SIP協(xié)議學(xué)習(xí)分享

SIP協(xié)議(xiéyì)概況SIP（RFC3261）會話初始化協(xié)議是由IETF提出并主持研究的一個應(yīng)用層控制協(xié)議，可用以實現(xiàn)會話的發(fā)起(fāqǐ)、建立和釋放，但不負責(zé)媒體數(shù)據(jù)傳輸；SIP的開發(fā)目的是用來幫助提供跨越因特網(wǎng)的高級電話業(yè)務(wù)。為了解決IP網(wǎng)中的信令控制，以及同軟交換平臺的通信，從而構(gòu)成下一代的增值業(yè)務(wù)平臺。同H.323協(xié)議相比，SIP協(xié)議具有實現(xiàn)簡單、靈活度高、易于擴展和移動性好優(yōu)勢；支持單播、組播。1共二十六頁SIP與H.323對比(duìbǐ)2H.323：H.323和SIP是一對并列的協(xié)議，是兩套各自獨立的標(biāo)準(zhǔn)，H.323標(biāo)準(zhǔn)是為構(gòu)建多媒體會議系統(tǒng)而提出的，并不是專門為IP電話提出的；SIP的出發(fā)點是以現(xiàn)有的Internet為基礎(chǔ)來構(gòu)建IP電話業(yè)務(wù)網(wǎng)。它們能實現(xiàn)的信令功能基本相同，也都利用RTP作為媒體傳輸協(xié)議。設(shè)計原則不同：

H.323協(xié)議由ITU-T制訂，其應(yīng)用背景是通信網(wǎng)；SIP協(xié)議由IETF制訂，其應(yīng)用背景是Internet。協(xié)議形式不同：

H.323采用電信網(wǎng)常用的ASN.1編碼形式，嚴(yán)謹；SIP采用Internet協(xié)議常用的文本形式，簡單。地址形式不同：

SIP的基本地址形式是URL，適合Internet應(yīng)用，可容易地嵌入Web網(wǎng)頁；H.323的主要地址形式是E.164地址。擴展業(yè)務(wù)實現(xiàn)方法不同：H.323沿用電信網(wǎng)做法，用專門的協(xié)議對補充業(yè)務(wù)的定義及實現(xiàn)做了嚴(yán)格的規(guī)定，缺乏靈活性；SIP增加新的頭部字段和請求方法來實現(xiàn)新的業(yè)務(wù)，功能擴展比較(bǐjiào)方便。共二十六頁SIP協(xié)議(xiéyì)特點SIP是基于文本的協(xié)議，易于實現(xiàn)；基于Client/Server模型；SIP重用幾個現(xiàn)有的比較成熟的Internet業(yè)務(wù)和協(xié)議，如DNS，RTP，RSVP等。SIP協(xié)議可以同時支持各種(ɡèzhǒnɡ)傳輸協(xié)議:UDP,TCP(可靠性),TLS（安全性）；SIP借鑒已有的Internet協(xié)議HTTP、SMTP的成功經(jīng)驗，開發(fā)方法和WEB應(yīng)用類似，易于和Internet業(yè)務(wù)綜合。同時SIP可以充分利用己定義的頭域，對其進行簡單必要的擴充就能很方便地支持各項新業(yè)務(wù)和智能業(yè)務(wù)；SIP支持用戶的移動性，支持移動業(yè)務(wù)。3共二十六頁SIP移動性4SIP協(xié)議有：邏輯地址和實際地址分離機制；注冊和注銷機制（REGISTER,Contact頭域）；重定向機制；re-INVITE更新機制。終端移動性：終端位置發(fā)生移動；個人(gèrén)移動性：個人(gèrén)移動性是指使用同樣的邏輯地址在不同的終端上（不同的實際地址）定位1個用戶；會話移動性：會話移動性是指會話在不同終端上的移動，將一個正在進行中的會話在不同終端間進行移動（re-INVITE包含新終端的IP和端口號）；服務(wù)移動性：允許用戶在改變網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商或者改變終端的情況下，保持用戶當(dāng)前擁有的服務(wù)內(nèi)容，包括地址簿、好友列表等。共二十六頁SIP從五個方面(fāngmiàn)支持建立和終止多媒體會話：用戶定位：檢查參與通訊的終端用戶的位置；用戶可達性判斷：確定(quèdìng)被叫方是否空閑以及是否愿意參與會話；用戶能力交換：檢查終端用戶可用的媒體和媒體參數(shù)；會話建立：“ringing”過程，確認主叫和被叫雙方的會話參數(shù)；會話管理：包括傳輸和終止會話，修改會話參數(shù)(re-INVITE)，激活服務(wù)等。5共二十六頁SIP與其他協(xié)議(xiéyì)協(xié)同工作，但SIP協(xié)議的功能實現(xiàn)并不依賴于這些協(xié)議（會話描述協(xié)議）SDP（RFC2327）：用于描述多媒體會話；RTP（RFC1889）/RTCP：用來傳輸實時數(shù)據(jù)并且提供QoS反饋(fǎnkuì)；（實時流協(xié)議）RTSP(RFC2326)：用于控制流媒體的傳輸；（媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議）MEGACO/MGCP：用來控制到公共電話交換網(wǎng)（PSTN）的網(wǎng)關(guān)；（資源預(yù)留協(xié)議）RSVP（RFC2205）：與SIP互操作以保證語音流QoS；6共二十六頁SIP電話系統(tǒng)協(xié)議(xiéyì)結(jié)構(gòu)7共二十六頁SIP會話主要(zhǔyào)組件UA:用戶代理，是終端用戶設(shè)備，如用于創(chuàng)建和管理SIP會話的移動電話、多媒體手持設(shè)備、PC、PDA等。用戶代理客戶機UAC發(fā)出消息，用戶代理服務(wù)器UAS對消息進行響應(yīng);LS:注冊或定位服務(wù)器，包含域中所有用戶代理的位置信息的數(shù)據(jù)庫。一個用戶可以注冊不同的位置，因此定位服務(wù)器查找用戶時可得到零個或多個地址。在SIP中存在移動漫游概念，LS起著關(guān)鍵作用；PS:代理服務(wù)器，接受UA的會話請求并查詢注冊服務(wù)器，獲取收件方UA的地址信息。然后，它將會話邀請信息直接轉(zhuǎn)發(fā)給收件方UA（如果位于同一域中）或代理服務(wù)器（如果位于另一域中）。RS:重定向服務(wù)器,

允許SIP代理服務(wù)器將SIP會話邀請信息定向到外部域。把請求消息中的用戶地址（TO頭域）映射(yìngshè)成零個或更多個新地址返回給請求用戶，向請求方發(fā)送應(yīng)答以指示被叫用戶的地址，可以獲得的是E-mail形式的URL地址或被叫方關(guān)聯(lián)的電話號碼。

SIP服務(wù)器的差別在邏輯上，并非在物理上的差別。8共二十六頁SIP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)9共二十六頁用戶(yònghù)向LS注冊消息過程10用戶(yònghù)開機后首先向其所在的注冊服務(wù)器LS注冊。UALS位置服務(wù)器REGISTER(1)401Unauthorized（2）REGISTER(3)200OK(4)SIP協(xié)議規(guī)定用戶上電登記機制，位置服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫有所有用戶相關(guān)信息；配合DNS機制進行域名解析，使LS能定位用戶。SIP\sip注冊過程.PNG共二十六頁SIP會話模型(móxíng)：主叫和被叫在相同域主叫A呼叫被叫B時，發(fā)送INVITE消息給PS，要求與B進行會話，此時PS再向LS查詢獲得B的地址信息，如IP；然后PS再轉(zhuǎn)發(fā)A的邀請信息（包含SDP會話參數(shù)描述）給B，B收到邀請信息后通知(tōngzhī)PS已接收到請求，已經(jīng)做好會話準(zhǔn)備；PS再將該信息告訴A，ACK后會話建立。11共二十六頁主叫被叫在同一域中消息(xiāoxi)流程主叫用戶(yònghù)UAC注冊服務(wù)器LS代理服務(wù)器PS被叫用戶UASINVITE(1)100Trying(2)Bisin。。（4）WhereisB？（3）INVITE(5)100Trying（6）180Ringing（7）180Ringing（8）200OK（9）200OK（10）ACK（11）RTP/RTCPBYE(12)200OK(13)12共二十六頁SIP會話(huìhuà)模型：主叫和被叫在不同域域A中PS發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)B不在該域中。根據(jù)INVITE消息中TO頭域。域APS向RS查詢有關(guān)B的地址信息。13共二十六頁主叫被叫在不同域中消息(xiāoxi)流程UACUASRSPSINVITE(1)302(2)ACK(3)INVITE(4)INVITE(5)100Trying(6)180Ringing(7)180Ringing(8)200OK(9)200OK(10)ACK(11)ACK(12)RTP/RTCPBYE(13)BYE(14)200OK(15)200OK(16)14共二十六頁SIP電話(diànhuà)：重定向信令過程

15共二十六頁SIP地址(dìzhǐ)：SIPURLSIPURL一般結(jié)構(gòu)：

SIP：username:pwd@host:port;用戶(yònghù)參數(shù)；傳送參數(shù)；方法參數(shù)；生存期參數(shù)；服務(wù)器地址參數(shù)？頭部字段名=頭部字段值well-knownSIP端口號：5060SIP支持許多種地址描述和尋址，包括：用戶名@主機地址、被叫號碼@PSTN網(wǎng)關(guān)地址和如Tel樣普通電話號碼的描述等。SIP地址包括用戶部分和主機部分，如：j.doe@big.tom、J.doe@，這樣，SIP主叫根據(jù)被叫地址，就可以識別出被叫是否在傳統(tǒng)電話網(wǎng)上，然后通過一個與傳統(tǒng)電話網(wǎng)相連的網(wǎng)關(guān)向被叫發(fā)起并建立呼叫。16共二十六頁SIPURL的協(xié)議(xiéyì)應(yīng)用17指示請求(qǐngqiú)的源地址：From字段中指示請求想要抵達的目的地：To字段中指示請求的當(dāng)前目的地地址：

Request-URL中（起始行）指示重定向地址：Contact字段中共二十六頁SIP消息(xiāoxi)一般格式18起始行

*通用頭部

*請求/響應(yīng)頭部

*實體頭部

CRLF(空行，表示消息頭域結(jié)束)

[消息體,SDP]起始行：SIP版本(bǎnběn)；請求方法/響應(yīng)類型；被邀用戶的當(dāng)前地址共二十六頁SIP基本(jīběn)方法：6種19INVITE：邀請用戶加入某個會話；ACK：確認會話，僅和INVITE配合；BYE：釋放已經(jīng)建立的會話連接；CANCEL：釋放尚未完全建立的連接；REGISTER：用戶向注冊服務(wù)器登記位置等信息；OPTIONS：允許一個UA來查詢另外(lìnɡwài)一個UA或者proxy服務(wù)器的能力，如內(nèi)容類型，擴展，codecs等。通過檢查OPTIONS返回的Supported頭域，就可以知道是否支持這個選項。所有的UA都必須支持OPTIONS方法。共二十六頁SIP消息(xiāoxi)主要頭域20Via：標(biāo)示該請求的應(yīng)答回送的地址。在轉(zhuǎn)發(fā)請求之前，UA或PS會在via頭上增加一個一段包含自己地址的值，從而指示消息經(jīng)過的路徑，可發(fā)現(xiàn)路由環(huán)路。From：用來標(biāo)志請求的原始發(fā)起者。To：用來標(biāo)志請求的目的地；Contact：指示重定向地址，即告訴其他網(wǎng)元將來的請求發(fā)送到哪里。Call-ID:包含一個全局的唯一標(biāo)志，用來唯一標(biāo)志這個呼叫(hūjiào)；Cseq：用于判定響應(yīng)和請求的對應(yīng)關(guān)系，判定重復(fù)請求；Max-forwards：限制通訊中請求到達目的地前最大轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)；Content-type：包含了消息正文的描述；Content-length:包含消息正文的長度（字節(jié)數(shù)）。共二十六頁消息(xiāoxi)實例：alice向bob發(fā)送INVITE消息21SIP\alicebob呼叫消息(xiāoxi)流程.PNGINVITE消息中TO頭域無tag指示重定向地址#Alice端代理服務(wù)器收到INVITE請求之后，就去找，可能通過DNS服務(wù)來提供的地址信息。同時代理服務(wù)器會在via頭上增加一個一段包含自己地址的值。共二十六頁消息(xiāoxi)實例：bob回送200OK消息22初始(chūshǐ)VIA值A(chǔ)lice端PS添加Bob端PS添加Bob端添加tag#VIA,TO,FROM,CALL-ID,Cseq包頭域是從INVITE請求包中直接拷貝過來的。200消息中SDP描述了bob支持的會話參數(shù)類型，與alice的INVITE消息進行協(xié)商。Alice收到200后，利用Contact指示的URL,不經(jīng)過Via中地址直接向bob發(fā)送ACK確認。一個能直接聯(lián)系到Bob的URI。共二十六頁SIP消息(xiāoxi)源路由示例：23參考RFC3261：P118-120(省略(shěnglüè)與路由無關(guān)的頭域)Scenario：U1->P1->P2->U2U1發(fā):INVITEsip:callee@SIP/2.0Contact:sip:caller@P1發(fā)：INVITEsip:callee@SIP/2.0Contact:sip:caller@

Record-Route:sip:;lr

P2發(fā)：INVITEsip:callee@u2.SIP/2.0Contact:sip:caller@

Record-Route:<sip:;lr>Record-Route:<sip:;lr>U2回：SIP/2.0200OKContact:sip:callee@u2.(U2改寫contact頭域為自己的URL)Record-Route:<sip:;lr>Record-Route:<sip:;lr>(P2負責(zé)，進行定位服務(wù)，改寫requestURL)（P1查找DNS服務(wù)確定消息要發(fā)到哪，并添加自己的URL）共二十六頁SIP消息(xiāoxi)源路由示例續(xù)一：24U2回送：SIP/2.0200OKContact:sip:callee@u2.Record-Route:<sip:;lr>Record-Route:<sip:;lr>且，U2：setsitsdialogstate'sremotetargetURItosip:caller@setsitsroutesetto:(<sip:;lr>,<