SIP協(xié)議原理應(yīng)用

SIP協(xié)議原理與應(yīng)用SIP協(xié)議原理與應(yīng)用SIP協(xié)議是一個正在開展和不斷研究中的協(xié)議。遵循簡練、開放、兼容和可擴展的原那么。充分注意到因特網(wǎng)開放而復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的平安問題。充分考慮了對傳統(tǒng)公共的各種業(yè)務(wù)，包括對IN業(yè)務(wù)和ISDN業(yè)務(wù)的支持。前言課程學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握SIP協(xié)議根本概念了解SIP協(xié)議的作用掌握SIP協(xié)議命令掌握SIP協(xié)議消息交互過程了解SDP協(xié)議SIP協(xié)議概述SIP協(xié)議原理與應(yīng)用SIP協(xié)議消息SIP協(xié)議呼叫流程SDP協(xié)議SIP協(xié)議的概念SIP：SessionInitiationProtocol會話發(fā)起協(xié)議

用于建立，修改和終結(jié)會話

SIP是IETF為多媒體會話而開發(fā)制定的通信協(xié)議

這里的會話包括文本、視頻、游戲和傳統(tǒng)的語音SIP是為Internet而制定設(shè)計的協(xié)議

與HTTP協(xié)議一樣是基于文本的

詢問/應(yīng)答機制

廣泛應(yīng)用于internetSIP協(xié)議的概念SIP是一種應(yīng)用層協(xié)議，獨立于下面的傳輸層協(xié)議，可以承載在不同的傳輸協(xié)議之上，如TCP/UDP/TLS/SCTP，目前最常用的是UDP協(xié)議。應(yīng)用層(SIP)傳輸層(TCP/UDP/TLS/SCTP)

網(wǎng)絡(luò)層

鏈路層

物理層應(yīng)用層(SIP)傳輸層(TCP/UDP/TLS/SCTP)

網(wǎng)絡(luò)層

鏈路層

物理層SIP協(xié)議的概念SIP協(xié)議能夠支持以下五種多媒體通信的信令功能：用戶定位：確定參加通信的終端用戶的位置；用戶通信能力協(xié)商：確定通信的媒體類型和參數(shù)；用戶意愿交互：確定被叫用戶是否樂意參加某個通信；建立呼叫：包括向被叫振鈴，確定主叫和被叫的呼叫參數(shù)；呼叫處理和控制：包括呼叫重定向、呼叫轉(zhuǎn)移、終止呼叫等。SIP協(xié)議的概念信令協(xié)議〔1〕注冊、定位用戶、路由〔2〕建立、修改、釋放會話媒體傳輸協(xié)議用于傳輸語音/視頻包，RTP/RTCP協(xié)議SIP-信令協(xié)議會話管理〔SIP〕和會話描述〔SDP〕是獨立的SIP協(xié)議的開展源于1996年Mbone實驗1999年被IETF采納為建議標(biāo)準(zhǔn)RFC2543RFC2543開展到了bis09，于2002年6月通過了SIP的RFC3261,這是SIP的核心標(biāo)準(zhǔn)RFC3262RFC3263RFC3264RFC3265相繼通過，5個RFC構(gòu)成SIP協(xié)議擴展標(biāo)準(zhǔn)的一局部現(xiàn)在更多的RFC和草案被引入到SIP中，包括支持presence和IM等SIP協(xié)議的特點簡單性擴展性伸縮性六個主要請求，六類響應(yīng)消息；基于文本編碼，很多現(xiàn)成的工具；重點關(guān)注會話的建立、改變和終止，便于使用其他的協(xié)議。會話無關(guān)性：SIP-URL表示需要訪問的資源或用戶，消息體可以攜帶任何內(nèi)容靈活的擴展機制：增加頭域，增加消息類型強大的能力協(xié)商機制

網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)的透明性分布式體系結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的靈活性和可靠性

Proxy的三種運行模式：CallStatefulStatelessStatefulSIP協(xié)議原理與應(yīng)用SIP協(xié)議消息SIP協(xié)議呼叫流程SDP協(xié)議SIP協(xié)議概述SIP網(wǎng)絡(luò)根本架構(gòu)-分布式架構(gòu)SIP設(shè)計原那么SIP采用客戶端/效勞器的架構(gòu)邏輯SIP實體包括用戶代理〔UA〕網(wǎng)絡(luò)效勞器用戶代理客戶端用戶代理效勞器注冊效勞器代理效勞器重定向效勞器SIP設(shè)計原那么SIP采用客戶端/效勞器模型：客戶端發(fā)出SIP請求，效勞器端返回SIP響應(yīng)SIP響應(yīng)SIP請求SIP請求SIP響應(yīng)UAC發(fā)送SIP請求UAS接受SIP請求媒體流〔RTP)RequestProxyServer決定把請求消息送到何處SIP相關(guān)術(shù)語-用戶代理UserAgents-用戶代理一個發(fā)起和終止會話的實體，包含兩個功能實體.UserAgentClients(UAC)–發(fā)起SIP事務(wù)請求的功能實體.UserAgentServer(UAS)–接收SIP事務(wù)請求的功能實體.UAC和UAS-都能終止一個呼叫.IPNetworkSIPTerminalSIPTerminal主叫(UAC)客戶被叫(UAS)服務(wù)器SIP相關(guān)術(shù)語-網(wǎng)絡(luò)效勞器ProxyServer-代理效勞器與重定向效勞器〔RedirectServer〕及位置效勞器〔LocationServer〕有聯(lián)系為客戶端轉(zhuǎn)發(fā)請求或響應(yīng)，可以同時做為效勞器端和客戶端，決定下一跳轉(zhuǎn)發(fā)請求消息。消息機制與UAC和UAS相似。SIP相關(guān)術(shù)語-網(wǎng)絡(luò)效勞器RedirectServer-重定向效勞器與位置效勞器〔LocationServer〕有聯(lián)系，使用的協(xié)議為LDAP〔輕量目錄訪問協(xié)議〕將請求中的地址映射為零個或多個新的地址，將用戶新的位置返回給呼叫方。呼叫方可根據(jù)得到的新位置重新呼叫。與代理效勞器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.SIP相關(guān)術(shù)語-網(wǎng)絡(luò)效勞器RegistrarServer-登記效勞器〔注冊效勞器〕接受REGISTER請求完成用戶地址的注冊，更新用戶位置信息可以支持鑒權(quán)的功能在ZXSS10軟交換體系中，SS1A/B充當(dāng)著登記效勞器和代理效勞器的功能。SIP相關(guān)術(shù)語-位置效勞器LocationServer-位置效勞器是一個數(shù)據(jù)庫，用于存放終端用戶當(dāng)前的位置信息，為SIP重定向效勞器(RedirectServer)或代理效勞器(proxyserver)提供被叫用戶可能的位置信息.SIP網(wǎng)絡(luò)特征SIPProxyServer、RedirectServer、RegisterServer、LocationServer可共存于一個設(shè)備，也可以分布在不同的物理實體中。SIP效勞器完全是純軟件實現(xiàn)，可以根據(jù)需要運行于各種相關(guān)設(shè)備中，表達(dá)了SIP網(wǎng)絡(luò)的靈活性；LocationServer是一個SIP網(wǎng)絡(luò)公共資源，對它的信息咨詢所采用的協(xié)議不是SIP，而是其它協(xié)議，如LDAP〔LightDirectoryAccessProtocol〕；UAC、UAS角色不是固定不變的，一個UA在一個呼叫中可以是UAC，也可以是UAS。SIP協(xié)議根本網(wǎng)絡(luò)模型SIP軟交換體系中的作用CorePacketNetworkZXSS10SS1A/B代理效勞器登記效勞器重定向效勞器位置效勞器ZXSS10SS1A/B代理效勞器登記效勞器重定向效勞器位置效勞器Soft-phoneVideo-phoneSIP協(xié)議消息定義

消息是SIP協(xié)議的根本單位，客戶端和效勞器端的根本交互單元；消息包括兩類：

請求消息響應(yīng)消息UACProxyUASRequestRequestResponseResponseSIP請求消息SIP根本請求消息:INVITE–邀請用戶參加一個呼叫.ACK–對INVITE請求消息響應(yīng)消息確實認(rèn)，和INVITE消息配套使用.BYE–用于釋放已建立的呼叫.CANCEL-該方法用于取消一個尚未完成的請求，對于已完成的請求那么無影響.REGISTER–用于向SIP網(wǎng)絡(luò)效勞器登記用戶位置信息.OPTIONS–用于詢問效勞器能力信息.SIP請求消息SIP擴展請求消息:MESSAGE–請求一個即時消息.SUBSCRIBE–簽訂一個通知事件.NOTIFY–發(fā)送一個通知事件.UPDATE–在建立呼叫階段修改會話屬性.PUBLISH–發(fā)送時間狀態(tài)給狀態(tài)效勞器.PRACK–標(biāo)識臨時響應(yīng)的可靠性.SIP響應(yīng)消息響應(yīng)消息:

用于對請求消息進(jìn)行相應(yīng)，指示呼叫的成功或者失敗的狀態(tài)。不同類型的響應(yīng)狀態(tài)由狀態(tài)碼來區(qū)分，狀態(tài)碼包含三位整數(shù)，第一位用于定義響應(yīng)類型，另外兩位用于進(jìn)一步對相應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)說明。1xx-正在處理的信息.2xx-成功.3xx-重定向.4xx-Client錯誤.5xx-Server錯誤.6xx-Global錯誤.SIPURL結(jié)構(gòu)URL格式：SIP:用戶名:口令@主機:端口;傳送參數(shù);用戶參數(shù);方法參數(shù);生存期參數(shù);效勞器地址參數(shù)。URL形式：USER@HOST;用途：代表主機上的某個用戶，可指示From,To,RequestURI,Contact等SIP頭部字段。URL應(yīng)用舉例： Sip:j.doe:secret@big;transport=tcp;subject=project Sip:+1-212-555-1212:1234@gateway;user=phone Sip:alice@registar;method=REGISTERSIP協(xié)議消息SIP消息格式SIP消息采用文本方式編碼；任一SIP消息都有起始行、頭域和消息體組成；頭域都必須以CRLF〔回車換行〕結(jié)尾。Start-LineSIPHeaderCRLFSIPBodySIP消息SIP協(xié)議消息-起始行起始行SIP起始行分請求行和狀態(tài)行，請求行是請求消息的起始行，狀態(tài)行是相應(yīng)消息的起始行舉例：請求行：REGISTERSIP:registrat.bplaceSIP/2.0

狀態(tài)行：SIP/2.0200OKSIP協(xié)議消息-頭域頭域〔SIPHeader〕攜帶SIP實體的屬性、消息體的屬性等。頭域必須以CRLF結(jié)尾頭域的根本結(jié)構(gòu)舉例：From:sip:287809809@zte;tag=123456787To:sip:287809810@zte;頭域名：頭域值；頭域參數(shù)說明：頭域參數(shù)不是必備的，有些頭域不存在頭域參數(shù)SIP協(xié)議的請求消息頭字段命令名稱對端URI協(xié)議版本

Via：值To：值From：值Call-ID：值Cseq：值Contact：值Max-Forward：值Content-type：值Content-Length：值WhiteSpace：值SDP：值注：Via、From、To、Call-ID、Cseq五個頭域必須包含在每個SIP消息中。Via字段Via:該字段用以指示請求經(jīng)歷的路徑。它可以防止請求消息傳送產(chǎn)生環(huán)路，并確保響應(yīng)和請求的消息選擇同樣的路徑。該字段的一般格式為： Via：發(fā)送協(xié)議發(fā)送方；參數(shù)其中，發(fā)送協(xié)議的格式為：協(xié)議名/協(xié)議版本/傳送層，發(fā)送方為發(fā)送方主機和端口號。Via字段的例如可為： Via:SIP/2.0/UDP:5060From&To字段From:所有請求和響應(yīng)消息必須包含此字段，以指示請求的發(fā)起者。效勞器將此字段從請求消息復(fù)制到響應(yīng)消息。該字段的一般格式為： From:顯示名〈SIPURL〉；tag=xxxFrom字段的例如有： From:"iwf"<sip:6136000@>;tag=aab7090044b2-195254e9To:該字段指明請求的接收者，其格式與From相同，僅第一個關(guān)鍵詞代之以To。所有請求和響應(yīng)都必須包含此字段。To:<sip:6130001@>CallID字段CallID:該字段用以唯一標(biāo)識一個特定的邀請〔或唯一表示一個會話〕。該字段的一般格式為： CallID：本地標(biāo)識@主機，其中，主機應(yīng)為全局定義域名或全局可選路IP地址。CallID的例如可為：Cseq字段Cseq:命令序號。客戶在每個請求中應(yīng)參加此字段，它由請求方法和一個十進(jìn)制序號組成。序號初值可為任意值，其后具有相同的CallID值，但不同請求方法、頭部或消息體的請求，其Cseq序號應(yīng)加1。重發(fā)請求的序號保持不變。ACK和CANCEL請求的Cseq值與對應(yīng)的INVITE請求相同，BYE請求的Cseq值應(yīng)大于INVITE請求，由代理效勞器并行分發(fā)的請求，其Cseq值相同。效勞器將請求中的Cseq值復(fù)制到響應(yīng)消息中去。Cseq的例如為： CSeq:101INVITEContact字段Contact:該字段用于INVITE、ACK和REGISTER請求以及成功響應(yīng)、呼叫進(jìn)展響應(yīng)和重定向響應(yīng)消息，其作用是給出其后和用戶直接通信的地址。Contact字段的一般格式為： Contact：地址；參數(shù)其中，Contact字段中給定的地址不限于SIPURL，也可以是、等URL。其例如可為： Contact:sip:6130000@:5060SIP事務(wù)一個事務(wù)包含一個請求消息，零個或者多個臨時響應(yīng)，一個最終響應(yīng)，ACK一個事務(wù)由唯一的branch來標(biāo)識事務(wù)可以分為兩大類：INVITE事務(wù)和非INVITE事務(wù)INVITE事務(wù)：三次握手非INVIT事務(wù)：兩次握手在事務(wù)中有兩個特殊的事務(wù)〔1〕ACK事務(wù)：對于200ofINVITE確實認(rèn)事務(wù)，是一個單獨的事務(wù)，也就是說一個消息就是一個事務(wù)。〔2〕CANCEL事務(wù)：只能用于CANCELINVITE事務(wù)，不能用于CANCEL非INVITE事務(wù)，CANCEL事務(wù)的branch參數(shù)和INVITE是相同的，CANCEL事務(wù)只能在收到INVITE的臨時響應(yīng)后，最終響應(yīng)前發(fā)送。

SIP對話To標(biāo)簽、From標(biāo)簽和Call-ID一起定義UAC和UAS間對等的SIP關(guān)系，稱為對話。對話不關(guān)心任何消息體的消息；對話由Call-ID，F(xiàn)romTag，ToTag唯一標(biāo)識；建立后不能被修改。〔1〕當(dāng)收到帶ToTag的1XX響應(yīng)〔非100〕時，進(jìn)入EarlyDialog狀態(tài)；〔2〕被叫發(fā)送200OK且主叫收到200OK后，進(jìn)入Confirmed狀態(tài)。主叫被叫INVITE100〔INVITE)180RingEarlyDialog200OKConfirmedDialogACKBYE200OK說明：1.在Early狀態(tài)下，主叫可以通過發(fā)送BYE或CANCEL來終結(jié)對話；2.在Early狀態(tài)下，或者通過被叫的失敗應(yīng)答來終結(jié)對話；3.在Early狀態(tài)下，被叫是不能發(fā)送BYE來終結(jié)對話的；4.Confirmed狀態(tài)下，主叫和被叫都能通過BYE來終結(jié)對話。SIP協(xié)議消息頭實例SIP協(xié)議原理與應(yīng)用SIP協(xié)議呼叫流程SDP協(xié)議SIP協(xié)議概述SIP協(xié)議消息SIP建立通訊的過程用SIP來建立通訊通常需要有六個步驟: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.SIP注冊流程用戶每次開機時都需要向效勞器注冊當(dāng)SIPClient的地址發(fā)生改變時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LocationServer中作用是將AOR地址綁定到某個Contact地址上，便于Proxy在呼叫時查找被叫的地址直接呼叫UACUASINVITE100Trying180Ring200OKACKRTP/RTCP當(dāng)主叫UAC知道被叫的當(dāng)前的位置時，可以通過INVITE消息直接向被叫UAS發(fā)出呼叫請求。直接呼叫最為簡單，并且也是其他呼叫方式的根底。代理呼叫INVITEINVITE100Trying180Ring180Ring200OK200OKACKACKRTP/RTCPUACUAS重定向呼叫INVITE301MovedPermanentACKRTP/RTCPUACUASINVITE180Ringing200OKACK代理呼叫INVITE301MovedPermanentACKRTP/RTCPUACUASINVITE180Ringing200OKACKSIP呼叫流程思考題一INVITEACKUACUAS407INVITEINVITEINVITE100100180180180200200200ACKACKACK雙向RTPMediaSIP呼叫建立和釋放－消息交互SIP協(xié)議應(yīng)用實例SIP協(xié)議跟蹤>INVITESIP協(xié)議跟蹤<180RingSIP協(xié)議跟蹤<200OKSIP協(xié)議跟蹤>ACKSIP協(xié)議跟蹤<BYESIP協(xié)議跟蹤>200OKSIP協(xié)議原理與應(yīng)用SDP協(xié)議SIP協(xié)議概述SIP協(xié)議消息SIP協(xié)議呼叫流程SDP協(xié)議介紹SDP是一個用來描述多媒體會話的應(yīng)用層控制協(xié)議。SDP是一個基于文本的協(xié)議，用于會話建立過程中的媒體類型、編碼方案、地址的協(xié)商等。SDP它不屬于傳輸協(xié)議—它使用適當(dāng)?shù)膮f(xié)議，包括會話通知協(xié)議〔SAP〕、會話初始協(xié)議(SIP)、實時流協(xié)議(RTSP)、MIME擴展協(xié)議的電子郵件以及超文本傳輸協(xié)議〔HTTP〕。SDP協(xié)議介紹在描述一個會話時，SIP消息正文是一個會話描述協(xié)議SDP消息，消息正文格式：SDP協(xié)議詳解V行：該行指示協(xié)議