SIP原理分析與詳解

SIP原理分析與詳解第一頁，共46頁。內(nèi)容簡介:歷史回顧和概述SIP的結(jié)構(gòu)和消息SIP的呼叫流程SIP與H.323的比較第二頁，共46頁。歷史回顧SIP出現(xiàn)于二十世紀九十年代中期，源于哥倫比亞大學計算機系副教授HenningSchulzrinne及其研究小組的研究。1996年，他向IETF提交了一個草案，其中包含了SIP的重要內(nèi)容。IETF繼續(xù)進行這項工作，于2001年發(fā)布了SIP規(guī)范RFC3261。標志著SIP的基礎(chǔ)已經(jīng)確立。第三頁，共46頁。SIP（SessionInitiationProtocol，即初始會話協(xié)議）是IETF提出的基于文本編碼的IP電話/多媒體會議協(xié)議。用于建立、修改并終止多媒體會話。SIP協(xié)議可用于發(fā)起會話，也可以用于邀請成員加入已經(jīng)用其它方式建立的會話。SIP概述第四頁，共46頁。SIP協(xié)議支持多媒體通信的五個方面用戶定位用戶能力用戶可達性呼叫建立呼叫處理第五頁，共46頁。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（UserAgent）和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（NetworkServer）。

(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)它們在會話中扮演的角色又可分為用戶代理客戶機(UAC，UserAgentClient)和用戶代理服務(wù)器(UAS，UserAgentServer)，前者發(fā)起呼叫請求，后者響應(yīng)呼叫請求。第六頁，共46頁。

(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、注冊服務(wù)器三類。第七頁，共46頁。代理服務(wù)器：為其它的客戶機代理，進行SIP消息的轉(zhuǎn)接和轉(zhuǎn)發(fā)的功能。消息機制與UAC和UAS相似.對收到的請求消息進行翻譯和處理后，傳遞給其他的服務(wù)器.對SIP請求及響應(yīng)進行路由.第八頁，共46頁。通過代理服務(wù)器的呼叫第九頁，共46頁。重定向服務(wù)器：接受SIP請求消息，進行地址映射，將映射后的地址（零個或多個）返回給客戶機.與代理服務(wù)器proxyserver不同的是,redirectserver不會發(fā)起自己的呼叫.與useragent不同的是,redirectserver不接受呼叫終止或主動終止呼叫.第十頁，共46頁。通過重定向服務(wù)器的呼叫第十一頁，共46頁。注冊服務(wù)器：接受REGISTER請求的服務(wù)器可以支持鑒權(quán)的功能在典型應(yīng)用中，可與代理服務(wù)器proxysever或重定向服務(wù)器redirectserver一起提供用戶定位服務(wù)第十二頁，共46頁。SIP結(jié)構(gòu)和消息SIP是一個分層結(jié)構(gòu)的協(xié)議，它的行為根據(jù)一組平等獨立的處理階段來描述，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)層傳輸層語法和編碼層SIP協(xié)議層次第十三頁，共46頁。

第一層:語法和編碼

第二層:

傳輸層。

第三層:事務(wù)層。

第四層:事務(wù)用戶層。第十四頁，共46頁。SIP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-headerCRLF[message-body]第十五頁，共46頁。

1、消息行通過識別首行來判斷一個SIP消息是請求還是響應(yīng)。請求的首行被稱為請求行，由方法名、請求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)碼和原因短語三部分組成。第十六頁，共46頁。SIP請求消息的操作共有以下請求方法：第十七頁，共46頁。狀態(tài)碼分為以下六類：第十八頁，共46頁。2、消息頭字段消息頭字段包含與請求有關(guān)的信息，例如請求的發(fā)起者，請求的接收者和呼叫標識。消息頭字段的格式如下：

Header—name：Header—Value

第十九頁，共46頁。

第二十頁，共46頁。3、消息體消息體可攜帶任何基于文本的信息，而請求方法和響應(yīng)的狀態(tài)碼決定消息正文該如何解釋。 SDP是一個用來描述會話的應(yīng)用層協(xié)議，是一個基于文本的協(xié)議，采用提供/應(yīng)答模型。

SDP主要包含了3級信息第二十一頁，共46頁。會話級描述時間描述媒體類型和格式SDP描述有兩個目的：告知某會話的存在和給出參與該會話所必須的信息。第二十二頁，共46頁。SIP消息頭實例：-----------------------------------------------------------------

SIPHeader-----------------------------------------------------------------INVITEsip:SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP1:5060From:sip:To:<sip:>Call-ID:c2943000-e0563-2a1ce-CSeq:100INVITEExpires:180User-Agent:CiscoIPPhone/Rev.1/SIPenabledAccept:application/sdpContact:sip::5060Content-Type:application/sdp第二十三頁，共46頁。SIP請求消息實例：Request-Line:INVITEsip:SIP/2.0（開始行：INVITE＋URL＋SIP的版本號）MessageHeader（消息頭）From:sip:;tag=1c13959（From：說明本次會話是由誰發(fā)起的）To:sip:（To：說明本消息是送給誰的）Call-Id:call-973574765-（CALL-ID：用來唯一標識一次SIP呼叫的編號）Cseq:1INVITE（Cseq：用來區(qū)分同一個呼叫不同INVITE消息的編號）Content-Type:application/sdp（Content-Type：用來說明消息體的類型）Content-Length:199（Content-Length：用來說明消息體的長度）Accept-Language:en（Accept-Language：用來說明消息體語言類型）Contact:sip:（Contact：用來告訴對方回信息給誰）User-Agent:Pingtel/1.0.0(VxWorks)（User-Agent：指明UA的用戶類型）Via:SIP/2.0/UDP21（Via：記錄消息的地址路徑）

SessionDescriptionProtocol（SDP）SessionDescription,version(v):0（SDP版本號）Owner/Creator,SessionId(o):INIP421（描述源端信息）SessionName(s):phone-call（SDP本次呼叫名字）ConnectionInformation(c):INIP421（本端IP信息）TimeDescription,activetime(t):00MediaDescription,nameandaddress(m):audio8766RTP/AVP0968（RTP媒體類型描述）MediaAttribute(a):rtpmap:0pcmu/8000/1（支持PCMU率壓縮編碼方式）MediaAttribute(a):rtpmap:96telephone-event/8000/1（支持telephone-event)MediaAttribute(a):rtpmap:8pcma/8000/1（支持PCMA率壓縮編碼方式）該消息用來指明本次呼叫需要由誰和誰參與，采用那種媒體類型。第二十四頁，共46頁。

SIP響應(yīng)消息實例：

Status-Line:SIP/2.0100TryingMessageHeaderCall-ID:call-973574765-CSeq:1INVITE

（注意CSeq沒有變，說明本消息是對INVITE的響應(yīng)）

From:sip:;tag=1c13959To:sip:Via:SIP/2.0/UDP21Content-Length:0

該消息只是表明已接收方接受INVITE消息并正在處理中，其Call-ID、CSeq、From、To、Via是INVITE消息中的復(fù)制，由于沒有SDP，所以Content-Length為0。第二十五頁，共46頁。SIP的呼叫流程注冊流程注銷流程基本呼叫建立過程會話更改流程正常呼叫建立過程被叫忙呼叫釋放...第二十六頁，共46頁。1.注冊流程第二十七頁，共46頁。2.注銷流程第二十八頁，共46頁。3.基本呼叫建立過程第二十九頁，共46頁。4.會話更改流程第三十頁，共46頁。5.正常呼叫釋放過程第三十一頁，共46頁。6.被叫忙呼叫釋放第三十二頁，共46頁。7.被叫無應(yīng)答流程一第三十三頁，共46頁。8.被叫無應(yīng)答流程二第三十四頁，共46頁。9.遇忙呼叫前轉(zhuǎn)第三十五頁，共46頁。10.無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)流程第三十六頁，共46頁。SIP與H.323的比較體系結(jié)構(gòu)的比較復(fù)雜性的比較可靠性及服務(wù)質(zhì)量的比較對視頻和語音的編碼格式的支持會議規(guī)模各自優(yōu)點第三十七頁，共46頁。體系結(jié)構(gòu)的比較在H.323系統(tǒng)中，終端主要為媒體通信提供數(shù)據(jù)，功能比較簡單，而對呼叫的控制、媒體傳輸控制等功能的實現(xiàn)則主要由網(wǎng)守來完成。H.323系統(tǒng)體現(xiàn)了一種集中式、層次式的控制模式。SIP采用Client/Server結(jié)構(gòu)的消息機制，對呼叫的控制是將控制信息封裝到消息的頭域中，通過消息的傳遞來實現(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。第三十八頁，共46頁。復(fù)雜性的比較消息的組成：H.323定義了上百個基本元素；而SIP只有37個頭部。消息的表示：H.323采用基于ASN.1和PER的二進制方法表示其消息。SIP以文本方式表示消息，只需要相對簡單的生成器和詞法語法分析器。協(xié)議棧結(jié)構(gòu)第三十九頁，共46頁。可靠性H.323定義了很多功能來處理中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障問題。SIP則不具備處理中間實體故障的能力第四十頁，共46頁。服務(wù)質(zhì)量在H.323中，網(wǎng)守提供一組豐富的控制和管理功能，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。第四十一頁，共46頁。對視頻和語音的編碼格式的支持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)用實現(xiàn)也可以根據(jù)符串名字識別編碼格式并從IANA得到有關(guān)信息。H.323支持的每種編碼格式都必須是ITU標準化的，這也成為推廣IP電話應(yīng)用的一個障礙。第四十二頁，共46頁。會議規(guī)模H.323進行集中、層次式控制。盡管集中控制便于管理，但當用于控制大型會議電話時，H.323中執(zhí)行會議控制功能的多點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。第四十三頁，共46頁。h.323優(yōu)點H.323是一個整套的協(xié)議棧用來在IP和包交換網(wǎng)絡(luò)中傳輸標準的電話語音服務(wù)。除了在設(shè)計時獨立于其它標準，H.323的基本功能里也包括很多電話的輔助功能，例如會議和呼叫轉(zhuǎn)移。這種實現(xiàn)的優(yōu)點是，它給希望開發(fā)高級特性和服務(wù)的開發(fā)者留下了很明確的接口，這樣就保證了高度的兼容性。整個行業(yè)都在為H.323增加功能和增進互通性方面作了很多的工作。H.323會成為下一代網(wǎng)絡(luò)中的一個重要的信令協(xié)議。第四十四頁，共46頁。SIP