語音視訊培訓(xùn)教材——SIP協(xié)議

1、謝 謝 !單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式*單擊此處編輯母版文本樣式第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)www.huawei-SIP協(xié)議培訓(xùn)提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請(qǐng)求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計(jì)特點(diǎn)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(huì)話初始協(xié)議

2、，由IETF制定，是一個(gè)基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨(dú)立于底層傳輸協(xié)議TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會(huì)話。 IETF RFC 3261 SIP 1999年，IETF 發(fā)布了第一個(gè) SIP 規(guī)范，即 RFC 2543。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。2001年至今，RFC 增補(bǔ)版本，充實(shí)了安全性和身份驗(yàn)證等領(lǐng)域的內(nèi)容。RFC 3262 對(duì)臨時(shí)響應(yīng)的可靠性作了規(guī)定；RFC 3263 確立了 SIP 代理服務(wù)器的定位規(guī)則；RFC 3264 提供了提議/應(yīng)答模型；RFC 3265 確定了具體的事件通知。SIP

3、應(yīng)用VoiceVideoChatinteractive games 會(huì)議遠(yuǎn)程教學(xué)郵件視訊會(huì)議即時(shí)消息語音呼叫MPEG, MP3, Audio, HTML,XML個(gè)人移動(dòng)辦公SIP控制模式SIP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，通過消息的傳遞來實(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。其他各種服務(wù)器則用來進(jìn)行定位、轉(zhuǎn)發(fā)或接受消息。這樣，SIP將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性推向了網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，因此更適于構(gòu)建智能型的用戶終端。SIP系統(tǒng)體現(xiàn)的是一種分布式的控制模式。SIP協(xié)議體系其它協(xié)議、H.245SIP協(xié)議體系以模塊的形

4、式包括呼叫信令、注冊(cè)信令和重定向信令三部分。通過其他相關(guān)或獨(dú)立的協(xié)議體系提供其他相關(guān)或獨(dú)立的功能和業(yè)務(wù)。呼叫信令注冊(cè)信令重定向信令SIP協(xié)議Redirect Server重定向服務(wù)器SIP 分布式架構(gòu)Location Server定位服務(wù)器Registrar Server注冊(cè)服務(wù)器User Agent用戶代理Proxy Server代理服務(wù)器Gateway網(wǎng)關(guān)SIP 部件Proxy Server代理服務(wù)器SIP 分布式架構(gòu) 說明用戶代理（User Agent）代表的就是各種終端設(shè)備（如：SIP 機(jī)）。用戶代理首先發(fā)起SIP通訊請(qǐng)求，隨后進(jìn)行媒體數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。注冊(cè)服務(wù)器（Registrar

5、Server）在接收到用戶代理的注冊(cè)請(qǐng)求后，在定位服務(wù)器（Location Service）或其它數(shù)據(jù)庫中對(duì)用戶代理信息進(jìn)行更新。代理服務(wù)器（Proxy Server）在接收到用戶代理或其它代理的SIP請(qǐng)求后，對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。重定向服務(wù)器（Redirect Server）在接收到用戶代理或其它代理的請(qǐng)求后，發(fā)回重定向應(yīng)答，指示出重新發(fā)送請(qǐng)求的方向。定位服務(wù)器（Location Server）SIP重定向服務(wù)器或者代理服務(wù)器，通過定位服務(wù)器，獲取被叫的可能的位置信息。提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請(qǐng)求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計(jì)特點(diǎn)用戶代理 用戶代理，可發(fā)起呼叫、接收呼叫和終止呼叫用戶代理客戶

6、端，能發(fā)起呼叫用戶代理服務(wù)端，能接收呼叫二者都能終止呼叫用戶代理（User Agent）代表的就是各種終端設(shè)備（如：SIP話機(jī)），負(fù)責(zé)發(fā)出呼叫、媒體流的編解碼 。注冊(cè)服務(wù)器注冊(cè)服務(wù)器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊(cè)請(qǐng)求后，在定位服務(wù)器（Location Service）或其它數(shù)據(jù)庫中對(duì)用戶代理信息進(jìn)行更新。通常與Proxy或者Redirect Server共存，可以提供定位服務(wù)代理服務(wù)器代理服務(wù)器負(fù)責(zé)接受終端的呼叫請(qǐng)求消息，并根據(jù)重定向服務(wù)器給出的地址信息將呼叫請(qǐng)求消息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)代理服務(wù)器，并一直送達(dá)最終的用戶終端。重定向服務(wù)器 接受一個(gè)SIP呼叫請(qǐng)求，返回零個(gè)或者

7、多個(gè)新地址重定向服務(wù)器（Redirect Server）在接收到用戶代理或其它代理的請(qǐng)求后，發(fā)回重定向應(yīng)答，指示出重新發(fā)送請(qǐng)求的方向。定位服務(wù)器注冊(cè)服務(wù)器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊(cè)請(qǐng)求后，在定位服務(wù)器（Location Service）中對(duì)用戶代理信息進(jìn)行更新。 SIP重定向服務(wù)器或者代理服務(wù)器，通過定位服務(wù)器，獲取被叫的可能的位置信息。提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請(qǐng)求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計(jì)特點(diǎn)IHLTotal LengthIdentificationFlagsFragment OffsetHeader ChecksumProtocolTime to

8、 LiveSource AddressDestination AddressPaddingOptionsVersion DSCP ECNIPv4頭，20字節(jié)，二進(jìn)制Source PortDestination PortChecksumLengthUDP頭，8字節(jié)，二進(jìn)制(4層協(xié)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(zhǎng)SIP消息有時(shí)有一個(gè)消息體- SIP消息頭指示消息體類型 - 可能是文本，數(shù)據(jù)，音頻，視頻或者別的什么SIP消息體，變長(zhǎng)，多種消息類型SIP消息格

9、式SIP消息頭例如：- SIP 消息頭-Via: SIP/2.0/UDP 1:5060To: Call-ID: CSeq: 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:2319

10、81:5060 SIP/2.0 方法名: 請(qǐng)求 URI行開始SIP/2.0 200 OK 狀態(tài)行，為初始應(yīng)答行Expires: SIP消息超時(shí)（秒）Via: 信令路徑上所有SIP設(shè)備列表Max-Forwards: 最大跳數(shù)To: SIP消息的目的地From: SIP消息的發(fā)源地，Call-ID: 全局唯一的呼叫標(biāo)識(shí)CSeq: 某個(gè)方法的消息序列號(hào)Contact: 指定直接到發(fā)源地的路由Content-Type: 包含消息體描述Content-Length: 消息體長(zhǎng)度（單位：字節(jié)）Refer-to: INVITE消息中帶的呼叫轉(zhuǎn)向URI地址Record-Route: 強(qiáng)制

11、途經(jīng)的SIP代理服務(wù)器列表消息體主要是對(duì)消息所要建立的會(huì)話的描述。典型的消息體為SDP格式。 會(huì)話描述協(xié)議(SDP,Session Description Protocol)規(guī)定了對(duì)描述會(huì)話的必要信息怎樣進(jìn)行編碼。SDP不包括任何傳輸機(jī)制，也不包含任何種類的協(xié)商參數(shù)。一個(gè)SDP描述僅僅是能夠被系統(tǒng)用于在一個(gè)多媒體會(huì)話中加入大量信息。 一個(gè)SDP描述含有會(huì)話級(jí)信息和媒體級(jí)信息。會(huì)話級(jí)信息應(yīng)用于整個(gè)會(huì)話。媒體級(jí)信息作用于特殊的媒體流。v=0s=SIP Seminart=2873397496 2873404696a=recvonlym=audio 49170 RTP/AVP 0a=rtpmap:0

12、PCMU/8000m=video 51372 RTP/AVP 31a=rtpmap:31 H261/90000SIP消息體Session Description Protocol (SDP) RFC2327SDP協(xié)議用于多媒體連接介紹了多媒體會(huì)話的參數(shù)集功能上類似由IETF MMUSIC WG開發(fā)簡(jiǎn)單靈活基于文本可擴(kuò)展SIP Offer/Answer Model is RFC 3264“Lines” below are in orderv = 協(xié)議版本o = 所有者/創(chuàng)建者 和會(huì)話標(biāo)識(shí)s = 會(huì)話名稱c = 連接信息k = 密鑰t = 指定會(huì)話活動(dòng)時(shí)間m = 媒體描述和傳輸?shù)刂穉 = (0行或

13、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(yīng)答SIP 方法:INVITE : 發(fā)起呼叫，邀請(qǐng)用戶加入會(huì)話。ACK : 證實(shí)已收到對(duì)INVITE消息的最終應(yīng)答。BYE : 終止一個(gè)呼叫。CANCEL : 取消一個(gè)請(qǐng)求。REGISTER : 注冊(cè)用戶代理。OPTIONS : 查詢服務(wù)器能力。INFO : 攜帶帶外信息，如DTMF數(shù)字。SIP 應(yīng)答:1xx : Informational Messages.2xx : 成功應(yīng)答3xx : 重定向應(yīng)答4xx : 請(qǐng)求失敗應(yīng)答5xx : 服務(wù)器失敗應(yīng)答6xx : 全局失敗應(yīng)答SIP部件通信，通過交換SIP消息:響應(yīng)(Res

14、ponse)消息的開始行Startline=response line響應(yīng)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(tài)碼SIP協(xié)議的版本原因短語響應(yīng)消息狀態(tài)碼（1）Provisional 1xx100 Trying180 Ringing181 Call Is Being Forwarded182 Queued183 Session ProgressSuccessful 2xx200 OKRedirection 3xx300 Multiple Choic

15、es301 Moved Permanently302 Moved Temporarily305 Use Proxy380 Alternative Service響應(yīng)消息狀態(tài)碼（2）Request Failure 4xx400 Bad Request401 Unauthorized402 Payment Required403 Forbidden404 Not Found405 Method Not Allowed406 Not Acceptable407 Proxy Authentication Required408 Request Timeout410 Gone413 Request En

16、tity 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 Address Incomplete485 Ambiguous486 Busy Here487 R

17、equest Terminate488 Not Acceptable Here491 Request Pending493 Undecipherable響應(yīng)消息狀態(tài)碼（3）Server Failure 5xx500 Server Internal Error501 Not Implemented502 Bad Gateway503 Service Unavailable504 Server Time-out505 Version Not Supported513 Message Too LargeGlobal Failures 6xx600 Busy Everywhere603 Decline

18、604 Does Not Exist Anywhere606 Not AcceptableSIP消息中的常用信息 - SIP地址 Fully-Qualified Domain Names SMTP風(fēng)格域名RFC 2368風(fēng)格域名RFC 2806 user=phone表示這是一個(gè)網(wǎng)關(guān) (是出口IP網(wǎng)關(guān)的FQDN) 提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請(qǐng)求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計(jì)特點(diǎn)通信建立過程用SIP來建立通訊通常需要有六個(gè)步驟:登記, 發(fā)起和定位用戶.進(jìn)行媒體協(xié)商 -通常采用SDP方式來攜帶媒體參數(shù).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(zhuǎn)移.呼叫終止.注冊(cè)

19、UA設(shè)備開機(jī)時(shí)都需要向服務(wù)器注冊(cè)當(dāng)SIP Client的地址發(fā)生改變時(shí)也需要重新注冊(cè)注冊(cè)信息必須定期刷新通常Register將注冊(cè)信息保存到Location Server中代理/ 注冊(cè) 服務(wù)器SIP IP 電話用戶定位/重定向 服務(wù)器REGISTERREGISTER200 OK200 OK無代理服務(wù)器時(shí)的呼叫流程假定UA1知道UA2的IP地址信令層負(fù)載層100 Trying180 Ringing200 OKRTP RTCP媒體(UDP)RTCP RTP ACK只需要3個(gè)報(bào)文就能建立握手：INVITE/200 OK/ACKInvite信令(UDP， TCP，SCTP， or TLS over T

20、CP)UA 1UA 2SIP ProxyInviteInviteRinging (180)Ringing (180)OK (200)OK (200)ACK會(huì)話建立Trying (100)有代理服務(wù)器時(shí)的呼叫流程假定UA不知道對(duì)方的IP地址UA 1UA 2 消息狀態(tài)處理方式事務(wù)狀態(tài)無關(guān)Transaction Stateless代理服務(wù)器僅轉(zhuǎn)發(fā)所有消息和應(yīng)答，而不維護(hù)任何狀態(tài)對(duì)話狀態(tài)相關(guān)Dialog Stateful為了保證途中經(jīng)過的代理服務(wù)器的消息被保留，在第一個(gè)SIP請(qǐng)求消息中，同時(shí)使用Via和Record Route兩個(gè)頭。事務(wù)狀態(tài)相關(guān)Transaction Stateful代理服務(wù)器收到S

21、IP請(qǐng)求時(shí)，保留狀態(tài)，直到收到一個(gè)最終應(yīng)答(即2XX， 3XX， 4XX， 5XX 或者 6XX 應(yīng)答) ，事務(wù)狀態(tài)相關(guān)，不關(guān)心會(huì)話結(jié)束請(qǐng)求（BYE）SIP Redirect ServerINVITE(302) “Moved Temporarily”200 OKACKACKINVITE (using URI in Contact header returned in 302 Response)Session Established有重定向服務(wù)器的呼叫流程180 TryingUA 1UA 2提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請(qǐng)求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計(jì)特點(diǎn)SIP業(yè)務(wù)舉例Call forwar

22、ding：基本INVITE行為(代理/重定向)Call transfer ：使用REFER方法Call hold ：設(shè)置媒體地址為 Caller id ：主叫號(hào)碼顯示DTMF ：由RTP負(fù)載攜帶 (RFC 2833)Calling card付卡： B2BUA + 語音服務(wù)器Voice mail ： UA帶有特別的URL(s) REFER (Refer-to: UA-3)202 AcceptedSession EstablishedINVITE (address provided by UA-2)NOTIFY200 OK200 OKBYESession EstablishedUA1UA2UA3呼

23、叫轉(zhuǎn)接Call TransferINVITE / 200 OK / ACKreINVITEhold200 OK/ACK200 OKBYE200 OK/ACKINVITE180 Ringing100 Trying200 OKACKINVITEINVITE486 “Busy”180 Ringing200 OKSession Established遇忙呼叫轉(zhuǎn)移Call Forward Busy代理服務(wù)器UA1UA2UA3ACK并發(fā)呼叫Call ForkingInviteInviteInviteInviteTrying (100)Trying (100)Ringing (180)Ringing (18

24、0) from cellOK (200)CancelCancelOK (200)ACKSession EstablishedOfficePhoneCellphoneMobileLaptopAliceBobsBobsBobs如果代理服務(wù)器設(shè)置為 “Transaction Stateful”，能正常產(chǎn)生Cancels如果代理服務(wù)器設(shè)置為“Dialog Stateful”， 能接受BYE請(qǐng)求代理服務(wù)器IVR和VoiceXML代理服務(wù)器IVR服務(wù)器SIPREFER200RTPSIP UAVoice XMLVoiceXMLScriptsText?Text?定位服務(wù)器在線狀態(tài)PRESENCEPresenc

25、e服務(wù)器Presentitybob注冊(cè)服務(wù)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 InterfaceProxy代理服務(wù)器AliceBobCarolDave 允許呼叫由獨(dú)立第三方發(fā)起 使用INVITE方法，在初始INVITE消息中不帶SDP 預(yù)約會(huì)議語音郵件AProxy ServerVoi

26、ceMail ServerINVITE INVITE B486 Busy HereACKINVITE SIP:B-200 OK200 OKACKRTP提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請(qǐng)求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計(jì)特點(diǎn)SIP 設(shè)計(jì)架構(gòu)SIP 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 與現(xiàn)有IETF協(xié)議集成 可擴(kuò)展性和簡(jiǎn)單性 移動(dòng)性 易用和 創(chuàng)建新特性與IETF協(xié)議集成其它的IETF協(xié)議能用來建立SIP應(yīng)用，SIP能與現(xiàn)有IETF協(xié)議一起工作。例如：RSVP 預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源RTP 傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提供QOS建議RTSP 控制流媒體的遞送SAP會(huì)話廣告協(xié)議 通過多播方式，廣告多媒體會(huì)話SDP 會(huì)話描述協(xié)議 描述多媒體會(huì)話MIME

27、 多用途郵件擴(kuò)展協(xié)議 描述內(nèi)容HTTP 服務(wù)Web頁面瀏覽COPS 公共開放式策略服務(wù)OSP 開放式結(jié)算協(xié)議可擴(kuò)展性SIP 架構(gòu)具有良好的可擴(kuò)展性代理、重定向、定位和注冊(cè)等功能，可駐留在不同的物理服務(wù)器分布式功能，在增加新處理時(shí)，不會(huì)影響其它部件簡(jiǎn)單性SIP 被設(shè)計(jì)成： 骨干 “快捷、簡(jiǎn)單”邊界 “智能、便捷”HTTP文本化，易用，易調(diào)試移動(dòng)性支持用戶移動(dòng)，用戶可以使用PC，無線 ，IP 或者傳統(tǒng) 用戶必須注冊(cè)他們的當(dāng)前位置通過代理 或者 重定向請(qǐng)求到用戶當(dāng)前位置代理服務(wù)器將轉(zhuǎn)發(fā)呼叫到用戶當(dāng)前位置例如：在線狀態(tài)和并發(fā)呼叫等業(yè)務(wù)創(chuàng)建新特性(1) SIP 系統(tǒng)支持快速創(chuàng)建特性 例如： 呼叫處理語言 (CPL) 通用網(wǎng)關(guān)接口 (CGI)創(chuàng)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(zhuǎn)移、呼叫阻塞等) 統(tǒng)一消息 并發(fā)呼叫 點(diǎn)擊通信 在線狀態(tài) 即時(shí)消息 Find me / Follow meH323 Vs SIP（1）是由國(guó)際電聯(lián)提出，更多的是將原有電信級(jí) 網(wǎng)絡(luò)中的電路線路轉(zhuǎn)換為IP線路。而SIP側(cè)重于將IP 作為Internet上的一個(gè)應(yīng)用SIP面向公眾基礎(chǔ)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的設(shè)計(jì)。除了增加H.225.0 RAS以外，幾乎完全保留了電信協(xié)議的特點(diǎn)：嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶哟位Y(jié)構(gòu)，通信建立過程嚴(yán)格受控，適合計(jì)費(fèi)等運(yùn)營(yíng)需求基