SIP原理分析与详解

1、sip原理与应用,内容简介,历史回顾和概述 sip的结构和消息 sip的呼叫流程 sip与h.323的比较,历史回顾,sip 出现于二十世纪九十年代中期，源于哥伦比亚大学计算机系副教授henning schulzrinne 及其研究小组的研究。 1996 年，他向 ietf 提交了一个草案，其中包含了 sip 的重要内容。 ietf 继续进行这项工作，于 2001 年发布了 sip 规范 rfc 3261。标志着 sip 的基础已经确立,sip（session initiation protocol，即初始会话协议）是ietf提出的基于文本编码的ip电话/多媒体会议协议。用于建立、修改并终止多

2、媒体会话。sip协议可用于发起会话，也可以用于邀请成员加入已经用其它方式建立的会话,sip概述,sip协议支持多媒体通信的五个方面 用户定位 用户能力 用户可达性 呼叫建立 呼叫处理,sip 是基于客户/服务器的体系结构， 网络组件基本分为用户代理（user agent）和网络服务器（network server）。 (1) sip 的用户代理 sip 的用户代理是 sip 系统中的终端用户，根据它们在会话中扮演的角色又可分为用户代理客户机(uac，user agent client)和用户代理服务器(uas，user agent server)，前者发起呼叫请求，后者响应呼叫请求,2) si

3、p 网络服务器 sip 网络服务器的主要功能是名字解析和用户定位。主要分为代理服务器、重定向服务器、注册服务器三类,代理服务器： 为其它的客户机代理，进行sip消息的转接和转发的功能。消息机制与uac和uas相似. 对收到的请求消息进行翻译和处理后，传递给其他的服务器. 对sip请求及响应进行路由,通过代理服务器的呼叫,重定向服务器： 接受sip请求消息，进行地址映射，将映射后的地址（零个或多个）返回给客户机. 与代理服务器proxy server不同的是, redirect server不会发起自己的呼叫. 与user agent 不同的是, redirect server不接受呼叫终止或主

4、动终止呼叫,通过重定向服务器的呼叫,注册服务器： 接受register 请求的服务器 可以支持鉴权的功能 在典型应用中，可与代理服务器proxy sever或重定向服务器redirect server一起提供用户定位服务,sip结构和消息,sip 是一个分层结构的协议，它的行为根据一组平等独立的处理阶段来描述，由 sip 规定的元素是逻辑元素，不是物理元素,sip协议层次,第一层 :语法和编码 第二层 : 传输层。 第三层 : 事务层。 第四层 :事务用户层,sip消息由三部分组成，即消息行、消息头和消息体。 sip 消息的具体格式如下： message=start-line *message

5、-header crlf message-body,1、消息行 通过识别首行来判断一个sip消息是请求还是响应。 请求的首行被称为请求行，由方法名、请求uir和协议版本三部分组成。 响应的首行被称为状态行，由协议版本、状 态码和原因短语三部分组成,sip请求消息的操作共有以下请求方法,状态码分为以下六类,2、消息头字段 消息头字段包含与请求有关的信息，例如请求的发起者，请求的接收者和呼叫标识。 消息头字段的格式如下： headername：headervalue,3、消息体 消息体可携带任何基于文本的信息，而请求方法和响应的状态码决定消息正文该如何解释。 sdp是一个用来描述会话的应用层协议，

6、是一个基于文本的协议，采用提供/应答模型。 sdp主要包含了3级信息,会话级描述 时间描述 媒体类型和格式 sdp描述有两个目的：告知某会话的存在和给出参与该会话所必须的信息,sip消息头实例： - sip header - invite sip:5120192.168.36.180 sip/2.0 via: sip/2.0/udp 192.168.6.21:5060 from: sip:5121192.168.6.21 to: call-id: c2943000-e0563-2a1ce-2e323931192.168.6.21 cseq: 100 invite expires: 180 us

7、er-agent: cisco ip phone/ rev. 1/ sip enabled accept: application/sdp contact: sip:5121192.168.6.21:5060 content-type: application/sdp,sip请求消息实例： request-line: invite sip:888210110.77.226.41 sip/2.0（开始行：invite urlsip的版本号） message header（消息头） from: sip:888210010.77.226.41;tag=1c13959（from：说明本次会话是由谁发起

8、的） to: sip:888210110.77.226.41（to：说明本消息是送给谁的） call-id: call-973574765-410.77.226.121（call-id：用来唯一标识一次sip呼叫的编号） cseq: 1 invite（cseq：用来区分同一个呼叫不同invite消息的编号） content-type: application/sdp（content-type：用来说明消息体的类型） content-length: 199（content-length：用来说明消息体的长度） accept-language: en（accept-language：用来说明消息体

9、语言类型） contact: sip:888210010.77.226.121（contact：用来告诉对方回信息给谁） user-agent: pingtel/1.0.0 (vxworks)（user-agent：指明ua的用户类型） via: sip/2.0/udp 10.77.226.121（via：记录消息的地址路径） session description protocol（sdp） session description, version (v): 0（sdp版本号） owner/creator, session id (o): in ip4 10.77.226.121（描述源端信

10、息） session name (s): phone-call（sdp本次呼叫名字） connection information (c): in ip4 10.77.226.121（本端ip信息） time description, active time (t): 0 0 media description, name and address (m): audio 8766 rtp/avp 0 96 8（rtp媒体类型描述） media attribute (a): rtpmap:0 pcmu/8000/1（支持pcmu率压缩编码方式） media attribute (a): rtpma

11、p:96 telephone-event/8000/1（支持telephone-event) media attribute (a): rtpmap:8 pcma/8000/1（支持pcma率压缩编码方式） 该消息用来指明本次呼叫需要由谁和谁参与，采用那种媒体类型,sip响应消息实例： status-line: sip/2.0 100 trying message header call-id:call-973574765-410.77.226.121 cseq:1 invite （注意cseq没有变，说明本消息是对invite的响应） from:sip:888210010.77.226.41

12、;tag=1c13959 to:sip:888210110.77.226.41 via:sip/2.0/udp 10.77.226.121 content-length:0 该消息只是表明已接收方接受invite消息并正在处理中，其call-id、cseq、from、to、via是invite消息中的复制，由于没有sdp，所以content-length为0,sip的呼叫流程,注册流程 注销流程 基本呼叫建立过程 会话更改流程 正常呼叫建立过程 被叫忙呼叫释放,1.注册流程,2.注销流程,3.基本呼叫建立过程,4.会话更改流程,5.正常呼叫释放过程,6.被叫忙呼叫释放,7.被叫无应答流程一,8

13、.被叫无应答流程二,9.遇忙呼叫前转,10.无应答呼叫前转流程,sip与h.323的比较,体系结构的比较 复杂性的比较 可靠性及服务质量的比较 对视频和语音的编码格式的支持 会议规模 各自优点,体系结构的比较,在h.323系统中，终端主要为媒体通信提供数据，功能比较简单，而对呼叫的控制、媒体传输控制等功能的实现则主要由网守来完成。h.323系统体现了一种集中式、层次式的控制模式。 sip采用client/server结构的消息机制，对呼叫的控制是将控制信息封装到消息的头域中，通过消息的传递来实现。因此sip系统的终端就比较智能化，它不只提供数据，还提供呼叫控制信息,复杂性的比较,消息的组成：h

14、.323定义了上百个基本元素；而sip只有37个头部。 消息的表示：h.323采用基于asn.1和per的二进制方法表示其消息。sip以文本方式表示消息，只需要相对简单的生成器和词法语法分析器。 协议栈结构,可靠性,h.323定义了很多功能来处理中间网络设备故障问题。 sip则不具备处理中间实体故障的能力,服务质量,在h.323中，网守提供一组丰富的控制和管理功能，包括地址翻译、接纳控制、带宽控制和地域管理。 sip自身不支持管理和控制功能，而是依赖于别的协议,对视频和语音的编码格式的支持,目前存在的编码格式有数百种之多，sip支持任何编码格式，不同应用实现也可以根据符串名字识别编码格式并从i

15、ana得到有关信息。 h.323支持的每种编码格式都必须是itu标准化的，这也成为推广ip电话应用的一个障碍,会议规模,h.323进行集中、层次式控制。尽管集中控制便于管理，但当用于控制大型会议电话时，h.323中执行会议控制功能的多点控制单元很可能成为瓶颈。 而sip能支持任何规模的通话，sip信令系统不需要集中控制的mc，而是采用完全分布式的控制方式，因此提高了通信规模和复杂情况的适应能力,h.323优点,h.323是一个整套的协议栈用来在ip和包交换网络中传输标准的电话语音服务。 除了在设计时独立于其它标准，h.323的基本功能里也包括很多电话的辅助功能，例如会议和呼叫转移。这种实现的优点是，它给希望开发高级特性和服务的开发者留下了很明确的接口，这样就保证了高度的兼容性。 整个行业都在为h.323增加功能和增进互通性方面作了很多的工作。h.323会成为下一代网络中的一个重要的信令协议,sip 协议是基于文