SIP原理分析與詳解

1、.1.2歷史回顧和概述歷史回顧和概述SIPSIP的結(jié)構(gòu)和消息的結(jié)構(gòu)和消息SIPSIP的呼叫流程的呼叫流程SIPSIP與與H.323H.323的比較的比較.3 SIP 出現(xiàn)于二十世紀(jì)九十年代中期，源于哥倫比亞大學(xué)計(jì)算機(jī)系副教授Henning Schulzrinne 及其研究小組的研究。 1996 年，他向 IETF 提交了一個(gè)草案，其中包含了 SIP 的重要內(nèi)容。 IETF 繼續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)工作，于 2001 年發(fā)布了 SIP 規(guī)范 RFC 3261。標(biāo)志著 SIP 的基礎(chǔ)已經(jīng)確立。.4 SIP（Session Initiation Protocol，即初始會(huì)話協(xié)議）是IETF提出的基于文本編碼的I

2、P電話/多媒體會(huì)議協(xié)議。用于建立、修改并終止多媒體會(huì)話。SIP協(xié)議可用于發(fā)起會(huì)話，也可以用于邀請(qǐng)成員加入已經(jīng)用其它方式建立的會(huì)話。.5SIP協(xié)議支持多媒體通信的五個(gè)方面用戶定位用戶能力用戶可達(dá)性呼叫建立呼叫處理.6 SIP 是基于客戶/服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)， 網(wǎng)絡(luò)組件基本分為用戶代理（User Agent）和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Network Server）。 (1) SIP 的用戶代理 SIP 的用戶代理是 SIP 系統(tǒng)中的終端用戶，根據(jù)它們?cè)跁?huì)話中扮演的角色又可分為用戶代理客戶機(jī)(UAC，User Agent Client)和用戶代理服務(wù)器(UAS，User Agent Server)，前者發(fā)起呼叫請(qǐng)

3、求，后者響應(yīng)呼叫請(qǐng)求。.7 (2) SIP 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 SIP 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的主要功能是名字解析和用戶定位。主要分為代理服務(wù)器、重定向服務(wù)器、注冊(cè)服務(wù)器三類。.8代理服務(wù)器：代理服務(wù)器： 為其它的客戶機(jī)代理，進(jìn)行SIP消息的轉(zhuǎn)接和轉(zhuǎn)發(fā)的功能。消息機(jī)制與UAC和UAS相似. 對(duì)收到的請(qǐng)求消息進(jìn)行翻譯和處理后，傳遞給其他的服務(wù)器. I.對(duì)SIP請(qǐng)求及響應(yīng)進(jìn)行路由.9通過(guò)代理服務(wù)器的呼叫通過(guò)代理服務(wù)器的呼叫.10重定向服務(wù)器：重定向服務(wù)器： 接受SIP請(qǐng)求消息，進(jìn)行地址映射，將映射后的地址（零個(gè)或多個(gè)）返回給客戶機(jī). 與代理服務(wù)器proxy server不同的是, redirect server不會(huì)發(fā)

4、起自己的呼叫. 與user agent 不同的是, redirect server不接受呼叫終止或主動(dòng)終止呼叫. .11通過(guò)重定向服務(wù)器的呼叫通過(guò)重定向服務(wù)器的呼叫.12注冊(cè)服務(wù)器：注冊(cè)服務(wù)器： 接受REGISTER 請(qǐng)求的服務(wù)器 可以支持鑒權(quán)的功能I.在典型應(yīng)用中，可與代理服務(wù)器proxy sever或重定向服務(wù)器redirect server一起提供用戶定位服務(wù).13 SIP 是一個(gè)分層結(jié)構(gòu)的協(xié)議，它的行為根據(jù)一組平等獨(dú)立的處理階段來(lái)描述，由 SIP 規(guī)定的元素是邏輯元素，不是物理元素。事務(wù)用戶層事務(wù)用戶層事務(wù)層事務(wù)層傳輸層傳輸層語(yǔ)法和編碼層語(yǔ)法和編碼層SIP協(xié)議層次協(xié)議層次.14 第一層

5、 :語(yǔ)法和編碼 第二層 : 傳輸層。 第三層 : 事務(wù)層。 第四層 :事務(wù)用戶層。.15SIP消息由三部分組成，即消息行、消息頭和消息體。SIP 消息的具體格式如下：Message=start-line *Message-header CRLF message-body.16 1、消息行、消息行 通過(guò)識(shí)別首行來(lái)判斷一個(gè)SIP消息是請(qǐng)求還是響應(yīng)。 請(qǐng)求的首行被稱為請(qǐng)求行，由方法名、請(qǐng)求UIR和協(xié)議版本三部分組成。 響應(yīng)的首行被稱為狀態(tài)行，由協(xié)議版本、狀 態(tài)碼和原因短語(yǔ)三部分組成。.17SIP請(qǐng)求消息的操作共有以下請(qǐng)求方法：.18狀態(tài)碼分為以下六類：.192、消息頭字段、消息頭字段 消息頭字段包含

6、與請(qǐng)求有關(guān)的信息，例如請(qǐng)求的發(fā)起者，請(qǐng)求的接收者和呼叫標(biāo)識(shí)。 消息頭字段的格式如下： Headername：HeaderValue .20 .21 3、消息體、消息體 消息體可攜帶任何基于文本的信息，而請(qǐng)求方法和響應(yīng)的狀態(tài)碼決定消息正文該如何解釋。SDP是一個(gè)用來(lái)描述會(huì)話的應(yīng)用層協(xié)議，是一個(gè)基于文本的協(xié)議，采用提供/應(yīng)答模型。 SDP主要包含了3級(jí)信息.22 會(huì)話級(jí)描述 時(shí)間描述 媒體類型和格式 SDP描述有兩個(gè)目的：告知某會(huì)話的存在和給出參與該會(huì)話所必須的信息。.23SIPSIP消息頭實(shí)例：消息頭實(shí)例：- SIP HeaderSIP Header-INVITE sip:5120192.168

7、.36.180 SIP/2.0INVITE sip:5120192.168.36.180 SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP 192.168.6.21:5060Via: SIP/2.0/UDP 192.168.6.21:5060From: sip:5121192.168.6.21From: sip:5121192.168.6.21To: To: Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e323931192.168.6.21Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e323931192.168.6.21CSeq: 100 INVITECSeq

8、: 100 INVITEExpires: 180Expires: 180User-Agent: Cisco IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabledUser-Agent: Cisco IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabledAccept: application/sdpAccept: application/sdpContact: sip:5121192.168.6.21:5060Contact: sip:5121192.168.6.21:5060Content-Type: application/sdpContent-Type: application/s

9、dp.24SIPSIP請(qǐng)求消息實(shí)例：請(qǐng)求消息實(shí)例：Request-Line: INVITE sip:888210110.77.226.41 SIP/2.0（開(kāi)始行：INVITE URLSIP的版本號(hào)） Message Header（消息頭） From: sip:888210010.77.226.41;tag=1c13959（From：說(shuō)明本次會(huì)話是由誰(shuí)發(fā)起的） To: sip:888210110.77.226.41（To：說(shuō)明本消息是送給誰(shuí)的） Call-Id: call-973574765-410.77.226.121（CALL-ID：用來(lái)唯一標(biāo)識(shí)一次SIP呼叫的編號(hào)） Cseq: 1 IN

10、VITE（Cseq：用來(lái)區(qū)分同一個(gè)呼叫不同INVITE消息的編號(hào)）Content-Type: application/sdp（Content-Type：用來(lái)說(shuō)明消息體的類型） Content-Length: 199（Content-Length：用來(lái)說(shuō)明消息體的長(zhǎng)度） Accept-Language: en（Accept-Language：用來(lái)說(shuō)明消息體語(yǔ)言類型） Contact: sip:888210010.77.226.121（Contact：用來(lái)告訴對(duì)方回信息給誰(shuí)） User-Agent: Pingtel/1.0.0 (VxWorks)（User-Agent：指明UA的用戶類型） Via

11、: SIP/2.0/UDP 10.77.226.121（Via：記錄消息的地址路徑） Session Description Protocol（SDP） Session Description, version (v): 0（SDP版本號(hào)） Owner/Creator, Session Id (o): IN IP4 10.77.226.121（描述源端信息） Session Name (s): phone-call（SDP本次呼叫名字） Connection Information (c): IN IP4 10.77.226.121（本端IP信息） Time Description, acti

12、ve time (t): 0 0 Media Description, name and address (m): audio 8766 RTP/AVP 0 96 8（RTP媒體類型描述） Media Attribute (a): rtpmap:0 pcmu/8000/1（支持PCMU率壓縮編碼方式） Media Attribute (a): rtpmap:96 telephone-event/8000/1（支持telephone-event) Media Attribute (a): rtpmap:8 pcma/8000/1（支持PCMA率壓縮編碼方式） 該消息用來(lái)指明本次呼叫需要由誰(shuí)和誰(shuí)參

13、與，采用那種媒體類型。 .25 SIPSIP響應(yīng)消息實(shí)例：響應(yīng)消息實(shí)例： Status-Line: SIP/2.0 100 Trying Message Header Call-ID:call-973574765-410.77.226.121 CSeq:1 INVITE （注意CSeq沒(méi)有變，說(shuō)明本消息是對(duì)INVITE的響應(yīng)） From:sip:888210010.77.226.41;tag=1c13959 To:sip:888210110.77.226.41 Via:SIP/2.0/UDP 10.77.226.121 Content-Length:0 該消息只是表明已接收方接受INVITE消

14、息并正在處理中，其Call-ID、CSeq、From、To、Via是INVITE消息中的復(fù)制，由于沒(méi)有SDP，所以Content-Length為0。 .26 注冊(cè)流程 注銷流程 基本呼叫建立過(guò)程 會(huì)話更改流程 正常呼叫建立過(guò)程 被叫忙呼叫釋放 .27.28.29.30.31.32.33.34.35.36.37 體系結(jié)構(gòu)的比較 復(fù)雜性的比較 可靠性及服務(wù)質(zhì)量的比較 對(duì)視頻和語(yǔ)音的編碼格式的支持 會(huì)議規(guī)模 各自優(yōu)點(diǎn).38 在H.323系統(tǒng)中，終端主要為媒體通信提供數(shù)據(jù)，功能比較簡(jiǎn)單，而對(duì)呼叫的控制、媒體傳輸控制等功能的實(shí)現(xiàn)則主要由網(wǎng)守來(lái)完成。H.323系統(tǒng)體現(xiàn)了一種集中式、層次式的控制模式。 SI

15、P采用Client/Server結(jié)構(gòu)的消息機(jī)制，對(duì)呼叫的控制是將控制信息封裝到消息的頭域中，通過(guò)消息的傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此SIP系統(tǒng)的終端就比較智能化，它不只提供數(shù)據(jù)，還提供呼叫控制信息。.39 消息的組成：消息的組成：H.323定義了上百個(gè)基本元素；而SIP只有37個(gè)頭部。 消息的表示：消息的表示：H.323采用基于ASN.1和PER的二進(jìn)制方法表示其消息。SIP以文本方式表示消息，只需要相對(duì)簡(jiǎn)單的生成器和詞法語(yǔ)法分析器。 協(xié)議棧結(jié)構(gòu)協(xié)議棧結(jié)構(gòu) .40 H.323定義了很多功能來(lái)處理中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障問(wèn)題。 SIP則不具備處理中間實(shí)體故障的能力.41 在H.323中，網(wǎng)守提供一組豐富的控制和管理功

16、能，包括地址翻譯、接納控制、帶寬控制和地域管理。 SIP自身不支持管理和控制功能，而是依賴于別的協(xié)議。 .42 目前存在的編碼格式有數(shù)百種之多，SIP支持任何編碼格式，不同應(yīng)用實(shí)現(xiàn)也可以根據(jù)符串名字識(shí)別編碼格式并從IANA得到有關(guān)信息。 H.323支持的每種編碼格式都必須是ITU標(biāo)準(zhǔn)化的，這也成為推廣IP電話應(yīng)用的一個(gè)障礙。 .43 H.323進(jìn)行集中、層次式控制。盡管集中控制便于管理，但當(dāng)用于控制大型會(huì)議電話時(shí)，H.323中執(zhí)行會(huì)議控制功能的多點(diǎn)控制單元很可能成為瓶頸。 而SIP能支持任何規(guī)模的通話，SIP信令系統(tǒng)不需要集中控制的MC，而是采用完全分布式的控制方式，因此提高了通信規(guī)模和復(fù)雜情況的適應(yīng)能力。 .44 H.323是一個(gè)整套的協(xié)議棧用來(lái)在IP和包交換網(wǎng)絡(luò)中傳輸標(biāo)準(zhǔn)的電話語(yǔ)音服務(wù)。 除了在設(shè)計(jì)時(shí)獨(dú)立于其它標(biāo)準(zhǔn)，H.323的基本功能里也包括很多電話的輔助功能，例如會(huì)議和呼叫轉(zhuǎn)移。這種實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是，它給希望開(kāi)發(fā)高級(jí)特性和服務(wù)的開(kāi)發(fā)者留下了很明確的接口，這樣就保證了高度的兼容性。 整個(gè)行業(yè)都在為H.323增加功能和增進(jìn)互通性方面作了很多的工作。H.323會(huì)成為下一代網(wǎng)