1、SIP協議培訓提綱協議架構典型邏輯部件請求和應答消息基本呼叫流程業務流程協議設計特點什么是SIP?“”SIP（Session Initiation Protocol）An application layer signaling protocol that defines initiation, modification and termination of interactive, multimedia communication sessions between users.會話初始協議，由IETF制定，是一個基于文本的應用層控制協議，獨立于底層傳輸協議TCP/UDP/SCTP，用于建立、修

2、改和終止IP網上的雙方或多方多媒體會話。 IETF RFC 3261 SIP 1999年，IETF 發布了第一個 SIP 規范，即 RFC 2543。2001 年，發布了 SIP 規范 RFC 3261。標志著 SIP 的基礎已經確立。2001年至今，RFC 增補版本，充實了安全性和身份驗證等領域的內容。RFC 3262 對臨時響應的可靠性作了規定；RFC 3263 確立了 SIP 代理服務器的定位規則；RFC 3264 提供了提議/應答模型；RFC 3265 確定了具體的事件通知。SIP應用VoiceVideoChatinteractive games 會議遠程教學郵件視訊會議即時消息語音呼

3、叫MPEG, MP3, Audio, HTML,XML個人移動辦公SIP控制模式SIP采用Client/Server結構的消息機制，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。因此SIP系統的終端就比較智能化，它不只提供數據，還提供呼叫控制信息。其他各種服務器則用來進行定位、轉發或接受消息。這樣，SIP將網絡設備的復雜性推向了網絡終端設備，因此更適于構建智能型的用戶終端。SIP系統體現的是一種分布式的控制模式。SIP協議體系其它協議Q.931、H.245SIP協議體系以模塊的形式包括呼叫信令、注冊信令和重定向信令三部分。通過其他相關或獨立的協議體系提供其他相關或獨立的功能

4、和業務。呼叫信令注冊信令重定向信令SIP協議Redirect Server重定向服務器SIP 分布式架構Location Server定位服務器Registrar Server注冊服務器User Agent用戶代理Proxy Server代理服務器Gateway網關SIP 部件Proxy Server代理服務器SIP 分布式架構 說明用戶代理（User Agent）代表的就是各種終端設備（如：SIP電話機）。用戶代理首先發起SIP通訊請求，隨后進行媒體數據的發送和接收。注冊服務器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊請求后，在定位服務器（Location Service）或

5、其它數據庫中對用戶代理信息進行更新。代理服務器（Proxy Server）在接收到用戶代理或其它代理的SIP請求后，對其進行轉發。重定向服務器（Redirect Server）在接收到用戶代理或其它代理的請求后，發回重定向應答，指示出重新發送請求的方向。定位服務器（Location Server）SIP重定向服務器或者代理服務器，通過定位服務器，獲取被叫的可能的位置信息。提綱協議架構典型邏輯部件請求和應答消息基本呼叫流程業務流程協議設計特點用戶代理 用戶代理，可發起呼叫、接收呼叫和終止呼叫用戶代理客戶端，能發起呼叫用戶代理服務端，能接收呼叫二者都能終止呼叫用戶代理（User Agent）代表的

6、就是各種終端設備（如：SIP話機），負責發出呼叫、媒體流的編解碼 。注冊服務器注冊服務器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊請求后，在定位服務器（Location Service）或其它數據庫中對用戶代理信息進行更新。通常與Proxy或者Redirect Server共存，可以提供定位服務代理服務器代理服務器負責接受終端的呼叫請求消息，并根據重定向服務器給出的地址信息將呼叫請求消息轉發給下一個代理服務器，并一直送達最終的用戶終端。重定向服務器 接受一個SIP呼叫請求，返回零個或者多個新地址重定向服務器（Redirect Server）在接收到用戶代理或其它代理的請求后，發

7、回重定向應答，指示出重新發送請求的方向。定位服務器注冊服務器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊請求后，在定位服務器（Location Service）中對用戶代理信息進行更新。 SIP重定向服務器或者代理服務器，通過定位服務器，獲取被叫的可能的位置信息。提綱協議架構典型邏輯部件請求和應答消息基本呼叫流程業務流程協議設計特點IHLTotal LengthIdentificationFlagsFragment OffsetHeader ChecksumProtocolTime to LiveSource AddressDestination AddressPaddingOp

8、tionsVersion DSCP ECNIPv4頭，20字節，二進制Source PortDestination PortChecksumLengthUDP頭，8字節，二進制(4層協議可以是TCP 或 SCTP)SIP頭使用US-ASCII格式(variable in length per header/per message)SIP消息頭，文本格式，變長SIP消息有時有一個消息體- SIP消息頭指示消息體類型 - 可能是文本，數據，音頻，視頻或者別的什么SIP消息體，變長，多種消息類型SIP消息格式SIP消息頭例如：- SIP 消息頭-INVITE sip:512080 SIP/2.0Vi

9、a: SIP/2.0/UDP 1:5060From: sip:51211To: Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e3239311CSeq: 100 INVITE Expires: 180User-Agent: huawei IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabledAccept: application/sdpContact: sip:51211:5060Content-Type: application/sdpSIP 借用HTTP的語法和語義SIP 消息類似HTTP消息，包括消息格式、MIME支持。SIP消息頭字段說明INVITE sip:231

10、981:5060 SIP/2.0 方法名: 請求 URI行開始SIP/2.0 200 OK 狀態行，為初始應答行Expires: SIP消息超時（秒）Via: 信令路徑上所有SIP設備列表Max-Forwards: 最大跳數To: SIP消息的目的地From: SIP消息的發源地，Call-ID: 全局唯一的呼叫標識CSeq: 某個方法的消息序列號Contact: 指定直接到發源地的路由Content-Type: 包含消息體描述Content-Length: 消息體長度（單位：字節）Refer-to: INVITE消息中帶的呼叫轉向URI地址Record-Route: 強制途經的SIP代理服務

11、器列表消息體主要是對消息所要建立的會話的描述。典型的消息體為SDP格式。 會話描述協議(SDP,Session Description Protocol)規定了對描述會話的必要信息怎樣進行編碼。SDP不包括任何傳輸機制，也不包含任何種類的協商參數。一個SDP描述僅僅是能夠被系統用于在一個多媒體會話中加入大量信息。 一個SDP描述含有會話級信息和媒體級信息。會話級信息應用于整個會話。媒體級信息作用于特殊的媒體流。v=0o=Bob 2890844526 289084207 IN IP4 29s=SIP Seminarc=IN IP4 2/127t=2873397496 2873404696a=re

12、cvonlym=audio 49170 RTP/AVP 0a=rtpmap:0 PCMU/8000m=video 51372 RTP/AVP 31a=rtpmap:31 H261/90000SIP消息體Session Description Protocol (SDP) RFC2327SDP協議用于多媒體連接介紹了多媒體會話的參數集功能上類似H.245由IETF MMUSIC WG開發簡單靈活基于文本可擴展SIP Offer/Answer Model is RFC 3264“Lines” below are in orderv = 協議版本o = 所有者/創建者 和會話標識s = 會話名稱c

13、= 連接信息k = 密鑰t = 指定會話活動時間m = 媒體描述和傳輸地址a = (0行或多行) 媒體media屬性行SIP消息體字段說明SIP消息類型 方法 和 應答SIP 方法:INVITE : 發起呼叫，邀請用戶加入會話。ACK : 證實已收到對INVITE消息的最終應答。BYE : 終止一個呼叫。CANCEL : 取消一個請求。REGISTER : 注冊用戶代理。OPTIONS : 查詢服務器能力。INFO : 攜帶帶外信息，如DTMF數字。SIP 應答:1xx : Informational Messages.2xx : 成功應答3xx : 重定向應答4xx : 請求失敗應答5xx

14、: 服務器失敗應答6xx : 全局失敗應答SIP部件通信，通過交換SIP消息:響應(Response)消息的開始行Startline=response line響應行(Response line)的固定格式:SIP-version SP Status-Code SP Reason-Phrase CRLF例子: SIP/2.0 100 Trying狀態碼SIP協議的版本原因短語響應消息狀態碼（1）Provisional 1xx100 Trying180 Ringing181 Call Is Being Forwarded182 Queued183 Session ProgressSuccessf

15、ul 2xx200 OKRedirection 3xx300 Multiple Choices301 Moved Permanently302 Moved Temporarily305 Use Proxy380 Alternative Service響應消息狀態碼（2）Request Failure 4xx400 Bad Request401 Unauthorized402 Payment Required403 Forbidden404 Not Found405 Method Not Allowed406 Not Acceptable407 Proxy Authentication Requ

16、ired408 Request Timeout410 Gone413 Request Entity Too Large414 Request-URI Too Long415 Unsupported Media Type416 Unsupported URI Scheme420 Bad Extension421 Extension Required423 Interval Too Brief480 Temporarily Unavailable481 Call/Transaction Does Not Exist482 Loop Detected483 Too Many Hops484 Addr

17、ess Incomplete485 Ambiguous486 Busy Here487 Request Terminate488 Not Acceptable Here491 Request Pending493 Undecipherable響應消息狀態碼（3）Server Failure 5xx500 Server Internal Error501 Not Implemented502 Bad Gateway503 Service Unavailable504 Server Time-out505 Version Not Supported513 Message Too LargeGlob

18、al Failures 6xx600 Busy Everywhere603 Decline604 Does Not Exist Anywhere606 Not AcceptableSIP消息中的常用信息 - SIP地址 Fully-Qualified Domain Namessip: SMTP風格域名RFC 2368sip: leon E.164風格域名RFC 2806sip: user=phone user=phone表示這是一個網關 (是出口IP網關的FQDN) 提綱協議架構典型邏輯部件請求和應答消息基本呼叫流程業務流程協議設計特點通信建立過程用SIP來建立通訊通

19、常需要有六個步驟:登記, 發起和定位用戶.進行媒體協商 -通常采用SDP方式來攜帶媒體參數.由被叫方來決定是否接納該呼叫.呼叫媒體流建立并交互.呼叫更改或處理如呼叫轉移.呼叫終止.注冊UA設備開機時都需要向服務器注冊當SIP Client的地址發生改變時也需要重新注冊注冊信息必須定期刷新通常Register將注冊信息保存到Location Server中代理/ 注冊 服務器SIP IP 電話用戶定位/重定向 服務器REGISTERREGISTER200 OK200 OK無代理服務器時的呼叫流程假定UA1知道UA2的IP地址信令層負載層100 Trying180 Ringing200 OKRTP

20、 RTCP媒體(UDP)RTCP RTP ACK只需要3個報文就能建立握手：INVITE/200 OK/ACKInvite信令(UDP， TCP，SCTP， or TLS over TCP)UA 1UA 2SIP ProxyInviteInviteRinging (180)Ringing (180)OK (200)OK (200)ACK會話建立Trying (100)有代理服務器時的呼叫流程假定UA不知道對方的IP地址UA 1UA 2 消息狀態處理方式事務狀態無關Transaction Stateless代理服務器僅轉發所有消息和應答，而不維護任何狀態對話狀態相關Dialog Stateful

21、為了保證途中經過的代理服務器的消息被保留，在第一個SIP請求消息中，同時使用Via和Record Route兩個頭。事務狀態相關Transaction Stateful代理服務器收到SIP請求時，保留狀態，直到收到一個最終應答(即2XX， 3XX， 4XX， 5XX 或者 6XX 應答) ，事務狀態相關，不關心會話結束請求（BYE）SIP Redirect ServerINVITE(302) “Moved Temporarily”200 OKACKACKINVITE (using URI in Contact header returned in 302 Response)Session Es

22、tablished有重定向服務器的呼叫流程180 TryingUA 1UA 2提綱協議架構典型邏輯部件請求和應答消息基本呼叫流程業務流程協議設計特點SIP業務舉例Call forwarding：基本INVITE行為(代理/重定向)Call transfer ：使用REFER方法Call hold ：設置媒體地址為 Caller id ：主叫號碼顯示DTMF ：由RTP負載攜帶 (RFC 2833)Calling card付卡： B2BUA + 語音服務器Voice mail ： UA帶有特別的URL(s) REFER (Refer-to: UA-3)202 AcceptedSession Es

23、tablishedINVITE (address provided by UA-2)NOTIFY200 OK200 OKBYESession EstablishedUA1UA2UA3呼叫轉接Call TransferINVITE / 200 OK / ACKreINVITEhold200 OK/ACK200 OKBYE200 OK/ACKINVITE180 Ringing100 Trying200 OKACKINVITEINVITE486 “Busy”180 Ringing200 OKSession Established遇忙呼叫轉移Call Forward Busy代理服務器UA1UA2UA

24、3ACK并發呼叫Call ForkingInviteInviteInviteInviteTrying (100)Trying (100)Ringing (180)Ringing (180) from cellOK (200)CancelCancelOK (200)ACKSession EstablishedOfficePhoneCellphoneMobileLaptopAliceBobsBobsBobs如果代理服務器設置為 “Transaction Stateful”，能正常產生Cancels如果代理服務器設置為“Dialog Stateful”， 能接受BYE請求代理服務器IVR和Voice

25、XML代理服務器IVR服務器SIPREFER200RTPSIP UAVoice XMLVoiceXMLScriptsText?Text?定位服務器在線狀態PRESENCEPresence服務器Presentitybob注冊服務器REGISTERAliceNOTIFYNOTIFYSUBSCRIBENOTIFY第三方呼叫控制Invite (No SDP)Invite (w SDP of A)ACK (w SDP of B)200 OK (w SDP of B)200 OK (w SDP of A)ACKSession Established with SDP of BWeb InterfacePr

26、oxy代理服務器AliceBobCarolDave 允許呼叫由獨立第三方發起 使用INVITE方法，在初始INVITE消息中不帶SDP 預約會議語音郵件AProxy ServerVoiceMail ServerINVITE SIP:BINVITE SIP:BB486 Busy HereACKINVITE SIP:B-dep-fb200 OK200 OKACKRTP提綱協議架構典型邏輯部件請求和應答消息基本呼叫流程業務流程協議設計特點SIP 設計架構SIP 設計目標： 與現有IETF協議集成 可擴展性和簡單性 移動性 易用和 創建新特性與IETF協議集成其它的IETF協議能用來建立SIP應用，S

27、IP能與現有IETF協議一起工作。例如：RSVP 預留網絡資源RTP 傳送實時數據，提供QOS建議RTSP 控制流媒體的遞送SAP會話廣告協議 通過多播方式，廣告多媒體會話SDP 會話描述協議 描述多媒體會話MIME 多用途郵件擴展協議 描述內容HTTP 服務Web頁面瀏覽COPS 公共開放式策略服務OSP 開放式結算協議可擴展性SIP 架構具有良好的可擴展性代理、重定向、定位和注冊等功能，可駐留在不同的物理服務器分布式功能，在增加新處理時，不會影響其它部件簡單性SIP 被設計成： 骨干 “快捷、簡單”邊界 “智能、便捷”HTTP文本化，易用，易調試移動性支持用戶移動，用戶可以使用PC，無線電

28、話，IP電話或者傳統電話用戶必須注冊他們的當前位置通過代理 或者 重定向請求到用戶當前位置代理服務器將轉發呼叫到用戶當前位置例如：在線狀態和并發呼叫等業務創建新特性(1) SIP 系統支持快速創建特性 例如： 呼叫處理語言 (CPL) 通用網關接口 (CGI)創建新特性(2)SIP 支持豐富的新特性 基本呼叫特性 (呼叫等待、呼叫轉移、呼叫阻塞等) 統一消息 并發呼叫 點擊通信 在線狀態 即時消息 Find me / Follow meH323 Vs SIP（1）H.323是由國際電聯提出，更多的是將原有電信級電話網絡中的電路線路轉換為IP線路。而SIP側重于將IP電話作為Internet上的一個應用H.323SIP面向公眾基礎業務運營的設計。除了增加H.225.0 RAS以外，幾乎完全保留了電信協議的特點：嚴謹的層次化結構，通信建立過程嚴格受控，適合計費等運營需求基于bit位的協議通過H.245定義新業務