IMS解决方案统一维护手册-协议-SIP协议

IMS解决方案统一维护手册•协议专题-SIP协议

目录

1SIP介绍SIP协议概述.........................................................5

1.1SIP是什么...........................................................................5

1.2SIP发展历史........................................................................5

1.3常用SIP协议标准....................................................................6

2相关知识.....................................................................9

2.1SIP基本概念.........................................................................9

2.1.1SIP相关术语....................................................................9

2.1.2SIP消息.......................................................................18

2.2SIP协议常见头域...................................................................29

2.2.1重要头域......................................................................29

2.2.2常用头域......................................................................32

2.2.3重要头域参数..................................................................41

2.3SIP呼叫路由机制...................................................................42

2.3.1响应消息路由...................................................................42

2.3.2请求消息路由..................................................................42

2.4SIP协议在IMS中的应用.............................................................44

2.5SIP消息分发机制...................................................................46

2.5.1ATS9900SIP消息分发...........................................................46

2.5.2CSC3300SIP消息分发..........................................................47

2.5.3UGC3200SIP消息分发..........................................................48

2.6常见SIP流程.......................................................................50

2.6.1用户注册注销流程...............................................................50

2.6.2用户基本呼叫流程..............................................................50

2.6.3媒体协商......................................................................52

2.6.4临时响应可靠传输流程..........................................................56

2.6.5UPDATE流程..................................................................57

2.6.6re-INVITE流程.................................................................58

2.6.7SIP心跳机制...................................................................59

2.6.8SIP-I/SIP-T中继呼叫流程........................................................65

2.6.9SIP的DTMF传递机制..........................................................68

2610SIP传真...........................................................................70

2.6.11回铃音、异常音流程...............................................................70

3slp相关配置................................................................71

3.1基本呼叫配置...........................................................................71

3.2SIP心跳配置...........................................................................71

3.2.1设备级OPTION心跳配置...........................................................71

3.2.2会话级Sessiontimer心跳配置.......................................................74

3.3SIP协议定时器配置.....................................................................76

3.3.2T1定时器配置.....................................................................76

3.3.3T2定时器配置.....................................................................77

3.3.4TB定时器配置。...................................................................78

3.4SIP的DTMF收号配置..................................................................79

3.5SIP头域相关配置.......................................................................80

3.5.1ATS9900头域相关配置..............................................................80

3.5.2SBC头域相关配置.................................................................81

3.5.3UGC头域相关配置.................................................................81

4故障处理....................................................................83

4.1呼叫失败类故障.........................................................................83

4.1.1问题分析与处理....................................................................83

4.1.2典型案例..........................................................................85

4.2SIP呼叫接通后断话类故障..............................................................91

4.2.1问题分析与处理....................................................................91

4.2.2典型案例..........................................................................92

5缩略语......................................................................98

插图目录

图2-1早期对话.............................................................................10

图2-2主叫使用Bye............................................................................................................................................11

图2-3主叫发送CANCEL...................................................................................................................................11

图2-4被叫发送失败响应.....................................................................12

图2-5最终对话.............................................................................12

图2-6使用Bye终结ConfirmedDialog............................................................................................................13

图2-7成功响应的INVITE事务...............................................................14

图2-8失败响应的INVITE事务...............................................................14

图2-9非INIVTE事务样例...................................................................15

图2-10SIP请求消息结构.....................................................................24

图2-11响应消息结构........................................................................27

图2-12响应消息的路由......................................................................42

图2-13请求消息路由样例1..............................................................................................................................43

图2-14请求消息路由样例2..............................................................................................................................44

图2-15请求消息路由样例3..............................................................................................................................44

图2-16SIP协议在IMS中的应用..............................................................45

图2-17SIP协议栈...........................................................................45

图2-18ATS9900SIP消息模块间分发示意图....................................................46

图2-19CSC3300SIP消息模块间分发示意图...................................................48

图2-20UGC3200SIP消息模块间分发示意图...................................................49

图2-21SIP用户基本呼叫流程................................................................51

图2-22基本呼叫关键头域....................................................................51

图2-23SDP媒体描述样例....................................................................53

图2-24媒体协商O/A模型...................................................................54

图2-25支持180可靠传输流程样例...........................................................56

图2-26UPDATE流程样例....................................................................58

图2-27Re-INVITE-200协商..................................................................59

图2-28200和ACK完成协商.................................................................59

图2-29周期性的设备级心跳.................................................................60

图2-30启发式的设备级心跳.................................................................60

图2-31Sessiontimer心跳.....................................................................62

图2-32ISUP原因值转换为SIP状态码.........................................................66

图2-33SIP状态码转换转换为ISUP原因值....................................................67

图3-1心跳配置说明.........................................................................72

图3-2T1AT2/TB定时器关系图................................................................76

图3-3编解码类型与CODECID映射关系表....................................错误!未定义书签。

图4-1RTP分析.............................................................................85

图4-2案例截图1........................................................................................................................................................87

图4-3案例截图2........................................................................................................................................................87

图4-4案例截图3........................................................................................................................................................88

图4-5案例截图4........................................................................................................................................................88

图4-6案例截图1........................................................................................................................................................89

图4-7案例截图2........................................................................................................................................................90

图4-8案例截图1........................................................................................................................................................93

图4-9案例截图2........................................................................................................................................................93

图4-10案例截图3......................................................................................................................................................94

图4-11案例截图1.......................................................................................................................................................95

图4-12案例截图2......................................................................................................................................................96

图4-13案例截图3(主叫侧ATS收到的200OK(INVITE)消息).................................96

图4-14案例截图3(主叫侧ATS收到的200OK(INVITE)消息).................................97

SIP介绍SIP协议概述

1.1SIP是什么

•SIP是SessionInitializationProtocol（会话初始协议）的缩写；IETF制订的多媒

体通信系统框架协议之一，但是SIP单独不能完成多媒体呼叫，必须要与其他协议

一起才能组建完整的多媒体通信系统，与RTP/RTCP、SDP、MGCP、DNS等协议

配合共同完成多媒体会话过程。

•IP网上的呼叫控制协议，用来初始（建立）、更改和终止一个或者多个参与者的会

话的协议，这些会话包括多媒体会议、网络呼叫等。

•只描述建立/更改/终止一个会话，并不描述会话的内容，所以可以承载任何会话内

容，如语音/视频/游戏等。

•一种应用层协议，独立于下面的传输层协议，可以承载在不同的传输协议上，如

UDP/TCP/TLS/SCTP»

•纯文本协议（H.323和BICC都是二进制协议），和IP网上的HTTP/SMTP等协议类

似。

•一种易于扩展的协议，比如：

SIP-T/SIP-I：通过对消息头域和消息体的扩展，支持SIP和ISUP的互通；

IM/Presence：支持及时消息和异步事件通知；

3GPP扩展：3GR5IP域的呼叫控制协议；

目前仍在不断的发展中。

•端到端的协议，S1P网络中的终端具有智能，服务器只需要维护很少的状态。

1.2SIP发展历史

•源于1996年的MBone实验室。

•1999/3,IETF的MMUSIC工作组推出SIP的标准RFC2543。

•1999/9,IETF成立了SIP工作组，负责SIP的相关标准的制订。

•RFC2543从bisOO发展到了bis09,于2002年6月通过了SIP的基本纲领RFC3261,

这是SIP协议的核心规范。

•接着，RFC3262,RFC3263,RFC3264,RFC3265相继通过，这5个RFC构成了

SIP协议的基础，也是SIP协议扩展规范的一部分。

•现在更多的RFC和草案被引入到SIP中，包括支持Presence和InstantMessage等。

1.3常用SIP协议标准

ReferenceTitleUsageDescription

Number

RFC2045MultipurposeInternetMailExtensions多用途的Internet邮件扩展

(MIME)PartOne:FormatofInternet第一部分：消息体格式

MessageBodies

RFC2046MultipurposeInternetMailExtensions多用途的Internet邮件扩展

(MIME)PartTwo:MediaTypes第二部分：媒体类型

RFC2327SDP:SessionDescriptionProtocolSDP协议标准文档

RFC2543SIP:SessionInitiationProtocolSIP协议标准基础文档1999

年3月版

RFC2617HTTPAuthentication:BasicandDigestHTTP鉴权

AccessAuthentication

RFC2833RTPPayloadforDTMFDigits,Telephony2833协议标准文档

TonesandTelephonySignals

RFC2976TheSIPINFOMethodINFO消息用来携带信息，如

digit信息等

RFC3261SIP:SessionInitiationProtocolSIP协议标准基础文档2002

年6月版（RFC2543废弃）

RFC3262ReliabilityofProvisionalResponsesin扩展SIP协议来提供临时响

SessionInitiationProtocol应的可靠传输（这里的扩展

是相对RFC3261只提供协

议基础来说的，并非是私有

扩展）

RFC3264AnOffer/AnswerModelwithSessionOffer/Answer媒体协商机制

DescriptionProtocol(SDP)

RFC3265SessionInitiationProtocol(SlP)-SpecificSIP事件和通知机制标准文

EventNotification档

RFC3311TheSessionInitiationProtocol(SIP)UPDATE方法提供媒体改向

UPDATEMethod

RFC3312IntegrationofResourceManagementandSIP资源预留

SessionInitiationProtocol(SIP)

RFC3323APrivacyMechanismfortheSessionSIP提供匿名机制，如CLI

InitiationProtocol(SIP)类业务

RFC3325PrivateExtensionstotheSessionInitiationSIP提供匿名机制，如CLI

Protocol(SIP)forAssertedIdentitywithin类业务

TrustedNetworks

RFC3326TheReasonHeaderFieldfortheSessionReason头域用来在请求或响

InitiationProtocol(SIP)应中携带产生的原因

RFC3372SessionInitiationProtocolforTelephonesPSTN-SIP交互机制

(SIP-T):ContextandArchitectures

RFC3398IntegratedServicesDigitalNetwork(ISDN)ISUP协议和SIP协议的映射

UserPart(ISUP)toSessionInitiation关系（IETF标准组织）

Protocol(SIP)Mapping

RFC3420InternetMediaTypemessage/sipfrag定义message/sipfrag类型

RFC3515TheSessionInitiationProtocol(SIP)ReferREFER方法指示接受方用

Method指定方法去联系第三方，可

以用来实现CallTransfer等

业务

RFC3550RTP:ATransportProtocolforReal-TimeRTP传输协议

Applications

RFC3555MIMETypeRegistrationofRTPPayload定义了RTPPayload格式，

Formats如：audio/PCMA

RFC3578MappingofIntegratedServicesDigitalISUP重叠发码信令和SIP消

Network(ISDN)UserPart(ISUP)Overlap息的映射关系。IMS不遵循

SignallingtotheSessionInitiationProtocol该RFC,采用INFO消息支

(SIP)持重叠发码

RFC3824UsingE.164numberswiththeSessionSIP协议中E.164号码应用

InitiationProtocol(SIP)

RFC3842AMessageSummaryandMessageWaiting定义了SIP协议的留言灯格

IndicationEventPackagefortheSession式

InitiationProtocol(SIP).

RFC3891TheSessionInitiationProtocol(SIP)Replaces头域用来将一个新

''Replaces"Header对话替换一个已经存在的对

话，可以用来实现Attended

Transfer,Callpickup等业务

RFC3892TheSessionInitiationProtocol(SIP)Referred-By头域携带了

Referred-ByMechanismReferrer的URI标志

RFC3966ThetelURIforTelephoneNumbers定义了telURI

Q.1912.5InterworkingbetweenSessionInitiationSIP和ISUP的交互映射关系

Protcx:ol(SIP)andBearerIndependentCall（ITU-T标准组织）

ControlProtocolorISDNUserPart

RFC4028SessionTimersintheSessionInitiationSIP对话的心跳机制

Protocol(SIP)

RFC4032UpdatetotheSessionInitiationProtocolRFC3312的更新版，资源预

(SlP)PreconditionsFramework留

RFC4244AnExtensiontotheSessionInitiation定义了在S1P请求中携带历

Protocol(SIP)forRequestHistory史信息的机制，新定义了

InformationHistory-info头域

draft-ietf-sipping-service-examples-10SIPServiceExamples

draft-levy-sip-diversion-08DiversionIndicationinSIP

draft-mahy-iptel-cpc-02.txtTheCallingParty'sCategory

telURIParameter

(thedraftstandardizedbyETSI)

相关知识

2.1SIP基本概念

SIP协议能够支持下列五种多媒体通信的信令功能：

•用户定位：确定参加通信的终端用户的位置。

•用户通信能力协商：确定通信的媒体类型和参数。

•用户意愿交互：确定被叫是否乐意参加某个通信。

•建立呼叫：包括向被叫“振铃”，确定主叫和被叫的呼叫参数。

•呼叫处理和控制：包括呼叫重定向、呼叫转移、终止呼叫等等。

2.1.1SIP相关术语

1.会话(Session)

Session是主被叫间的一次音频、视频的通讯，其包含一个或多个对话，除了信令层次

的Dialog外，还包含了媒体信息的协商。

Session也有一个创建、修改、终结的过程，Session只能由INVITE创建；INVTE事务

在创建Dialog的同时，也创建了一个Sessiono

Session的修改是通过INVITE/UPDATE消息中携带的SDP消息体来完成的。

Session的终结和Dialog的终结方法相同。主、被叫间的媒体协商遵循RFC3264

(Offer/Answer)模型，这里不详细阐述，见2.6.1章节。

2.对话(Dialog)

对话是SIP主叫和被叫间的一个端到端的信令联系，不涉及任何消息体的信息(不涉及

任何媒体的信息)。一个SIP对话包括如下状态参数：

•Dialog-id：由Call-ID、remotetag(即Totag)、localtag(HPFromtag)组成。

•Alocalsequencenumber：对于UAC为CSeq头域的数字部分，对于UAS则设置为

空值。

•Aremotesequencenumber：对于UAS为CSeq头域的数字部分，对于UAC则设置

为空值。

•AlocalURI：对于UAC为From头域的URI,对于UAS为To头域的URI。

•AremoteURI：对于UAC为To头域的URI,对于UAS为From头域的URI。

•Remotetarget：对于UAS为请求中Contact头域的URI,对于UAC为响应

中Contact头域的URI,

•Abooleanflagcalled"secure"：对于UAS,如果请求是通过TLS过来的，并且

1^11^卜1；口包含一个50>51}8,"secure"标志将

被赋值成为TRUE；对于UAC,如果请求是通过

TLS发送的，并且Request-URI包含一个SIPSURI,

那么"secure”标志被设置成为TRUE。

•Arouteset：对于UAS,该值设置为请求中Record-Route的URIs,如果没有

Record-Route,则routeset设置为空值；对于UAC,该值设置为响应中

Record-Route的URIs,如果没有Record-Route,则routeset设置为

空值。

上述参数的详细描述可参见RFC3261第12章。

对话也有一个创建/修改/销毁的过程。

在RFC3261里面定义，只有INVITE才能创建对话；

RFC3265里面定义，INVITE和SUBSCRIBE都可以创建对话；

RFC3515里面定义，REFER可以创建对话；

对话(Dialog)分为早期对话(EarlyDialog)和最终对话(ConfirmedDialog)。

1)早期对话(EarlyDialog)

图2-1早期对话

主叫被叫

——INVITE(Cseq=l)-----►

+1OOTrying(INVITE)-

<---------180Ring------------

EarlyDialog

——UPDATE(Cseq=2)―►

◄-200(UPATE)------

如上图，当收到带ToTag的Ixx响应(非100)时，进入EarlyDialog状态。

在EarlyDialog状态下，主叫和被叫间可以发送其他事务。如果对话没有建立，则不允

许发送呼叫内的新事务，上图中的UPDATE消息就是一个新事务，对于新事务，CSeq

头域里面的序列号必须比前一个事务加1,如上图中INVITE消息的Cseq等于1,

UPDATE消息的Cseq等于2,

早期对话可以用如下方式终结：

•主叫发送Bye消息释放，如下图

图2-2主叫使用Bye

I

主叫被叫

——INVITE(Cseq=1)——►

1OOTrying(INVITE)—

<---------180Ring------------

EarlyDialog

--------BYECseq=2)-------->

4------200(BYE)---------

•主叫发送CANCEL,被叫回失败响应，如下图

图2-3主叫发送CANCEL

主叫被叫

——INVlTE(Cseq=1)>

+1OOTrying(INVITE)-

--180Ring

EarlyDialog

----------CANCEL---------->

<—200(CANCEL)——

A------487(INVITE)---------

--------------ACK------------->

被叫发送失败响应，如下图

图2-4被叫发送失败响应

主叫被叫

——INVITE(Cseq=1)-----►

+1OOTrying(INVITE)—

―・-180Ring二一

EarlyDialog

4—3xx-6xx(INVITE)——

--------------ACK------------->

注意

在EarlyDialog状态下，被叫不能发送BYE来终结对话（Dialog）;只能通过发送失败

响应来终结。

2)最终对话(ConfirmedDialog)

图2-5最终对话

如上图，被叫发送200OK后，进入了ConfirmedDialog状态；主叫收到200OK后，

进入了ConfirmedDialog状态；后续可以通过INVITE（也叫做re-INVITE）/UPDATE

修改对话的状态；与早期对话建立一样，进入最终对话后，可以发起呼叫内的其他事务,

比如上图中的Re-INVITE消息就属于新的事务。

进入ConfirmedDialog后，主叫或者被叫都能通过BYE消息来终结Dialog,如下图：

图2-6使用Bye终结ConfirmedDialog

主叫被叫

---------INVITE---------»

।---------100(INVITE)-----------

-180Ring

EariyDialog

(-------------200OK---------------

ConfirmedDialog

-----------------ACK---------------»

-----------------BYE---------------»

I-------------200OK---------------

3.事务(Transaction)

事务是指请求与响应的交互过程，一个事务由一个请求消息、零个或者多个临时响应，

以及一个最终响应构成。事物概念的详细描述可参见RFC3261第17章。

事务以Via头域中的branch参数作为唯一标识，RFC3261第中规定branch参数

必须以“z9hG4bK”开始。

事务主要分为两类：INVITE事务(采用三次握手方式)、非INVITE事务(采用两次

握手方式)以及特殊事务，INVITE事务和非INVITE事务按照状态机的不同，进一步

分为四类事务：

3)INVITE客户端事务

4)INVITE服务端事务

5)非INVITE客户端事务

6)非INVITE服务端事务。

I)INVITE事务

图2-7成功响应的INVITE事务

客户端(UAC)服务端(UAS)

-----------INVITE-----------►

4-1OOTrying(INVITE)-

-------180Ring-----------

4—200OK(INVITE)——

-------------ACK-------------►

如上图所示，INVITE、100、180、200都属于同一事务

注意

对于INVITE收到成功响应(即2XX响应)的情况，ACK不属于INVITE事务，而属于

单独的事务。

图2-8失败响应的INVITE事务

客户端(UAC)服务端(UAS)

-----------INVITE-----------►

+1OOTrying(INVITE)—

4---------180Ring-----------

V—3xx-6xx(INVITE)——

-------------ACK------------->

如上图所示，对应收到失败响应的INVITE事务，INVITE、100、180、3XX~6XX、ACK

消息都属于同一事务。

2)非INVITE事务

图2-9非INIVTE事务样例

对于非INVITE事务，一般不存在临时响应，只有最终响应。有很多请求消息及其响应

都是属于非INVITE事务，比如Prack、Bye、Option、Subscribe、Message等。

3）特殊的事务

ACK事务和CANCEL事务都是比较特殊的事务。

ACK事务：对于200ofINVITE的确认事务，是一个单独的事务。也就是说，一个消息

就是一个事务，如图2-7所示。

CANCEL事务:CANCEL事务只能用于CANCELINVITE事务，而不能用于CANCEL非

INVITE事务；CANCEL事务的branch参数