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天马行空官方博客：/tmxk_docin ；QQ:1318241189；QQ群：175569632中国网通宽带电话工程技术培训教材系列 技术培训讲义SIP介绍目录目录21SIP协议背景31.1SIP在未来网络中的方向31.2SIP 的发展现况52SIP协议及框架62.1协议使用的环境62.2SIP协议消息分类72.3SIP消息格式82.4 SIP网络框架92.5SIP地址形式113SDP（Session Description Protocol）简介113.1SDP 描 述 的 内 容 应 包 括：113.2SDP应用举例114SIP建立通讯的过程134.1登记134.2 简单的 SIP 呼叫建立和拆除流程图144.3 实例SIP 呼叫建立和拆除流程155SIP网络的特点225.1 SIP 可以支持如下的业务和应用:236. SIP与H.323的比较236.2 SIP与H.323的相同点：247小结271SIP协议背景1.1 SIP在未来网络中的方向 未来的信息网是一个统一的基于IP的网络平台，在不同的用户终端上为用户提供丰富的综合性新业务未来的电信市场毫无疑问将是一个充斥着多运营商（业务供应商）以及多种业务的市场。 随着电信市场向多元化发展的速度愈来愈快，市场竞争也愈加残酷，用户的要求也愈来愈多，原有的一些电信业务为运营商所带来的利润值正在逐渐减少，而传统运营商（有线网络）及新兴的运营商都花了大量资金来拓展IP网络，如何从这些已有的有线网络和新兴IP网络中获取利润正成为运营商压在心头的一个严峻问题。在平等竞争的市场环境中，锁定用户的价格因素不再是一个关键因素，所能提供的丰富和便捷的的业务服务将愈加重要，在这样一个市场驱动因素下，要求运营商（业务供应商）必须高效地为市场推出新的增值的综合业务。要在不同种类的终端上提供种类繁多且统一的增值业务就要求将原来相互独立的不同的网络进行融合，最终是将数据网络、语音网络进行融合，将固定网络和移动通讯网络进行融合。 将原来相互独立的系统演变到一个统一的基于IP的核心网上来，可以使开发和运营的成本大大降低。例如，可以将有线网络上的新一代VoIP业务方便地移植到移动电话上来。电信运营商(业务供应商)采用统一的IP核心网不仅可以降低成本、提高竞争能力，还可以快速进入无线移动通信等新领域。 需要一个公共的协议来进行多设备供应商之间、多协议之间的翻译和互通要将电话技术和数据、多媒体信息技术进行融合来为用户提供综合性新业务，网络设备供应商必须寻找正确的解决方案，因为运营商（业务供应商）不可能把钱花在一个较好而非最佳的方案上，解决方案必须是足够灵活以适应和容纳将来的创新，便于新业务的引入。对于传统运营商而言，利用SoftSwitch和Application Servers来为固定网络开展下一代综合性新业务，是一个能为其传统拨号业务网络带来业务流量的最佳方法，SoftSwitch最重要的概念是它允许对业务层的承载，允许Application Server 为第三方提供开放的业务生成平台。SoftSwitch在实现时足够灵活的，能够允许运营商（业务供应商）在Application Server上快速和高效地引入增值的综合业务。而目前的SoftSwitch和Application Server的框架结构中SIP成为其实现方案中的基石，其体系框架上都采用SIP作为消息的承载。SIP(IETF RFC2543)框架思想是实现下一代网络解决方案的正确手段。SIP的特点是简单，便于扩展、和扩充，重要的是SIP概念与Internet的出发点一致，SIP借鉴了许多已有的Internet协议，因而是实现新的增值综合业务的理想手段。 SIP协议可以很好地配合Web和Email工作，其原因是：1） SIP消息数据及格式与Web消息数据是同样类型的数据。2） SIP采用URL地址格式来进行消息路由和定位用户，URL可以嵌入Web网页，可以利用任何其他类型的URI，如Web等。3） 采用DNS选路技术进行路由选择。由于SIP协议具有上述特点，因此它能够很容易地开发与Web结合的综合应用，可以降低开发成本并缩短开发周期。许多通讯领域的资深人士认为SIP将变得愈来愈重要，将来人们可以用SIP来构筑一个基本的框架，在这个框架上用简单且单一的INVITE-ACCEPT消息结构方式来为PC终端、移动终端和固定网终端用户提供语音、多媒体、电子商务的综合业务。1.2 SIP 的发展现况Session Initiation Protocol( SIP )用于通讯设备、媒体网关和媒体服务器之间，用于在IP网络中建立不同类型的会话，其协议消息是基于文本的，可以承载IP地址、端口信息、媒体能力和编码方式等会话相关的信息。该协议由IETF组织在1999年提议成为一个标准，即RFC2543。SIP主要借鉴了Web网的HTTP和SMTP两个协议，SIP协议最早是由MMUSIC IETF工作组在1995年研究的，该工作组的主要目的是进行多媒体会话控制的研究，为此完成了三个这方面的协议：SIP，Session Description Protocol( SDP ), Session Announcement Protocol( SAP )(该协议未得到广泛应用)。目前对SIP协议的更新是RFC2543bis,与原有版本兼容。同样，IETF SIP工作组也制定了一个文档，提出了一个方法可以将ISUP信令消息封装在SIP的消息体内，该方法参照了SIP for Telephony(SIP-T)草案。目前已有众多的包括3COM、Lucent、Level(3) Communication、ERICSSON 在内的设备供应商和运营商宣布支持SIP。 Microsoft曾经发布过基于H.323的NetMeeting 客户机，而最近又宣布将在Windows XP 客户机和服务器平台上增加SIP功能，这将引起SIP客户机数量的迅速增加。目前相关设备供应商和业务供应商联合成立了一个关于SIP的论坛：，为SIP的发展提供一个自由讨论、展现新思维的发展平台。2SIP协议及框架 2.1 协议使用的环境 基于SIP的IP网络电话系统所用的协议栈结构如图所示。媒体传输层采用PCM编码或各种压缩编码的话音信号经RTP协议分装后在IP网上传送，并用RTCP检测传送的QOS，RSVP用于资源预留，以保证传送的QOS。SIP协议特点是：l 采用文本协议， 结构灵活，易于扩展。l 中性的低层传输协议：可用TCP或UDP进行传送， 推 荐 首 选UDP。TCP 需 证 实 机 制， 在 网 络 负 荷 较 重 的 情 况 下 容 易 发 生 证 实 超 时， 导 致 呼 叫 建 立 时 延 增 加。 采 用UDP 后， 可 由 应 用 层 控 制 协 议 消 息 的 定 时 和 重 发， 并 可 利 用 多 播 机 制 并 行 搜 索 目 的 地， 无 需 为 每 一 搜 索 建 立 一 个TCP 连 接。l 呼叫和媒体控制信息同时传送 ： SIP 协 议 在 传 送 呼 叫 控 制 信 令 的 同 时， 还 可 在 消 息 体 中 传 送 呼 叫 的 媒 体 类 型 和 格 式 等 信 息， 加 快 呼 叫 建 立 速 度。 采 用 的 是 会 话 描 述 协 议SDP。2.2 SIP协议消息分类SIP的消息机制采用了Client/Server请求和响应的应答机制，其请求消息主要有INVITE - 通过邀请用户参与来发起一次呼叫.ACK - 请求用于证实UAC已收到对于INVITE请求的最终响应，和INVITE消息配套使用。BYE - USER AGENT用此方法指示释放呼叫。CANCEL - 该方法用于取消一个尚未完成的请求，对于已完成的请求则无影响。REGISTER - 客户使用该方法在服务器上登记列于To字段中的地址。用户代理在启动时向地址S(5)发送REGISTER请求，以完成至本地服务器的登记。OPTIONS - 用于询问服务其能力。其响应消息按状态码共分六类1xx 正在处理的信息2xx 成功3xx 重定向4xx Client错误5xx Server错误6xx Global错误2.3 SIP消息格式消息举例：a) 请求消息INVITE sip:022200025;user=phone SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 52 From: ;tag=1981486230 To: Call-ID: 373397380052 CSeq: 1 INVITE Contact: User-Agent: Cisco ATA v2.11 ata186 (0803a) Expires: 300 Content-Length: 245 Content-Type: application/sdp v=0 o=02120001 573 573 IN IP4 52 s=ATA186 Call c=IN IP4 52 t=0 0 m=audio 10000 RTP/AVP 0 4 8 101 a=rtpmap:0 PCMU/8000/1 a=rtpmap:4 G723/8000/1 a=rtpmap:8 PCMA/8000/1 a=rtpmap:101 telephone-event/8000 a=fmtp:101 0-15 b)响应消息 SIP/2.0 100 Trying Via: SIP/2.0/UDP 52 Call-ID: 373397380052 From: ;tag=1981486230 To: CSeq: 1 INVITE Content-Length: 0消息头部字段分类：通用头部字段、实体头部字段、请求头部字段、响应头部字段重要的头部字段：called 用于标识本次呼叫，该标识必须保证唯一contact 用于给后续的消息提供联系地址cseq 消息序号，用于判断消息是否重发from 用于提示消息的发起方to 用于提示消息的接受方record-route 用于指定后续消息的路由via 用于标识请求消息的路径，判断消息是否循环SIP的头域不是不变的，在SIP信息包的传送过程中，许多Header Field将被Proxy所修改。2.4 SIP网络框架 SIP网络的组成包括：User AgentProxy ServerRedirect ServerRegistrar ServerLocation Server User Agent 用户代理 一个发起和终止会话的实体，包含两个功能实体：User Agent Clients (UAC) 发起呼叫的功能实体. User Agent Server (UAS) 接收呼叫的功能实体. Proxy Server 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。 Redirect Server 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 server不同的是, redirect server不接受或主动终止呼叫。 Registrar Server 登记服务器接受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redirect server一起提供用户定位服务。 Location Server 位置服务器为SIP 重定向Redirect Server或 代理proxy server 提供被叫用户可能的位置信息。2.5 SIP地址形式SIP 地址形式用SIP URL来定义, 其格式为: userhost-用户名 主机名(或域名). SIP URL 实例:sip:sip:3SDP（Session Description Protocol）简介 SDP 是 传 送 会 话 信 息 的 协 议， 包 括 会 话 的 地 址、 时 间、 媒 体 和 建 立 等 信 息。 它 定 义 了 会 话 描 述 的 统 一 格 式。 3.1 SDP 描 述 的 内 容 应 包 括：l 会 话 名 和 目 的l 会 话 激 活 的 时 间 段l 构 成 会 话 的 媒 体l 接 收 这 些 媒 体 所 需 的 信 息（ 地 址、 端 口、 格 式）l 会 话 所 用 的 带 宽 信 息（ 任 选）l 会 话 负 责 人 的 联 系 信 息（任 选 ）l SDP 可 对 会 话 描 述 作 加 密 处 理， 能 传 送 解 密 密 钥 及 加 密 方 法 等 信 息。 3.2 SDP应用举例在一个两方会话中，主叫向被叫发出如下请求消息： INVITE sip: SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP From: A. Bell To: T. Watson Call-ID: 662606876 CSeq: 1 INVITE Contact: Subject: Mr. Watson, come here. Content-Type: application/sdp Content-Length: .v=0 o=bell 53655765 2353687637 IN IP4 s=Mr. Watson, come here. i=A Seminar on the session description protocol t=3149328600 0 c=IN IP4 m=audio 3456 RTP/AVP 0 3 4 5 a=rtpmap:0 PCMU/8000 a=rtpmap:3 GSM/8000 a=rtpmap:4 G723/8000 a=rtpmap:5 DVI4/8000 为便于理解，我们将该消息中的SDP描述进行如下注释：媒体参数解读 v=0 / 版 本 为0 o=bell 53655765 2353687637 IN IP4 /建立者用户名会话ID版本网络类型地址类型地址 /会 话 源 为： 用 户 名bell， 会 话 标 识53655765，版 本2353687637，网 络 类 型internet, 地 址 类形Ipv4， 地 址 s=Mr. Watson, come here. /会 话 名：Mr. Watson, come here. i=A Seminar on the session description protocol /会 话 信 息：A Seminar on the session description protocol e= (Mark Handley) /Email 地 址 和 电 话 号 码c=IN IP4 /连接数据：网络类型internet, 地址类型Ipv4, 连接地址t= t=3149328600 0 /起 始 时 间：t=3149328600， 终 止 时 间：无m=audio 3456 RTP/AVP 0 3 4 5/媒 体 格 式： 媒 体 类 型audio, 端 口 号 3456，传送层RTP/AVP， 格 式 列 表 为0 3 4 5a=rtpmap:0 PCMU/8000 /净 荷 类 型0， 编 码 名PCMU，抽 样 速 度 为 8kHZa=rtpmap:3 GSM/8000 /净 荷 类 型0， 编 码 名GSM，抽 样 速 度 为 8kHZa=rtpmap:4 G723/8000 /净 荷 类 型0， 编 码 名G723，抽 样 速 度 为 8kHZ) a=rtpmap:5 DVI4/8000 /净 荷 类 型0， 编 码 名DVI4，抽 样 速 度 为 8kHZ)4SIP建立通讯的过程用SIP来建立通讯通常需要有六个步骤:1.登记, 发起和定位用户.2.进行媒体协商 -通常采用SDP方式来携带媒体参数.3.由被叫方来决定是否接纳该呼叫.4.呼叫媒体流建立并交互.5.呼叫更改或处理如呼叫转移.6.呼叫终止.4.1登记每当用户打开SIP终端时(如PC,IP PHONE), 将向代理服务器/登记服务器发起登记过程,登记过程需要周期刷新,登记服务器将把SIP终端所登记的信息传送到位置服务器存放。登记消息实例REGISTER sip: SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP From: sip:WTo: sip:WCall-ID: 70710CSeq: 1 REGISTERContact:Expires: 72004.2 简单的 SIP 呼叫建立和拆除流程图4.3 实例SIP 呼叫建立和拆除流程下面给出呼叫流程中的具体消息：1. INVITE sip:022200025;user=phone SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 52 From: ;tag=1981486230 To: Call-ID: 373397380052 CSeq: 1 INVITE Contact: User-Agent: Cisco ATA v2.11 ata186 (0803a) Expires: 300 Content-Length: 245 Content-Type: application/sdp v=0 o=02120001 573 573 IN IP4 52 s=ATA186 Call c=IN IP4 52 t=0 0 m=audio 10000 RTP/AVP 0 4 8 101 a=rtpmap:0 PCMU/8000/1 a=rtpmap:4 G723/8000/1 a=rtpmap:8 PCMA/8000/1 a=rtpmap:101 telephone-event/8000 a=fmtp:101 0-15 2. SIP/2.0 100 Trying Via: SIP/2.0/UDP 52 Call-ID: 373397380052 From: ;tag=1981486230 To: CSeq: 1 INVITE Content-Length: 0 3. INVITE sip:02220002:5060;user=phone SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 5:5060;branch=beb4b540-65a2ea80-f79d94fd-6870ff45-1 Via: SIP/2.0/UDP 52 From: ;tag=1981486230 To: Call-ID: 373397380052 CSeq: 1 INVITE Contact: User-Agent: Cisco ATA v2.11 ata186 (0803a) Expires: 300 Content-Length: 245 Content-Type: application/sdp v=0 o=02120001 573 573 IN IP4 52 s=ATA186 Call c=IN IP4 52 t=0 0 m=audio 10000 RTP/AVP 0 4 8 101 a=rtpmap:0 PCMU/8000/1 a=rtpmap:4 G723/8000/1 a=rtpmap:8 PCMA/8000/1 a=rtpmap:101 telephone-event/8000 a=fmtp:101 0-15 4. SIP/2.0 100 Trying Via: SIP/2.0/UDP 5:5060;branch=beb4b540-65a2ea80-f79d94fd-6870ff45-1 Via: SIP/2.0/UDP 52 From: ;tag=1981486230 To: Call-ID: 373397380052 CSeq: 1 INVITE Content-Length: 0 5. INVITE sip:02220002:5060 SIP/2.0 Via: