1、SIP的基本概念和相關(guān)元素

SIP是一個(gè)對(duì)等的協(xié)議，類(lèi)似P2P。例如：Bob給Alice發(fā)送一個(gè)INVITE請(qǐng)求，說(shuō)“Hi，一起吃飯吧”，Alice說(shuō)“好的”，電話就接通了。

在SIP網(wǎng)絡(luò)中，Alice和Bob都稱(chēng)為用戶(hù)代理（UA）。UA是在SIP網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起或者響應(yīng)SIP處理的邏輯實(shí)體。UA是由狀態(tài)的。UA有兩種：一種是UAC，它是發(fā)起SIP請(qǐng)求的一方，如Bob；另一種是UAS，它是接受請(qǐng)求并發(fā)送響應(yīng)的一方，如Alice。

若Bob和Alice是經(jīng)人介紹認(rèn)識(shí)的，Bob想請(qǐng)Alice吃飯就需要中間人M傳話，而中間這個(gè)人就叫代理服務(wù)器（Proxy Server）。還有另一種中間人稱(chēng)為重定向服務(wù)器（Rediret Server），它類(lèi)似于M告訴Bob，我不知道Alice在哪，但W知道，我把W的電話號(hào)碼告訴你，你直接問(wèn)她。這樣的M叫重定向服務(wù)器，W叫代理服務(wù)器。這兩種服務(wù)器都是UAS，它們主要是提供一對(duì)欲通話的UA之間路由選擇功能。

若Alice的位置會(huì)不停發(fā)生變化，但它又希望Bob能隨時(shí)找到他，只要Alice每換一個(gè)位置就告訴M，它就向M重新“注冊(cè)”，這樣M就叫注冊(cè)服務(wù)器。

為了理解B2BUA，我們來(lái)看一個(gè)故事。M認(rèn)識(shí)Bob而W認(rèn)識(shí)Alice，M和W有意撮合兩個(gè)年輕人，但兩人沒(méi)有互留電話。Bob想知道Alice對(duì)他的感覺(jué)，于是打電話問(wèn)M，M不認(rèn)識(shí)Alice，就問(wèn)W，W就打電話問(wèn)Alice，Alice說(shuō)印象還不錯(cuò)，W就把這句話告訴M，M就告訴Bob。M面向Bob，W面向Alice，他們兩個(gè)合在一起，就稱(chēng)為B2BUA。 

其實(shí)四個(gè)人全是UA，在SIP世界中，所有UA都是平等的。M和W組成了實(shí)現(xiàn)軟交換功能的交換機(jī)，它們對(duì)外說(shuō)的語(yǔ)言是SIP，在內(nèi)部使用自己的語(yǔ)言溝通。Bob和Alice就分別成為軟電話或者SIP電話機(jī)。

2、SIP協(xié)議的基本方法和頭域簡(jiǎn)介

SIP定義了6中基本方法：

基本方法

說(shuō)明

REGISTER 

注冊(cè)聯(lián)系信息

INVITE

發(fā)起一個(gè)呼叫 

ACK

對(duì)INVITE消息的最終響應(yīng) 

CANCEL

取消一個(gè)等待處理或者正在處理的請(qǐng)求

BYE

終止一個(gè)會(huì)話

OPTIONS

查詢(xún)服務(wù)器和能力，也可用作ping測(cè)試

所有SIP消息必須包含以下6個(gè)頭域：

名稱(chēng)

描述 

Call-ID

用于區(qū)分不同會(huì)話的唯一標(biāo)志 

CSeq

順序號(hào)，用于在同一會(huì)話中區(qū)分事務(wù)

From

說(shuō)明請(qǐng)求來(lái)源

To

說(shuō)明請(qǐng)求接受方

Max-Forword

限制跳躍點(diǎn)數(shù)和最大轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)

Via

描述請(qǐng)求消息經(jīng)過(guò)的路徑

3、SIP注冊(cè)  

Alice發(fā)起注冊(cè)：

REGISTER sip:191.169.150.30 SIP/2.0

From: sip:6540012@191.169.150.30;tag=16838c16838

To: sip:6540012@191.169.150.30;tag=946e6f96

Call-Id: 1-reg@191.169.150.251

Cseq: 2762 REGISTER

Contact: sip:6540012@191.169.150.251

Expires: 100

Content-Length: 0

Accept-Language: en

Supported: sip-cc, sip-cc-01, timer

User-Agent: Pingtel/1.2.7 (VxWorks)

Via: SIP/2.0/UDP 191.169.150.251

第一行：請(qǐng)求起始行。REGISTER請(qǐng)求消息。表示終端向IP地址為191.169.150.30的SoftX3000發(fā)起登記。SIP版本號(hào)為2.0。

第二行：From字段。指明該REGISTER請(qǐng)求消息由SoftX3000（IP地址：191.169.150.30）控制的Alice發(fā)起的。

第三行：To字段。指明REGISTER請(qǐng)求接收方的地址。此時(shí)REGISTER請(qǐng)求的接收方為IP地址為191.169.150.30的SoftX3000。

第四行：Call-ID字段。該字段唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)特定的邀請(qǐng)，全局唯一。Call-ID為“1-reg@191.169.150.251”，191.169.150.251為發(fā)起REGISTER請(qǐng)求的Alice的IP地址，1-reg為本地標(biāo)識(shí)。

第五行：Cseq字段。此時(shí)用于將REGISTER請(qǐng)求和其觸發(fā)的響應(yīng)相關(guān)聯(lián)。

第六行：Contact字段。在REGISTER請(qǐng)求中的Contact字段指明用戶(hù)可達(dá)位置。表示Alice當(dāng)前的IP地址為“191.169.150.251”，電話號(hào)碼為“6540012”。

第七行：表示該登記生存期為100s。

第八行：表明此請(qǐng)求消息消息體的長(zhǎng)度為空，即此消息不帶會(huì)話描述。

第九行：表示原因短語(yǔ)、會(huì)話描述或應(yīng)答消息中攜帶的狀態(tài)應(yīng)答內(nèi)容的首選語(yǔ)言為英語(yǔ)。

第十行：表示發(fā)送該消息的UA實(shí)體支持sip-cc, sip-cc01以及timer擴(kuò)展協(xié)議。timer表示終端支持session-timer擴(kuò)展協(xié)議。

第十一行：發(fā)起請(qǐng)求的用戶(hù)終端的信息。此時(shí)為UA的型號(hào)和版本。

第十二行：Via字段。該字段用于指示該請(qǐng)求歷經(jīng)的路徑?！癝IP/2.0/UDP”表示發(fā)送的協(xié)議，協(xié)議名為“SIP”，協(xié)議版本為2.0，傳輸層為UDP；“191.169.150.251”表示該請(qǐng)求消息發(fā)送方SIP終端IP地址為191.169.150.251。

Freeswitch返回401響應(yīng)：

SIP/2.0 401 Unauthorized

From:;tag=16838c16838

To:;tag=946e6f96

CSeq: 2762 REGISTER

Call-ID: 1-reg@191.169.150.251

Via: SIP/2.0/UDP 191.169.150.251

WWW-Authenticate: Digest realm="huawei.com",nonce="200361722310491179922"

Content-Length: 0

Alice重新發(fā)起注冊(cè)請(qǐng)求：

REGISTER sip:191.169.150.30 SIP/2.0

From: sip:6540012@191.169.150.30;tag=16838c16838

To: sip:6540012@191.169.150.30;tag=946e6f96

Call-Id: 1-reg@191.169.150.251

Cseq: 2763 REGISTER

Contact: sip:6540012@191.169.150.251

Expires: 100

Content-Length: 0

Accept-Language: en

Supported: sip-cc, sip-cc-01, timer

User-Agent: Pingtel/1.2.7 (VxWorks)

Authorization: DIGEST USERNAME="6540012", REALM="huawei.com", NONCE="200361722310491179922", RESPONSE="b7c848831dc489f8dc663112b21ad3b6", URI="sip:191.169.150.30"

Via: SIP/2.0/UDP 191.169.150.251

用戶(hù)認(rèn)證成功：

SIP/2.0 200 OK

From:;tag=16838c16838

To:;tag=946e6f96

CSeq: 2763 REGISTER

Call-ID: 1-reg@191.169.150.251

Via: SIP/2.0/UDP 191.169.150.251

Contact:;expires=3600

4、SIP呼叫流程

UA間直接呼叫

首先Bob向Alice發(fā)送INVITE消息請(qǐng)求建立SIP會(huì)話。Alice的UA回100 Trying消息，意思是說(shuō)我收到你的請(qǐng)求了，先等一會(huì)。接著Alice電話開(kāi)始振鈴，并給對(duì)方回復(fù)180 Ringing。Bob的

UA收到該消息后即可以播放回鈴音，以提示Bob對(duì)方的話機(jī)正在振鈴。接著Alice接了電話，她發(fā)送200 OK消息給Bob，該消息是對(duì)INVITE消息的最終響應(yīng)，而先前的100和180消息都是臨時(shí)狀態(tài)。Bob收到200后向Alice回復(fù)ACK證實(shí)消息。INVITE-200-ACK完成三次握手的操作，保證呼叫可以正常進(jìn)行。其中INVITE-1xx-200等消息合在一起成為一個(gè)事務(wù)。最后Alice掛斷電話，向Bob發(fā)送BYE消息，Bob收到BYE后回復(fù)200 OK，通話完畢。

SIP狀態(tài)碼由三位數(shù)字組成：

1xx：響應(yīng)為臨時(shí)狀態(tài)，表明呼叫進(jìn)展的情況；

2xx：表明請(qǐng)求已被成功收到、理解和接受；

3xx：表明SIP請(qǐng)求需要轉(zhuǎn)向到另一個(gè)UAS處理；

4xx：由客戶(hù)端或網(wǎng)絡(luò)引起的請(qǐng)求失敗，客戶(hù)端應(yīng)該重新修改請(qǐng)求，然后重發(fā)；

5xx：服務(wù)器內(nèi)部錯(cuò)誤；

6xx：全局性錯(cuò)。

通過(guò)B2BUA呼叫

呼叫流程略。

注意：Bob呼叫Alice，由于Bob是主叫方，他已經(jīng)知道服務(wù)器的地址了，因此可以直接給服務(wù)器發(fā)送INVITE消息，因而它是不需要注冊(cè)的。而Alice不同，它是作為被叫的一方，為了讓服務(wù)器能夠找到它，必須事先通過(guò)REGISTER消息注冊(cè)到服務(wù)器上。

5、SDP

SIP負(fù)責(zé)建立會(huì)話和釋放會(huì)話，一般來(lái)說(shuō)，會(huì)話會(huì)包含相關(guān)的媒體，如視頻和音頻。媒體數(shù)據(jù)是由SDP描述的，它被放在SIP協(xié)議的正文中。

一個(gè)空行把SIP頭與SIP正文隔開(kāi)，下面我們主要討論SDP部分：

v=0

o=HuaweiSoftX3000 1073741831 1073741831 IN IP4 191.169.200.61

s=Sip Call

c=IN IP4 191.169.200.61

b=AS:2064

t=0 0

m=audio 30014 RTP/AVP 8 0 98 101

a=rtpmap:98 ILBC/8000

a=rtpmap:101 telephone-event/8000

a=fmtp:101 0-15

a=sendrecv

m=video 32914 RTP/AVP 123

b=TIAS:2000000

a=rtpmap:123 H264/90000

a=fmtp:123 profile-level-id=428014;packetization-mode=0

a=rtcp-fb:* nack pli

a=sendrecv

v=：表示協(xié)議的版本號(hào)；

o=：表示源。值域中各項(xiàng)含義依次是 用戶(hù)名、會(huì)話ID、會(huì)話版本號(hào)、網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、地址類(lèi)型、單播地址；

s=：表示SDP所描述的Session的名稱(chēng)；

c=：連接數(shù)據(jù)，值域中以空格分配的兩個(gè)字段分別是網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型和網(wǎng)絡(luò)地址，以后的RTP流就會(huì)發(fā)到該地址上；

b=：帶寬類(lèi)型；

t=：起止時(shí)間。0表示無(wú)限；

m=：媒體類(lèi)型。audio表示音頻，30014表示音頻端口號(hào)，RTP/AVP是傳輸協(xié)議，后面是支持的Codec類(lèi)型，8和0分別代表PCMA和PCMU，它們屬于靜態(tài)編碼，98和101屬于動(dòng)態(tài)編碼；

a=：屬性。用于描述音頻的屬性。上面98代表8000Hz的ILBC編碼，101代表RFC2833DTMF事件。a=sendrecv表示該媒體流可用于收和發(fā)，還有sendonly（僅收）、recvonly（僅發(fā)）和inactive（不收不發(fā)）。