SIP (Session Initiation Protocol)

agnusdei·2025년 3월 18일

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SIP (Session Initiation Protocol)

1. 문제

SIP(Session Initiation Protocol)는 인터넷 프로토콜(IP) 기반의 멀티미디어 통신을 위한 신호 프로토콜로, VoIP(Voice over IP), 화상 통화, 인스턴트 메시징 등 다양한 실시간 통신 서비스를 지원한다. SIP의 동작 방식과 구조, 주요 기능에 대해 설명하시오.

2. 답안

2.1 SIP 개요

SIP(Session Initiation Protocol)은 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 개발한 응용 계층 프로토콜로, 인터넷 기반의 음성 및 화상 통화를 설정, 수정, 종료하는 역할을 한다. SIP는 RFC 3261에서 정의되었으며, VoIP(Voice over IP) 및 멀티미디어 세션 관리를 위한 표준 프로토콜로 널리 사용된다.

2.2 SIP의 주요 기능

SIP는 통신 세션을 제어하기 위한 다음과 같은 기능을 제공한다.

세션 설정 (Session Establishment): 음성 또는 영상 통화를 위한 세션을 초기화하고 연결을 설정한다.
세션 수정 (Session Modification): 통화 중 음성에서 영상으로 변경하거나, 참가자를 추가하는 등의 기능을 제공한다.
세션 종료 (Session Termination): 세션을 정상적으로 종료하거나 비정상적인 종료를 감지한다.
사용자 위치 탐색 (User Location Discovery): 상대방의 현재 위치(IP 주소)를 찾는다.
사용자 가용성 결정 (User Availability Determination): 상대방이 통화 가능한 상태인지 확인한다.
호 전환 및 프록시 기능 (Call Routing & Proxying): 중계 서버를 통해 전화 연결을 최적의 경로로 전달한다.

2.3 SIP 메시지 구조

SIP는 HTTP와 유사한 텍스트 기반 프로토콜이며, 주요 메시지 유형은 요청(Request)과 응답(Response)으로 구성된다.

1) 요청(Request) 메시지

SIP 요청 메시지는 클라이언트가 서버로 특정 동작을 수행하도록 지시하는 메시지이다.

요청 메서드	설명
INVITE	세션(통화)을 시작
ACK	세션 설정 완료 확인
BYE	세션 종료 요청
CANCEL	진행 중인 세션 요청 취소
REGISTER	사용자 위치 등록
OPTIONS	지원 기능 확인

예제:

INVITE sip:bob@example.com SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.100:5060
From: Alice <sip:alice@example.com>
To: Bob <sip:bob@example.com>
Call-ID: 123456@alice.example.com
CSeq: 1 INVITE
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 150

2) 응답(Response) 메시지

SIP 응답 메시지는 서버가 클라이언트의 요청을 처리한 결과를 나타낸다.
응답 코드는 HTTP와 유사한 3자리 숫자로 구분된다.

응답 코드	설명
1xx (정보)	요청이 진행 중 (100 Trying, 180 Ringing)
2xx (성공)	요청 성공 (200 OK)
3xx (리디렉션)	다른 위치로 연결 필요 (302 Moved Temporarily)
4xx (클라이언트 오류)	잘못된 요청 (404 Not Found, 486 Busy Here)
5xx (서버 오류)	서버가 요청을 처리할 수 없음 (500 Server Internal Error)
6xx (전역 오류)	모든 경로에서 실패 (600 Busy Everywhere)

예제:

SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.100:5060
From: Alice <sip:alice@example.com>
To: Bob <sip:bob@example.com>
Call-ID: 123456@alice.example.com
CSeq: 1 INVITE
Contact: <sip:bob@192.168.1.101>
Content-Length: 0

2.4 SIP의 동작 과정

SIP는 프록시 서버(Proxy Server), 리디렉션 서버(Redirect Server), 등록 서버(Registrar), 위치 서비스(Location Service) 등의 요소와 함께 작동한다.

📌 기본 SIP 통화 흐름

사용자 등록 (Registration)
- REGISTER 요청을 통해 SIP 서버에 사용자 정보를 등록한다.
호 설정 (Call Setup - INVITE & 180 Ringing & 200 OK & ACK)
- INVITE 요청을 통해 상대방에게 통화를 요청한다.
- 상대방이 180 Ringing을 보내어 전화가 울리고 있음을 알린다.
- 상대방이 수락하면 200 OK 응답을 보낸다.
- 발신자는 ACK 요청을 보내 세션을 확립한다.
미디어 스트리밍 (Media Session - RTP 사용)
- 실제 음성 및 영상 데이터는 RTP(Real-time Transport Protocol)를 사용하여 전달된다.
호 종료 (Call Termination - BYE & 200 OK)
- 한쪽에서 BYE 요청을 보내 세션을 종료할 수 있다.
- 상대방이 200 OK 응답을 보내 정상적으로 종료한다.

3. 현재 상황 및 향후 전망

3.1 SIP의 현재 활용

VoIP 서비스 (예: Skype, Zoom, WebRTC)
IP 기반 PBX(Private Branch Exchange) 전화 시스템
화상 회의 및 원격 협업 서비스
IoT 및 스마트 디바이스 통신

3.2 향후 전망

5G 네트워크와의 결합: SIP는 5G 기반의 실시간 음성 및 영상 서비스에서 중요한 역할을 할 것이다.
WebRTC(Web Real-Time Communication)와의 통합: SIP는 WebRTC와 함께 웹 기반 실시간 통신을 더욱 발전시킬 것으로 예상된다.
AI 기반 통화 분석: SIP 기반 통화를 AI로 분석하여 고객 서비스 품질을 향상시키는 기술이 발전하고 있다.

4. 어린이 버전 설명

🎈 SIP는 인터넷 전화의 마법사야!
1. 전화를 걸기 → "안녕! 나랑 이야기할래?" 하고 상대방에게 초대장을 보내. (INVITE)
2. 상대방이 받아주면 → "좋아! 이야기하자!" 하고 대답해. (200 OK & ACK)
3. 이야기하기 → 실제 대화를 음성 또는 영상으로 나눠. (RTP 사용)
4. 전화를 끊기 → "이제 그만 이야기하자~" 하고 전화기를 내려놔. (BYE)

SIP는 인터넷에서 사람들이 쉽게 전화를 걸고 받을 수 있도록 도와주는 중요한 기술이야! 😊