SIP协议初级讲义(V2.0)

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,SIP,协议初级讲义,基本信息,适用对象：,SIP,协议初学者,学习目标：,掌握,SIP,协议的基本术语,理解,SIP/SDP,消息,掌握,SIP,协议的寻址过程,掌握媒体协商过程,掌握,SIP,呼叫流程,具有,SIP,协议的独立学习能力,时间：,3小时学习1小时讨论,学习内容,1. 概述(*),2.,SIP,的功能实体,3. SIP,的寻址,4. SIP,消息体结构,(*),5. SIP,请求消息(*),6. SIP,响应消息,7.,Sdp,协议,8.,SIP,的能力协商,9.案例分析(*),10.测验,11.实现方法入门,12.,SIP,学习方法,*部分将重点讲述,1.SIP,协议概述,基本情况,主要特点,主要结构,名词解析,基本情况,创立,组织：,IETF/,mmusic,工作组,IP,网络协议的后起之秀，是,NGN,的理想协议,时间：1995开始研究,1999年2月提出草案,草案编号,：RFC2543,目前版本：,Version 9（Feb，2002）,主要特点,是应用层的控制协议，可以建立，修改和结束多媒体会话。,独立于,TCP,或者,UDP，,使用自己应用层协议保证消息的可靠传送。,消息体采用文本方式,以客户服务器方式建立会话,灵活的寻址方式,SIP,没有媒体协商功能，往往需要集成,SDP,协议,主要结构,UserAgent,SIP Proxy Server,UserAgnet,SIP Redirect Server,SIP Proxy Server,Location Server,IP Network,Regist,r,ar,Server,DBMS,图例,SIP,协议,私有协议,2.,功能实体,User Agent,Proxy Server,Redirect Server,Registrar Server,Location Server,功能实体,（1）,User Agent（,呼叫代理）,是,SIP,网络的终端，具体的分为,UserAgent,Client,和,UserAgent,Server。UAC,是客户端，表示主叫；,UAS,是服务端，表示被叫。,REGISTRAR SERVER（,注册服务器）,接受客户端的注册请求，将用户的地址信息写入数据库，并返回注册状态。,功能实体,（2）,REDIRECT SERVER（,重定向服务器）,接受,SIP,的请求，映射请求的原地址成零个或者多个,IP,地址，并且返回给客户端。 由客户端重新发起请求。,LOCATION SERVER（,定位服务器）,管理若干数据库，接受由,Redirect Server,或者,Proxy Server,的路由查询。,功能实体,（3）,Proxy Server（,代理服务器）,完成,SIP,消息的转接和转发功能，可以修改,SIP,消息内容。具体功能有：,呼叫认证,状态管理,路由选择,失败重传,3.,SIP,协议的寻址,SIP URL,URL,的表示规则,定位,UserAgent,定位方式,SIP URL,SIP,依靠,URL,进行路由,。,SIP URL,的格式可以是,EmailID,或者是,E.164,地址。,SIP:,userhost,TEL:85521717,suntektech,.com,URL,可以用在下面头域中：,FROM,头域,FROM:,TO,头域,TO:,CONTACT,头域：,可以方便的嵌入网页，提供多种网上业务,SIP-URL = sip: ,userinfo, ,hostport,url,-parameters headers ,userinfo,= user : password ,user = *( unreserved | escaped,| & | = | + | $ | , ),password = *( unreserved | escaped,| & | = | + | $ | , ),hostport,= host : port ,host = hostname | IPv4address,hostname = *(,domainlabel,. ),toplabel, . ,domainlabel,=,alphanum,|,alphanum,*(,alphanum,| - ),alphanum,toplabel,= alpha | alpha *(,alphanum,| - ),alphanum,IPv4address = 1*digit . 1*digit . 1*digit . 1*digit,port = *digit,url,-parameters = *( ;,url,-parameter ),url,-parameter = transport-,param,| user-,param,| method-,param,|,ttl,-,param,|,maddr,-,param,| other-,param,transport-,param,= transport= ( ,udp, | ,tcp, ),ttl,-,param,= ,ttl,=,ttl,ttl,= 1*3DIGIT ; 0 to 255,maddr,-,param,= ,maddr,= host,user-,param,= user= ( phone | ,ip, ),method-,param,= method= Method,tag-,param,= tag= UUID,UUID = 1*( hex | - ),other-,param,= ( token | ( token = ( token | quoted-string ),headers = ? header *( & header ),header =,hname,=,hvalue,hname,= 1*uric,hvalue,= *uric,uric = reserved | unreserved | escaped,reserved = ; | / | ? | : | | & | = | + | $ | ,digits = 1*DIGIT,URL,的表示规则,例子,sip:j.doe,sip:j.doe:secret;transport=,tcp,sip:j.doe?subject=project,sip:+1-212-555-1212:1234;user=phone,sip:1212,sip:,alice,10.1.2.3,sip:,alice,sip:,alice,%,sip:,alice,;method=REGISTER,定位,Proxy,服务器,配置,UA,指向,Proxy Server,配置,UA,指向,Redirect Server，,由,Redirect Server,分配合适的,Proxy Server,定位,SIP,UserAgent,Server（,被叫）,User Agent,激活时通过,Registrar Server,注册。,Proxy Server,通过,Location Server,得到,User Agent Server,的路由。,Proxy Server,根据地址呼叫,UserAgent,Server,如果没有能到达,UserAgent,Server,的路由，必须返回,UserAgent,Client（,主叫）具体的原因，包括代码和文字的原因。,定位,UserAgent,的方式,简单方式,主叫,Proxy,可以直接发送请求消息到被叫，建立会话。只适应小型网络。,复杂方式,主叫的,Proxy Server,也可以发请求消息到被叫的,Proxy Server，,由,Proxy Server,根据,URI,重新定位,UserAgent,Server。,注意的问题（1）,Location Server,可能会返回几个位置，,Proxy Server,可以决定如何处理。,如果,Proxy Server,转发,SIP,请求，它必须将自己的,IP,地址加入到,Via,部分的开头。而在返回的时候，将,Via,域中的地址去掉。,注意的问题（2）,在进行,Forks,定位时，用相同的,CallID，,Cseq,，,而,Tags,不同。,Proxy,有两种形式：,有状态,返回,UserAgent,100,消息，表示,Proxy,可以完成状态的管理,无状态,Proxy,不能管理呼叫状态，必须有,UserAgent,自己解决,注意的问题（3）（比较,CallID,/,CSeq,/Tag）,CallID,是会话的唯一标志,一个会话过程使用同一个,CallID,随机产生,Cseq,是会话命令的序列,一个,Transaction,使用同一个,Cseq,32,位无符号整数,判断命令的版本,以,Bye,结束会话时增加,“,tag”,是一个标签，用来区别会话中的不同对象。,出现在请求的,From,头域中，当共享同一个,SIP,地址的用户的两个实例使用同一个,Call-ID,发出邀请时，必须使用此“,tag”。,Proxy,使用,tag,来判断消息是传给自己，还是给用户。,单个用户的,Tag,在呼叫过程中保持一致,注意的问题（4）,CALL LEG （,呼叫历程）,Call leg,用,CallID,（,呼叫标识）、,From（,源方）和,To（,目的地）的组合来标识一个会话。,TRANSACTION（,事务）,SIP,定义一个请求及其最终应答称为一个事务,。,所有应答有相同的,Call-ID,Cseq,To,和,From,域。,4.,SIP,消息体结构,消息体结构,头域说明,SIP,消息体组成,响应的,SIP,版本,SP,状态码,SP,原因短语,CRLF,请求的方法,SP,请求的,SIP-URL SP SIP,版本,CRLF,General-header,| Request-header,| Response-header,| Entity-header,消息体（,SDP,原码，加密的,SDP，）,起始行,Start-Line,消息头域,Message-line,空行,CRLF,消息体,Message-body,Start line（,起始行详细描述）,起始行,Start-Line =,request-line | status-line,request-line = Method SP Request-URI SP SIP-Version CRLF,INVITE sip :,SS,SunTek,.com,SIP2.0,status-line = SIP-Version SP status-code SP phase CRLF,SIP2.0 200 OK,General headers,（,通用头域）,路由信息：,Accept | Accept-Encoding | Accept-Language | Contact | Date| Encryption| Expires | From | Record-Route |Timestamp,呼叫标示 ：,Call-ID,CSeq,INVITE sip: Sip,SunTek,.com,SIP2.0,Via: SIP/2.0/UDP proxy.,SunTek,.com,Via: SIP/2.0/UDP sation1.,SunTek,.com,From : Wang ,To :,softswitch,Call-ID : 23434 sation1.,SunTek,.com,CSeq,: 1 INVITE,Contact :,Wang,SunTek,.com,其他头域（请求、响应、实体）,Request Headers:,Hide, In-Reply-To, Max-Forwards, Priority, Proxy-Authentication, Proxy-Require, Response-Key, Subject, Route,Response Headers:,Proxy-Authenticate, Retry-After, Server, Unsupported, Warning, WWW-Authenticate,Entity Headers:,Allow, Content-Disposition, Content-Encoding, Content-Language, Content-Length, Content-Type, Expires,关键头域解析(,Accept,CallID,),Accept :,指明请求方所能接受的响应类型.,媒体类型:,Internet media types, defined in MIME,缺省值是,application/,sdp,.,syntax Accept : # ( */* | type/* | type/subtype ) ; q= value;,Example : Accept : text/plain; q=0.5, text/html,text/x-,dvi,; q=0.8, text/x-c,CallID,：,唯一标识一个会话，保持全球的唯一性,Call-ID,区分大小写,随机产生，有效的提高安全性,CallID,相同，消息体不同时将更新会话,Syntax:,Call-ID = (“Call-ID” | “i”)”:”local-id”host,Example:Call-ID: f81d4fae-7dec-11d0-a765-00a0c91e6bf6,foo,关键头域解析(,Cseq,),Cseq,对于每一个请求，客户必须使用,Cseq,（Command sequence）,通用头域,重传请求用相同的,Cseq,ACK,和,CANCEL,相应必须返回跟,INVITE,请求相同的,Cseq,BYE,请求释放一个请求时必须含有以更高数值的,Cseq,用户代理服务器必须记住同一个,Call-ID,的,INVITE,请求的最高序列数。,所有在并行搜寻中产生的请求拥有和触发此并行搜寻的请求一样的,Cseq,值。,Syntax:,Cseq,=“,Cseq,” “：” 1*DIGIT Method,Funtion,：,不用比较消息体就可以将不同消息区分开来,Example:,CSeq,: 4711 INVITE,关键头域解析（,From，To）,From,（,源地址）,请求和响应必须包含,From,通用头域，指示请求的初始者,“,tag”,可以出现在一个请求的,From,头域中，当共享同一个,SIP,地址的用户的两个实例使用同一个,Call-ID,发出邀请时，必须使用此“,tag”,如,Forks。,To,（,目的地地址）,To,通用头域说明了请求的接收者,如果请求包含了不止一个,Via,头域，则必须增加“,tag”,参数。,Syntax:,To =（“To” | “t”）“：”（name-,addr,|,addr,-spec）*（“；”,addr,-,params,）,Example:,To: The Operator ;tag=287447,关键头域解析（,Max-Forwards,Via),Max-Forwards,（,最大前转数目）,用来限制前转请求的代理或者网关的数目，防止死循环。,适用于任何请求方式，,防止死循环的还有,Via,域,Via,头域指示请求迄今为止所走的路径。,确保消息能够迎着原请求路径返回,防止死循环,关键头域解析（,ContentLength),Content-Length,（,内容长度）,实体头域指示消息体的长度。形式上以八个比特为一个字节。,服务器如果收到一个包含有,Content-Length,域的,UDP,请求。但它的值比消息体的实际长度大，客户则应产生一个400类的响应。,关键名词解析（,Subject),Subject,（,标题）,为,请求头域提供了一个摘要，或者指示了呼叫的实际情况,可以不必分析通话描述便可过滤呼叫。,Syntax：,Subject =,（“,subject,”,|,“,s,”）“：”,*TEXT-UTF8,Timestamp,（,时间标记）,指示客户何时向服务器发送请求,服务器不能修改此值,可以计算,Round-Trip,时间，以便更改,TimeOut,时间,5.,SIP,请求消息,INVITE,ACK,BYE,REGISTER,CANCEL,OPTIONS,INVITE（,会话邀请）,INVITE,用于发起一个会话请求，建立会话的三个基本头域参数（,CallID,From,To）。,此三个基本参数在会话过程中保持不变。,INVITE,消息体中带有本次会话的基本参数,连接地址,主叫媒体能力,带宽指示,ACK（,邀请证实）,证实,INVITE,请求,ACK,只和,INVITE,请求一起使用,ACK,有,UserAgent,Client（,主叫）发出,ACK,中的,CallID,From,To,Cseq,由,INVITE,消息复制而来,INVITE sip:john192.190.132.31 SIP/2.0,Via: SIP/2.0/UDP 192.190.132.20:3456,Call-ID: a2e3a192.190.132.20,From: sip:,mary,192.190.132.20,To: sip: john192.190.132.31,Cseq,1 INVITE,Content-type: application/,sdp,Content-Length: 98,v=0,o=,mary,3123 121231 IP IP4 192.190.132.20,c=IN IP4 192.190.132.20,m=audio 49170 RTP/AVP 0,Mary,192.190.132.20,192.190.132.31,John,SIP/2.0 200 OK,v: SIP/2.0/UDP 192.190.132.20:3456,i: a2e3a192.190.132.20,f: sip:,mary,192.190.132.20,t: sip: john192.190.132.31,Cseq,1 INVITE,c: application/,sdp,l: 98,v=0,o=john 5664 456456 IP IP4 192.190.132.31,c=IN IP4 192.190.132.31,m=audio 23244 RTP/AVP 0,ACK sip:john192.190.132.31 SIP/2.0,Via: SIP/2.0/UDP 192.190.132.20:3456,Call-ID: a2e3a192.190.132.20,From: sip:,mary,192.190.132.20,To: sip: john192.190.132.31,Cseq,1 ACK,Invite Details,BYE（,结束会话）,作用：结束当前会话,可以由,UAC（,主叫）或者,UAS（,被叫）发起,UA,收到,BYE,消息后，必须停止向对方发送媒体流,BYE sip:,mary,192.190.132.20 SIP/2.0,v: SIP/2.0/UDP 192.190.132.31:3456,i: a2e3a192.190.132.20,From: sip: john192.190.132.31,To: sip:,mary,192.190.132.20,Cseq,2 BYE,SIP/2.0 200 OK,Via: SIP/2.0/UDP 192.190.132.31:3456,Call-ID: a2e3a192.190.132.20,From: sip: john192.190.132.20,To: sip:,mary,192.190.132.31,Cseq,2 BYE,Bye Details,192.190.132.20,192.190.132.31,REGISTER（,用户注册）,用于,UA,向,Registrar Server,中登记,Request-URI：,要注册的域名,To：Registrar Server,分析,To,头域的,URI，,将其与,UA,的,IP,地址关联起来,Contact：UA,发送注册信息中有可选的,Contact,头域，可以将,Contact,的,URI,也关联到,UA,的,IP,地址。,注册例子,CANCEL（,取消会话）,作用：取消正在建立的会话（注意不能取消已经建立的会话）,UA,收到,CANCEL,命令时，如果发现,CallID,，FROM，TO,和,Cseq,一致时，便取消本次会话。,典型应用：,Proxy,取的用户的几个联系地址，同时发起邀请，但其中有些有返回时，对其他还没有返回的地址，可以发送,CANCEL。,OPTIONS（,能力查询）,用途,在发送会话请求之前查询,UserAgent,Server,的能力集,响应消息复制,OTIONS,命令的,CALLID，FROM，TO,值,返回的能力可以在下面的头域中取得：,Allow：,支持的消息（,INIVTE,ACK,等）,Accept-Language：,支持的语言,SDP：,支持能力,6,SIP,的响应消息,响应消息的具体格式,状态码定义,SIP,响应消息的格式,状态码定义,1xx Responses - Information Responses,2xx Responses - Successful Responses,3xx Responses - Redirection Responses,4xx Responses - Request Failures Responses,5xx Responses - Server Failure Responses,6xx Responses - Global Failure Responses,Status Code（1XX，2XX，3XX）,Informational 1xx,指示消息,100,Trying,（,尝试）,180,Ringing,（,振铃）,181,Call Is Being Forwarded,（,呼叫正被前转）,Successful 2xx,请求成功，终止搜寻,200,OK,（,成功）,Redirection 3xx,重定向,300 Multiple Choices（,多个选择）,301,Moved Permanently（,永久转移）,302,Moved Temporarily（,临时转移）,305,Use Proxy（,使用代理）,380,Alternative Service（,可选的服务）,Status Code（4XX）,Request Failure 4xx (,客户端请求失败),400,Bad Request（,错误请求）,401,Unauthorized（,未鉴权）,402,Payment Required（,需要支付（付款）,403,Forbidden（,禁止）,404,Not Found（,未找到）,405,Method Not Allowed（,方式不允许）,406,Not Acceptable（,不接受）,407,Proxy Authentication Required（,需要代理验证）,486,Busy Here（,本地忙）,Status Code（5XX，6XX）,Server Failure 5xx(,服务器失败5,XX),500 Server Internal Error（,服务器内部错误）,501,Not Implemented（,未实现）,502,Bad Gateway（,错误的网关）,503,Service Unavailable（,无效服务）,504,Gateway Time-out（,网关超时）,505,Version Not Supported（,不支持的版本）,Global Failure 6xx,600 Busy Everywhere（,全忙）,603,Decline（,拒绝）,604,Does Not Exist Anywhere（,不存在）,606,Not Acceptable（,不接受）,7. SDP,协议介绍,协议概述,协议格式,理解,SDP,协议,SDP,协议概述,协议说明,全称是,Session Description Protocol,（By,ITEF,/,MMUSIC）,SDP,功能概述,通过会话公告将会议的地址，时间，媒体和建立等信息告知的会话参加者，,获得这些信息后可以加入会话,。,SDP,的责任和传送,SDP,定义了会话描述的统一格式，但并不定义多播地址的分配和,SDP,消息的传送，也不支持媒体编码方案的协商,SDP,描述的信息封装在传送协议中发送，典型的会话传送协议包括：会话公告协议（,SAP,，,SIP,，,RTSP,，,HTTP ）,Header,：,所用会话协议的控制信息,Text payload,：,是,SDP,的会话描述。,文本的,Payload,必须小于,1,K byte,一个包中只能有一个会话。,SDP,的传送格式,Header,Text Payload,会话描述格式,综述,SDP,会话描述由很多文本行组成，每个文本行的格式是,=,1,）,是一个字符，,取决于,的变化。,2,）两者必须区分大小写（通常都是小写）,3,）,一般由多个字段组成，各个字段由一个空格符分隔，也可以是一个自由格式阿文本串。,4,）“”两侧不允许有空格。,会话描述格式,Session Description,v=(protocol version),o=(owner/creator,and session identifier).,s= (session name),i=* (session information),u=* (URI of description),e=* (email address),p=* (phone number),c=*(connection information - not required,if included in all media),b=* (bandwidth information),One or more time descriptions (see below),z=* (time zone adjustments),k=* (encryption key),a=* (zero or more session attribute lines),Zero or more media descriptions (see below),Sdp,语法,Time description,t= (time the session is active),r=* (zero or more repeat times),Media description,m= (media name and transport address),i=* (media title),c=* (connection information - optional if included at session-level),b=* (bandwidth information),k=* (encryption key),a=* (zero or more media attribute lines),例子,v=0,版本是,0,o=,mhandley,2890844526 2890842807 IN IP4 126.16.64.4,o= ,取决于,NTP,（,Network Time Protocol,）, is increased when a modification,is made,s=SDP Seminar /,只能有一个,Session name,i=A Seminar on the session description protocol,对于会话水平和媒体水平，都只能是一个,i.,u=http:/www.,cs,.,ucl,.ac.,uk,/staff/M.Handley/,sdp,.03.,ps,/,可选的，允许有多个,URI,e=,mjh,isi,.,edu,(Mark Handley),p=+44-171-380-777,/ Email&Phone,可多选，也可不选。,+,表示国家代码,;,表示号码连接符,c=IN IP4 224.2.17.12/127/3,/ Connection Data,/ c= ,/ IN stand for Internet /127 stand for TIME TO LIVE (range 0-255),/3,表示后面连接的地址生命期是,127,b=12345678:8,/ b=:,。,可选项,modifier,是带宽的修饰语，带宽值的单位是,kilobits/second,t=2873397496 2873404696,/ t= ,如果,stop time,为零，则会话无效；如果,start time,为,0,，则永久有效。注意要写上,start time,和,stop time，,以防止,防止意外。,K=,uri,:,/ Encryption Keys k=:,/,到,URI,指定的地址取密钥,a=,recvonly,/ a=,m=audio 49170 RTP/AVP 0,/,可多选,m= ,/ AVP=audio/video profile,/ ,参考下页表,m=video 51372 RTP/AVP 31,Audio Encoding,Payload type,1016,1,DVI4,5, 6,G721,2,G722,9,G728,15,GSM,3,L16,10, 11,LPC,7,MPA,14,PCMA,8,PCMU,0,Payload types for standard audio encoding,8 .,能力协商,协商介绍,协商例子,UA,能力协商概述,主叫携带能力集,INVITE,的消息体中带有,UAC（,主叫）的能力集,被叫证实能力,UAS（,被叫）在从主叫的能力集中选择一种，通过200,OK,消息返回,根据消息体中的,IP,地址和端口号创建,RTP,流,c=IN IP4 192.190.132.3,（例子参加案例分析之“基本呼叫”）,9.案例分析,最简单的呼叫,经过两个,Proxy,的呼叫,呼叫转移,INVITE,john192.190.132.31,c=IN IP4 192.190.132.20,m=audio 49170 RTP/AVP 0 3,200,OK,c=IN IP4 192.190.132.31,m=audio 12345 RTP/AVP 3,Johns terminal rings,ACK,192.190.132.31,John,Mary,Port 12345,The response indicates that Johns terminal can receive,GSM data, on port 12345,192.190.132.20,例子一：最简单的呼叫,180,Ring,GSM Stream,200 OK,BYE,例子二：经过两个,Proxy,的呼叫,例子三： 遇忙转移,User A,Proxy,User B1,INVITE,INVITE,100,Trying,468,Busy,ACK,INVITE,180,Ringing,180,Ringing,200,OK,200,OK,ACK,ACK,Both way RTP voice,BYE,BYE,200,OK,200,OK,10. 测验,SIP,网络的主要功能实体是什么？,SIP,协议有什么请求消息？,SIP,如何寻址？,如何进行媒体协商？,画出经过一个,Proxy Server,的呼叫序列图,11.,SIP,协议的实现方法入门,概述,封装消息,解析消息,状态机,实现方法概述,封装消息,解析消息,状态机的实现,12.,SIP,的继续学习方法,SIP,协议原文（,RFC2543）,SIP,协议的扩展（,RFC2976）,SIP,的权威站点,1）,http:/www.,ietf,.org/html.charters/sip-charter.html,（,官方站点）,2),Http:/www.,sipforum,.com,（,最新应用）,3),Http:/www.,sinpcenter,.com,（,最新应用）,4),Http:/www.,vovida,.org,（,免费源代码组织）,5),http:/www.,cs,.,columbia,.,edu,/,hgs,/sip/,（SIP,的哥伦比亚大学老家）,Contact me when you are troubled with SIP.,It is my pleasure to discuss with you!,Kermit,