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1、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

2、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 Netw

3、ork,Registrar Server,DBMS,图例,SIP协议,私有协议,2.功能实体,User AgentProxy ServerRedirect ServerRegistrar ServerLocation 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

4、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 URLURL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。S

6、her-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

7、 = ? header *( | / | ? | : | | & | = | + | $ | , digits = 1*DIGIT,URL的表示规则,例子,sip:sip:j.doe:;transport=tcpsip:?subject=projectsip:+1-212-555-1212:;user=phonesip:sip:alice10.1.2.3sip:sip:alice%sip:;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

8、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

9、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

10、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Cseq32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Cal

11、lID（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,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 :SSSunT SIP2.0status-line = SIP

13、rom : Wang To : softswitch Call-ID : 23434 sation1.SunT CSeq: 1 INVITE Contact : WangSunT,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, RouteResponse Headers:Proxy-Authenticate, Retry-After, Server, Unsupported,

14、 Warning, WWW-AuthenticateEntity 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/subt

15、ype ) ; 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-,关键头域解析(Cseq),Cseq对于每一个请求，客户必须使用Cseq（Co

16、mmand 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CseqBYE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

17、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

18、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： Su

19、bject = （“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,INVITEACKBYEREGISTERCANCELOPTIONS,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

20、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/2.0Via: SIP/2.0/UDP 192.190.132.20:3456Call-ID: a2e3a192.190.132.20From: sip: mary192.190.132.20To: sip: john192.190.132.31Cseq 1 INVITEContent-type: application/sdpContent-Length: 98v=0 o=mary 31

21、23 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 192.190.132.20:3456i: a2e3a192.190.132.20f: sip: mary192.190.132.20t: sip: john192.190.132.31Cseq 1 INVITEc: application/sdpl: 98v=0 o=john 5664 45645

22、6 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/2.0Via: SIP/2.0/UDP 192.190.132.20:3456Call-ID: a2e3a192.190.132.20From: sip: mary192.190.132.20To: sip: john192.190.132.31Cseq 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

23、息后，必须停止向对方发送媒体流,BYE sip:mary192.190.132.20 SIP/2.0v: SIP/2.0/UDP 192.190.132.31:3456i: a2e3a192.190.132.20From: sip: john192.190.132.31To: sip: mary192.190.132.20Cseq 2 BYE,SIP/2.0 200 OK Via: SIP/2.0/UDP 192.190.132.31:3456Call-ID: a2e3a192.190.132.20From: sip: john192.190.132.20To: sip: mary192.19

24、0.132.31Cseq 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Cs

25、eq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,6SIP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 Resp

26、onses 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

27、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

28、 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5XX)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

29、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

30、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1K byte一个包中只能有一个会话。,SDP的传送格式,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

31、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 Descriptionv=(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

32、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=*

33、(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0o=mhandley 2890844526 2890842

34、807 IN IP4 126.16.64.4o= 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URIe=mjhisi.edu (Mark Handley)p=+44-171-38

35、0-777 / Email 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 t

36、ime 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,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

37、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,INVITEjohn192.190.132.31c=IN IP4 192.190.132.20m=audio 49170 RTP/AVP 0 3,200 OKc=IN IP4 192.190.132.31m=audio 12345 RTP/AVP 3,Johns terminal rings,ACK,192.190.132.31,John,Mary,Port 12345,The re

38、sponse 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

39、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:/（最新应用）3) Http:/（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,

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