复旦光华之osip工作原理和过程.doc

OSIP工作原理和工作过程雷 /wcl0715感谢OSIP代码整理小组的工作。一、概述：首先说明一个概念：OSIP是一个开原的标准C的sip 3261的CORE，实际上是一个SIP的信令实现，从另一个角度说，它是SIP的一个信令解释器，任务是负责生成和解析SIP信令，仅此而已，其它的事情，比如收包，发包，建立RTP流的过程等等和OSIP没有任何必然关系。理论上OSIP可以应用在任何可以编译C语言的系统上。二、工作原理OSIP实现的核心是状态机，为了便于保持逻辑的清晰和代码模块化的实现，OSIP分成两对状态机，分别用来处理正常的CALL流程和其它非CALL流程，对应的每对状态机又分成out和in两个状态，因此OSIP共有四个状态机。详细的状态机部分文挡请参考OSIP的状态机分析，在我们的资源连接里你可以找到它，你也可以登陆我的BLOG来寻找它。对不同的状态OSIP相应的用不同的状态机处理，在这些状态机下，OSIP对本身或者来自对方的消息进行处理，从而推动自身状态的改变，这也就是OSIP的核心工作原理。和其它的SIP协议栈的实现一样，OSIP采用CALLBACK函数的方法来对用户程序提供接口，当系统有事件发生，或者状态改变的时候，OSIP调用这些CALLBACK函数，来完成用户的要求（比如收到对方180消息后，本地要响铃，实现方法就是在OSIP的收到180消息的CALLBACK函数里实现响铃代码），因此OSIP用户需要自己编写这些CALLBACK函数，实现自己所需要的功能，然后在系统初始化过程中，和系统callback函数挂接，这样当系统调用CALLBACK的时候就会执行你的函数，这也就是OSIP初始化的时候，要设定一大堆CALLBACK函数的原因，在接触协议初期，也许你觉得烦琐，但尽可能多的让用户能对事件进行处理，才能保证协议栈的可用性这样，这在系统越来越复杂的情况下，或者应用比较复杂的情况下，尤为重要。二、工作过程1、 系统初始化过程。在OSIP工作之前，必须先初始化，主要有以下几个部分：（1）系统资源申请，包括资源和链表的处理。函数：osip_init（）（2）设置系统CALLBACK函数osip_set_cb_send_message ();/系统的信令发送函数，在这个函数中，要完成信令包的向外发送功能。这个函数在后面会详细的讲。 osip_set_kill_transaction_callback (); /设置四个状态机下消息传输失败的处理函数。 osip_set_message_callback ();/设置各种状态机下各种事件发生后用户的回调，注意：你可以只设置你需要的，对你不关心的，你可以不设置，那么这些时间发生的时候，系统就不会处理。比如你可以不对1XX 消息处理，那么你不对挂1xx事件对挂就可以了。（3）打开接收远端消息接收通道。打开通道就是保证远方的消息能够顺利的被本地接收到，然后交给SIP CORE处理，它包括以下几个步骤Step1：监听端口打开SIP端口SOCKET，然后监听此端口，如5060。但目前SIP被封杀，所以建议您换一个。需要注意的是，SIP支持TCP和UDP两种方式，请注意这两种方式的不同。Step2：解析消息接收到消息后，调用osip_parse函数，来完成对消息包的解析。这个函数完成后，消息就从普通信令消息分解成了OSIP2自己可以理解的消息事件。osip_parse函数在srcosipparser2，应该说是比较复杂的，需要的时候可以自己看代码，但我的建议是，在不需要的时候，没有看这些代码的必要，这些代码中，只有你在深入的时候，才需要理解，如果您是初学，似乎没有这个必要。Step3：将消息送给SIP CORE处理解吸后的消息，系统调用osip_find_transaction_and_add_event函数，把消息发送给和此消息相关的处理事物（或者说session），如果系统中没有和这个消息相关的session（也就是说是个新的request），那么此时将新建立一个session(或者说transaction,因为在不同层面有不同理解),用于处理新的事务。实际上，这个session创立的过程也就是一个新的系统状态机的建立过程，根据这个消息的种类，osip_transaction_init负责初始化，建立一个新的和种类对应的状态机（四种状态机中的一种），然后调用osip_transaction_add_event把消息扔给这个刚建立起来的状态机处理。一个新的状态机也就开始运做。到此，OSIP就已经正常工作，可以接收网络来的消息。2、 一个呼叫过程。下面通过一对呼叫的连接过程说明OSIP的消息的整个处理过程。假设终端A呼叫终端B，两放都是用的OSIP CORE。注意：阅读以下的东西的时候我认为你已经理解了我上面说的东西，并且对OSIP的状态机有了一个比较完整的理解，如果不理解，请先阅读另一篇文挡：osip2的状态机分析。Stp1：A生成一个Invite消息这个过程是大家都熟悉的过程，也就是利用本地信息，组建一个SIP包的过程，具体的请参考EXOSIP，不再说明，需要注意的是：rtp流的本地接收发送端口是在这里就建立的，然后放到SDP中。Step2：A把生成的消息交给核心处理。首先系统调用osip_transaction_init ，产生一个新的状态机。在发送invite请求的时候，这个状态机是ICT(带invite的client端状态机)。状态机产生后，系统调用函数把消息扔给状态机处理，osip_transaction_add_event负责把消息插到队列中，Step3：A的ICT状态机调用ict_snd_invite函数发送invite包给对方，状态机自身从初始状态跳转到calling状态，等待对方回应，并设置响应的A超时和B（忘记是什么了，自己看去吧）超时，当A超时到达的时候，向对方重发一次数据包，并且把A时间的时间增加一倍（最长为4S，如果超过4S，将不再增加）。当B时间到达后，系统认为对方没有响应，则释放资源，结束本次操作。Step4：B的信令监听端口接收到此invite请求包，调用osip_parse函数，来完成对消息包的解析，然后系统调用osip_find_transaction_and_add_event函数来试图把此消息包插入已经存在的session的传输队列（比如系统还有另外一个呼叫），当系统发现当前信令包并不属于已经存在的session的时候，系统认为之是一个新的呼叫过程，因此，系统调用osip_transaction_init函数建立一个信的状态机来处理这个session，这个状态机也就是IST(带invie的server状态机)，然后把信令消息插到新状态机的事件列表中，供其处理。Step5：B的IST处理A的invite请求，自身的状态机从IST_PRE_PROCEEDING跳转到IST_PROCEEDING状态，并发送100消息给对方，调用用户设置的回掉函数来完成用户收到请求时候的处理。注意，B应该发两次1XX消息给对方，一个是100，一个是180。因为这两个类似，我比较懒，就不写了，下面的状态也一样。Step6：A收到1xx的回应，自身从ICT_CALLING状态跳转到ICT_PROCEEDING状态，并调用用户的回掉函数来完成用户的要求。注意，A会收到B过来的两次1XX消息，参考step5的说明。Step7：B的用户认可，可以接收A的此次呼叫，B发送调用ist_snd_2xx函数，发送200 OK消息给A，B的状态机IST从IST_PROCEEDING IST_TERMINATED。完成一次IST的服务。Step8：A接收到200 0K，状态机跳转到ICT_TERMINATED状态，完成一个ICT服务。3、 信令结束后，RTP流的建立在Invite信令中，A告诉了B本地的RTP接收地址和端口，B在200 OK中告知了A本地的RTP的接收地址和端口，因此，信令结束后，A和B就可实现流的互通（通常是音频），需要注意的是，RTP并不是OSIP的一部分，从模块上说，它是逻辑上的另外一个部分，RTP流是依靠SIP信令里的信息建立起来的，但和SIP或者SIP信令本身而言并没有任何必然联系。另外，就RTP要传送的音频数据本身而言（例如音频数据），和SIP更没有必然联系。通常，数据是这样产生的，A采集音频数据，然后交给编码部分编码（例如711，723），压缩完后的数据，由RTP打包，然后发送给B。B接收这些数据，拆RTP包，拿出原始数据，交给解码，解出数据后给播