✅ 문제
문제: SIP의 개념과 역할을 설명하고, IMS 및 VoLTE/MCPTT Mission critical push to talk 와 연계되는 작동 방식과 특징을 기술하시오.
1. 개념 & 핵심
SIP (Session Initiation Protocol)는
IETF(Internet Engineering Task Force)에서 정의한
IP 네트워크상에서 음성·영상 등 멀티미디어 세션을 설정·변경·해제하기 위한 신호(Signaling) 프로토콜입니다.
TCP/UDP 기반의 애플리케이션 계층 프로토콜이며,
VoIP, VoLTE, IMS, MCPTT 등에서 세션 제어의 표준으로 사용됩니다.
2. 등장배경 & 목적
🔹 등장배경
- 기존 회선 교환 방식(PSTN)은 고정된 회로 기반, 비효율적
- IP 기반 음성/영상 통신(VoIP)의 발전
- IP 상에서 통화 연결, 해제, 상태 전이를 제어할 수단 필요
🔹 목적
- IP 기반의 세션 생성, 관리, 해제 기능 제공
- 사용자 간 위치 확인 및 등록
- 미디어 설정 협상(코덱, 포트 등) 및 QoS 협상
3. 역할
| 역할 | 설명 |
|---|---|
| 세션 생성 | 통화 요청 시 상대와 연결 설정 |
| 세션 관리 | 발신자-수신자 간 상태 유지 및 변경 제어 |
| 세션 해제 | 통화 종료 시 세션 종료 처리 |
| 사용자 위치 확인 | 사용자의 IP 주소 및 현재 상태 파악 (REGISTER) |
| 기능 연동 | 미디어 협상(SDP), 인증, 프록시 라우팅 등 수행 |
SIP은 실제 미디어(음성/영상)를 전송하지 않으며,
세션의 제어 정보만 다룸 (미디어는 RTP로 처리)
4. 활용 계층 또는 범위
- IMS (IP Multimedia Subsystem): SIP는 핵심 제어 프로토콜
- VoLTE (Voice over LTE): SIP를 통해 통화 연결/해제
- MCPTT (Mission Critical Push-To-Talk): 그룹통신 요청/해제 제어
- RCS (Rich Communication Services): 메시지 세션 관리
- 5G NG IMS에서도 지속 활용 중
5. 구성요소
| 구성요소 | 설명 |
|---|---|
| User Agent (UA) | 단말 장비로, 요청을 생성 또는 수신 |
| Proxy Server | 요청 라우팅, 인증 대행 등 기능 수행 |
| Registrar Server | 사용자 등록 정보를 HSS에 전달 |
| Redirect Server | 사용자 위치를 알려주고 클라이언트가 직접 요청 |
| Location Server | 사용자 현재 위치 정보 저장소 (보통 HSS 연동) |
주요 메시지 유형
| 메시지 | 설명 |
|---|---|
INVITE | 통화 요청 |
ACK | 세션 수락 확인 |
BYE | 세션 종료 |
CANCEL | 연결 시도 중지 |
REGISTER | 사용자 위치 등록 |
OPTIONS | 상대 UA 상태 확인 |
| INFO, UPDATE, PRACK, SUBSCRIBE/NOTIFY 등도 사용됨
6. 시간순 작동 순서
VoLTE 기준 SIP 통화 흐름
1. REGISTER → 단말이 IMS에 접속하여 위치 등록
2. INVITE → 발신자가 통화 요청
3. 100 Trying → 요청 수신 확인
4. 180 Ringing → 수신자 단말 벨소리 발생
5. 200 OK → 수신자가 수락
6. ACK → 발신자가 확인 응답
7. RTP 미디어 스트림 전송 시작
8. BYE → 통화 종료 요청
9. 200 OK → 종료 확인미디어 협상은 SDP(Session Description Protocol)를 사용하여 처리
7. 종류
💬 SIP 메시지 분류
- Request Method: INVITE, ACK, BYE, REGISTER, CANCEL, OPTIONS 등
- Response Code:
- 1xx (Informational): 100 Trying, 180 Ringing
- 2xx (Success): 200 OK
- 3xx (Redirection): 302 Moved
- 4xx (Client Error): 403 Forbidden
- 5xx (Server Error): 500 Server Internal Error
- 6xx (Global Failure): 603 Decline
8. 장단점
✅ 장점
- 표준 기반(IP + SIP) → 이기종 간 호환성 우수
- 확장성 및 유연성 → 기능 모듈화 가능
- UDP/TCP 모두 지원 → 네트워크 환경 적응성 높음
- IMS 연동으로 다양한 멀티미디어 서비스 제공
❌ 단점
- 실시간 미디어 품질 보장 불가 (RTP 및 QoS 설정 필요)
- 복잡한 메시지 흐름 → 장비 연동 및 설정 난이도 높음
- 보안 위협 노출 (SIP hijacking, spoofing 등)
- NAT 환경에서 호환 문제 발생 (SIP ALG 필요)
9. 전망 & 개선점
🌐 전망
- 5G 시대에도 NG-IMS 핵심 제어 프로토콜로 지속 활용
- Vo5G, RCS, MCX 등 다양한 서비스 통합 제어 수단
- 클라우드 네이티브 SIP 서버, 분산형 제어 구조로 발전
🔧 개선점
- SIP over TLS/IPSec 통한 보안 강화
- NAT traversal 기술(SBC, TURN, ICE) 표준화
- SIP 트래픽 분석 및 자동화 대응 솔루션 필요
- RTP와의 통합 QoS 관리 체계 강화 필요
🔁 IMS 내 SIP 흐름도 요약
[단말] → P-CSCF → I-CSCF → S-CSCF ↔ HSS
↕
[AS, PCRF 등]
↕
RTP (음성, 영상은 별도 전송)SIP은 세션 제어, RTP는 실제 미디어 전송
10. 어린이 버전 요약
SIP는 전화 연결을 해주는 인터넷 안내자예요.
누가 누구에게 전화를 걸었는지,
받았는지, 끊었는지를 정해주는 역할을 해요.
하지만 직접 말소리를 전하지는 않고,
“말 시작해도 돼요!”라고 신호만 보내는 똑똑한 메신저랍니다!
✅ 연계 추천 설명
- [IMS 구조와 SIP 관계]
- [SIP vs H.323 비교]
- [RTP와 SIP의 역할 분담도]
- [VoLTE에서 SIP 상세 메시지 흐름]
