exosip2协议栈原理分析以及总结

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TRACE_INITIALIZE(6,stdout);i=eXosip_init();if(i!=0)return-1;

i=eXosip_listen_addr(IPPROTO_UDP,NULL,port,AF_INET,0);if(i!=0){

eXosip_quit();

fprintf(stderr,\return-1;}

...thenyouhavetosendmessagesandwaitforeXosipevents...

这样，在初始化完成后，我们基本上完成了对内存中所用数据结构的配置，同时启动了一个后台任务负责osip状态机的驱动。

5、数据收发整体框架

5.1接收过程

在初始化过程中我们创立了一个后台任务，现在可以看看这个后台任务都做了哪些操作。任务的执行函数为_eXosip_thread，在该接口中，循环不断的调用eXosip_execute。在每一次的eXosip_execute执行中，完成如下的工作：

a.首先计算出底层osip离当前时间最近的超时时间。也就是查看底层所有的超时事件，

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找出其中的最小值，然后将其与当前时间做差，结果就是最小的超时间隔了。这步是通过调用接口osip_timers_gettimeout完成的。主要检查osip全局结构体上的ict、ist、nict、nist以及ixt上所有事务的事件的超时时间。假使ict事务队列上没有事件，则说明没有有效的数据交互存在，返回值为默认的一年，实际上就是让后面的接收接口死等。如果有事务队列上的事件的超时时间小于当前值，则说明已经超时了，需要马上处理，此时将超时时间清为零，并返回。

b.调用eXosip_read_message接口从底层接收消息并处理。假使返回-2，则任务退出。c.执行osip的状态机。具体为执行osip_timers_ict（ist|nict|nist）_execute和osip_ict（ist|nict|nist）_execute这几个函数。最终还检查释放已经终结的call、registrations以及publications。

d.假使keep_alive设置了，则调用_eXosip_keep_alive检查发送keep_alive消息。这样，当远端的终端代理发送sip消息过来时，会被之前创立的监听端口捕获（sip协议默认的端口为5060）。在调用eXosip_read_message接口时会将其接收上来。接收上来的数据存放在buffer中交给接口_eXosip_handle_incoming_message来处理。在其中首先调用osip_parse进行消息的解析，这是osip的核心功能之一。数据解析后，会生成一个osip_event类型的事件。接着调用osip_message_fix_last_via_header将接收到该消息的ip地址和端口根据需要设置到数据头的via域中。这在消息返回时有可能发挥作用。为了能够让消息正确的被处理，调用osip_find_transaction_and_add_event接口将其添加到osip的事务队列上。处理在这之后发生了分叉，假使osip接纳了该事件，接口直接返回，由于这说明该事件在osip上已经有匹配的事务了，或者说该事件是某一个事务过程的一部分。这样在后面执行状态机的接口时，该事件会被正确的处理。假使osip没有拿走该事件，则说明针对该事件还没有事务与之对应。此时，我们首先检查其类型，假使是request，则说明很可能是一个新的事件到来（这将触发服务端的状态机的建立），调用eXosip_process_newrequest接口进行处理。假使是response，则调用接口eXosip_process_response_out_of_transaction处理。在eXosip_process_newrequest接口中，假使是合法的事件，则会为其创立一个新的事务。也就是说这是新事务的第一个事件。经过一大堆的处理后，该事件可能就被osip消化了，或者被exosip消化了。假使需要上报给应用，由应用拿来对一些信息进行存储或者进行图形显示之类，则会将该事件添加到exosip的事件队列上。如下图所示：

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应用程序在exosip初始化完之后需要调用如下类似的代码，不断从事件队列上读取事件，并进行处理。

eXosip_event_t*je;for(;;){

je=eXosip_event_wait(0,50);eXosip_lock();

eXosip_automatic_action();eXosip_unlock();if(je==NULL)break;

if(je->type==EXOSIP_CALL_NEW){}

elseif(je->type==EXOSIP_CALL_ACK){}

elseif(je->type==EXOSIP_CALL_ANSWERED){}

else

eXosip_event_free(je);}

读到事件后，判断其类型进行对应的处理。这样整个接收流程就完成了。

5.2发送过程

要发送数据时，需要根据消息类型，调用exosip对应模块的api接口函数来完成。假使要发送的sip消息不属于当前已有的任何事务，则类似接收过程，调用osip的相关接口创立一个新的事务，同时根据消息生成一个事件，加到事务的事件队列上。最终，唤醒exosip后台进程，使其驱动osip状态机，执行刚添加的事件，从而完成数据的状态处理和发送。当然，也有一些消息并不通过osip状态机，而是由exosip直接调用回调函数cb_snd_message完成发送。

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6、exosip与上层应用以及osip之间的流程关系

exosip是对osip库的扩展，那么它与osip之间是什么样的关系呢，这可参看下图：

上图为接收过程的示意图。Exosip后台任务不断从网络另一端读取sip消息，交给osip的parser模块解析，并将其转换为events，添加到事务队列上。同时，exosip后台任务在不断的驱动osip的状态机，这样，事务队列上的事件就会被处理。假使需要响应对端，状态机遇根据回调函数的设置，直接完成数据的发送。同样，假使要将当前处理反馈给应用，则将其发送到事件队列上（这里是exosip的事件队列），并通过e-ctl管道通知应用进行处理。应用需要发送数据时，流程如下图所示：

此时，应用调用exosip提供的辅助函数（上图中虚线示意此关系），构造osip事件，将其添加到osip的事务队列上。同时，应用通过s-ctl管道通知exosip后台任务执行状态机。在exosip执行状态机的过程中，sip消息会被发送到网络另一端的终端。

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7、linphone与exosip2的关系分析

7.1linphone功能模块说明

Liblinphone核心引擎实现了linphone所有的功能函数，而且能够便利的添加音频和视频的呼叫功能。Liblinphone也提供高层的API，用来初始化，接收或者终止呼叫。Liblinphone依靠于下面三个组件：1Mediastreamer2

这是一个支持多种平台的轻量级的流技术引擎，主要适合于开发语音和视频电话应用程序。该引擎主要为linphone的多媒体流的收发，包括语音和视频的捕获、编码解码以及渲染。2ortp2

Ortp是一个RTP库。为基于RTP协议的媒体流传输提供支持。通过mediastream2编码的数据就是使用ortp库发送到网络的另一端。3eXosip2

Exosip2为sip协议的实现。这部分实际上是由exosip2和osip2两个库共同完成的。使用sip协议完成路由、媒体协商以及会话的建立和管理，为直接的媒体流的传输提供基础。

通话双方在通信前使用exosip进行会话协商。Exosip后台任务完成数据的接收和发送，并通过事件队列通知linphone底层的状态变化。filter的构建在会话协商成功建立后就顺带完成了，并且ticker任务也跑起来了。此时依照filtergraphics构建的通道，音视频流不断的从硬件设备上读取，并经过编码压缩送给RTP会话，之后送到对端，对端到达的音视频流也经过RTP会话接收送到解码解压缩filter，还原出原始的音视频流交给硬件设备播放。媒体数据在这两路流中源源不断的滚动，完成了双方的可视通话。上层linphone的core任务也不断的对底层进行迭代检查。所做的基本工作如下：对于sip协议部分，core一直等待从事件队列上拿事件。这些事件是exosip任务在处理sip消息过程中添加到事件队列上的。每当得到新的事件后，core就从应用层的角度出发，进行处理。对于视频流：基本上只处理rtcp数据包到达的事件。stream上也有一个事件队列，用于保存该流上的相关事件。对于rtcp数据包事件，core也只处理sr类型rtcp包，即发送端报告，得到jitter和包丢失率。假使设置了自适应比特率，则调用相关接口进行处理。此过程不断进行，直到当前事件上的包处理完。对于音频流，检查流是否还是活动的。通过比较RTPstats中接收的数据包数目是否发生变化，假使在超时时间到达后，接收的数据量还没有发生变化，则认为音频没有响应。

7.2linphone中sal模块完成对exosip的封装

Sal模块其实应当是最重要的，最核心的模块了。该模块对exosip进行了简单的封装，间接的对osip模块进行了封装，使用该模块的接口可以完成sip协议的处理以及媒体描述的处理。

Sal.c文件主要是对一些sal相关的结构体的操作，包括SalMediaDescription和sal_op。处理包括创立这些结构体的实例，获取或者设置其中的一些操作域。

Sal_exosip2_sdp.c基于osip库提供的sdp相关操作的接口，在sal层实现将其与sal相关的结构体关联起来操作。譬如根据SalMediaDescription结构体信息将其转换为sdp结构体，或者反之。

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Sal_exosip2_presence.c包括了对in和out的subscribe的操作。Text数据的发送（基于osip和exosip）。

Sal_exosip2.csip这块比较重要的封装。包含了对sal_op结构体的创立和基本操作。对exosip重要结构体的封装，包括初始化和释放。包含了对sal结构体的创立和基本操作的封装，更重要的是包含了对sal和sal_op，sal_media_desc，sal_stream_desc这些上层结构体与底层osip_message，

sip_message，sdp_message等数据结构之间数据的转换和共享，以及对底层相关接口的调用。这种调用主要包括跟据上层结构体中包含的信息设置底层结构体，并调用底层接口完成具体功能，以及根据底层结构体得到的数据设置上层结构体的相关信息。一个基本的描述就是：sal作为signalabstractlayer包含了上层所主要理解的交互信息，这些信息对于理解电话操作而言已经足够了，在底层，选择了osip和exosip来支持这项操作。所以实际上来说，可以用其他支持sip的库的接口来替代现有的，保存sal层接口的功能定义。在linphone中，虽然大部分使用了sal层的封装来完成sip交互过程，但是也调用osip和exosip库本身的其他接口，所以这层封装主要还是再次简化协议层的处理，使得功能更具体，而不是更单一。

几个关键数据结构之间的关系：

Sal一个基本的结构体，通过这个结构体可以搜寻到上层所需的所有sip协议相关的信息。具体的call，register等信息保存在sal_op这个结构体中，多个实体通过链表串接起来，挂在sal上。Sal_op包含了sal_op_base结构体，这个结构体保存了一些通用的不变的信息，对多个实体而言，譬如路由信息，本地媒体信息，远端媒体信息等。其root指针由返回指向了sal这个基础，所以通过sal_op可以找到sal。另外，在媒体信息中包含了所有流的信息，所有这些类似一个树的组织结构，sal类似树根，通过它可以找到所有的枝叶及其上的信息。

7.3linphone初始化过程中对sip协议栈的初始化

7.3.1调用sal_init进行sip协议栈的初始化。该过程将返回一个sal结构体。Exosip全局结构体的创立以及初始化。需要注意，在这里相当于有三层封装调用：一层为sal层的封装调用，一层为exosip层的封装调用，最底层为osip层的基本调用。另外需要注意的是在这里没有创立exosip任务，而是在后面的读取并配置sip配置信息时才创立exosip任务，并监听特定端口。

将lc->sal的up指针指回linphonecore全局结构体设置sal上的回调函数，这些回调函数在对应的sip协议处理完后用于调用来处理外层有关call与media流的一些处理。假使配置文件中没有设置sip会话的过期时间，则在这时将其设置为200将所有sipsetup配置串联到registered_sip_setups全局链表上

7.3.2读取配置文件中有关sip协议的相关信息，并以此来配置linphone的sip模块。配置是否在发送数字时使用sipinfo信息。配置是否在发送数字时使用rfc2833信息配置是否使用ipv6

配置sip的传输端口信息。指定是使用随机值还是知名5060端口将端口信息设置到linphonecore中，并启动sip监听。这样，当sip协议数据到达时即可被处理。

首先调用sal_listen_port启动监听端口。在这里，协议层被选择和设置，一般状况下都是udp，这里为eXtl_udp。之后创立并启动_eXosip_thread任务，该任务处理sip协议数据

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的接收，协议的处理，状态机的处理，数据的发送等。即几乎所有与sip协议有关的处理都会在该任务中处理完。最终保存用户代理信息。获取配置文件中的联系人信息，假使联系人为空，或者配置文件中联系人信息不为空，但在将其设置为主联系人信息时出错（譬如格式错误），则基于环境变量中的host和user信息创立主联系人，否则将配置文件中的联系人信息设置到sip_conf结构体的联系人上。假使配置文件中设置了猜测主机名，则将该配置设置到linphonecore的sipconfigure结构体上配置incomingcall的超时时间，假使超过超时时间没有answer则terminate该call

读取并配置代理信息，所有的代理者信息都被添加到sipconfigure的代理者链表上读取并配置默认代理者信息。默认代理者会从所有代理者中挑拣，根据配置文件，然后放到linphonecore结构体的default_proxy上读取并配置认证信息。首先从配置文件中读取usrname，userid，password，ha1，realm等信息，并根据这些信息创立一个新的认证信息结构体，将其添加到linphonecore的auth_info链表上。同时，查找所有处于pending状态的待认证事件，假使linphonecore中能找到一致的