der SIP-Proxy entlastet den User Agent von den Routing-Aufgaben. Das bedeutet, der SIP-Proxy übernimmt die Suche und die Weiterleitung zum Kommunikationspartner.

Der Proxy Server arbeitet als Client oder als Server. Er kann in Vertretung anderer Clients Anfragen starten. Zum Beispiel um die IP-Adresse eines Teilnehmers zu erfahren.
Damit der Proxy Server die IP-Adresse des User Agent Server bekommen kann, muss der "Location Service" mit möglichst vielen Datenbanken anderer SIP-Provider zusammengeschaltet sein.

Redirect Server

Der Redirect Server entlastet den Proxy Server. Er übergibt die Routing-Informationen direkt an den User Agent Client. Der kümmert sich dann selber um den Verbindungsaufbau zum User Agent Server.
Damit der Redirect Server die IP-Adresse des UAS bekommen kann, muss der "Location Service" mit möglichst vielen Datenbanken anderer SIP-Provider zusammengeschaltet sein.

NAT-Problem beim Verbindungsaufbau mit SIP

Der Verbindungsaufbau mit SIP setzt voraus, dass die Endgeräte über eine öffentliche IP-Adresse (IPv4) erreichbar sind. Steht eines der Endgeräte hinter einem Router mit NAT (Network Address Translation), dann kann dieses Endgerät von außen über IP nicht erreicht werden.
Simple Traversal of UDP through NAT, kurz STUN, ist ein Protokoll, mit dem zwei SIP-Endgeräte mit integriertem STUN-Client unter Mithilfe eines STUN-Servers die Beschränkungen von NAT in vielen Fällen umgehen können.

Übersicht: SIP

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