IMS_VoLTE基础培训-SIP协议与流程PPT

IMS VoLTE基础培训 SIP协议与流程 参考资料 RFC3261 学习完此课程 您将会 SIP协议的基本概念SIP协议的消息格式SIP协议的重要头域并结合注册流程与会话流程来讲解SIP协议 目标 第1章SIP协议简介第2章SIP协议的相关术语第3章SIP协议消息格式第4章重要头域第5章SIP与主要流程 内容介绍 第1章SIP协议简介1 1SIP协议1 2SIP相关协议 内容介绍 SIP协议介绍 会话初始协议SIP SessionInitiationProtocol 是一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议 它被用来创建 修改 和终结一个或多个参加者参加的会话进程 与SDP RTP RTCP DNS等协议配合 共同完成IMS中的会话建立及媒体协商 第1章SIP协议简介1 1SIP协议1 2SIP相关协议 内容介绍 SIP相关协议 会话描述协议SDP SessionDescriptionProtocol 协议为应用层的控制协议 由于会话建立过程中的媒体协商 RTP RTCP 都为应用层的承载面协议 会话建立后 RTP协议保证媒体流的实时传输 RTCP协议对实时传输的媒体流进行监控 SIP在协议栈中的位置 第1章SIP协议简介第2章SIP协议的相关术语第3章SIP协议消息格式第4章重要头域第5章SIP与主要流程 内容介绍 SIP协议的相关术语 一 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Session 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 SIP协议的相关术语 一 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 INVITE SUBSCRIBE REFER都可以创建对话在EarlyDialog状态下 如当收到带ToTag的1xx响应 非100 时 主叫可以用BYE来终结对话 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 主叫或者被叫都能通过BYE消息来终结Dialog SIP协议的相关术语 一 SIP事务 SIP协议是一个客户 服务器协议 所谓事务是指客户端发送到服务器的请求以及服务器回送至客户端的所有响应 并且例如INVITE请求和PRACK请求分别属于不同的事务 事务以Via头域中的branch z9hG4bK开始 参数作为唯一标识INVITE事务 收到100trying 180 200OK INVITE 属于同一个事务非INVITE事务 一般不存在临时相应 如Prack Bye Option Subscribe Message特殊事务 ACK事务 对于200ofINVITE的确认事务 和CANCEL事务 只能用于CANCELINVITE事务 收到INVITE的临时响应后 包括100 最终响应之前发送 SIP协议的相关术语 一 代理 代理服务器 Proxy ProxyServer 作为一个逻辑网络实体代表客户端转发请求或者响应 可以同时作为客户端和服务器端 代理服务器的主要功能 路由 认证鉴权 计费监控 呼叫控制 业务提供等 用户代理客户端 UAC 发起请求的一方 用户代理服务器 UAS 接收请求的一方SIPURI 用户呼叫时可使用SIPURI格式的形式呼叫 SIPURI遵从和EMAIL地址相同的格式 用户名 域名 如yufei home1 fr或者home1 fr等 问题 会话 对话及事务的区别 第1章SIP协议简介第2章SIP协议的相关术语第3章SIP协议消息格式第4章重要头域第5章SIP与主要流程 内容介绍 SIP请求消息格式 由起始行 消息头和消息体组成 通过换行符区 CRLF 分消息头中的每一条参数行 请求中的首行格式包括方法 请求的URI 协议版本 例如 INVITsip bob smith SIP 2 0 SIP响应消息格式 由起始行 消息头和消息体组成 通过换行符区 CRLF 分消息头中的每一条参数行 响应中的首行格式包括版本 状态码以及原因短语 例如 SIP 2 0100Tryin SIP 2 0183SessioninProgress SIP 2 0200OK SIP消息头 消息头包含了如请求的发起者 请求的接收者 最大跳数等信息 例如 From To SIP消息正文 消息正文 在描述一个会话时SIP消息正文是一个会话描述协议SDP消息 消息正文格式 v 0o mhandley28908445262890842807INIP4126 16 64 4s SDPSeminari ASeminaronthesessiondescriptionprotocolu http www cs ucl ac uk staff M Handley sdp 03 pse mjh isi edu MarkHandley c INIP4224 2 17 12 127t 28733974962873404696a recvonlym audio49170RTP AVP0m video51372RTP AVP31m application32416udpwba orient portrait SIP消息示例 INVITEtel 8675580002901SIP 2 0 请求起始行 INVITE请求消息 请求URI 即被邀用户的当前地址为 tel 8675580002901 SIP版本号为2 0 From tag 1ccb6df3 From字段 指明请求发起方的地址为 To sip 66500002 user phone To字段 指明请求接收方的地址为 CSeq 1INVITE Cseq字段 用于将INVITE请求和其触发的响应 对应的ACK CANCEL请求相关联 Call ID 20973e49f7c52937fc6be224f9e52543 Call ID字段 该字段唯一标识一个特定的邀请 全局唯一 Via SIP 2 0 UDP154 112 2 51 5061 branch z9hG4bKliv0vdlwdrrydvgrpix0pgx0w Via字段 该字段用于指示该请求历经的路径 SIP 2 0 UDP 表示发送的协议 协议名为 SIP 协议版本为2 0 传输层为UDP 154 112 2 51 5061 表示发送方ATSIP地址为154 112 2 51 端口号为5061 branch z9hG4bkbc427dad6 为分支参数 IMS并行分发请求时标记各个分支 Contact sip 867556650001 154 112 2 51 5060 Contact字段 指示其后的请求 如BYE请求 可以直接发往 而不必借助Via字段 Supported 100rel 100rel扩展 该字段为100类响应消息的可靠传输提供了相应的机制 Max Forwards 70 Max Forwards字段 表示该请求到达其目的地址所允许经过的中转站的最大值为70 Allow INVITE ACK CANCEL OPTIONS BYE REGISTER PRACK INFO UPDATE SUBSCRIBE NOTIFY MESSAGE REFER Allow字段 给出IP地址为154 112 2 51的设备支持的请求消息类型列表 Content Length 230 表示消息长度为230个字节 Content Type application sdp 表示消息中携带的消息体是单消息体且为SDP 空行 表示下面为SDP会话描述 v 0 SDP协议版本号 目前为0版本 o HwATS990010737418311073741831INIP4154 112 2 51 发出会话的发起者 会话标识 该会话公告的版本 IN 指网络类型 IPV4 地址类型 创建会话的主机IP s SipCall 会话名 c INIP4191 134 110 3 连接数据 m audio10002RTP AVP80418 媒体级描述 audio音频 10002媒体流发往的传送层端口 RTP AVP 为传送层协议 媒体静荷类型 a rtpmap 8PCMA 8000 rtpmap属性行 a rtpmap0PCMU 8000a rtpmap4G723 8000a rtpmap18G729 8000 第1章SIP协议简介第2章SIP协议的相关术语第3章SIP协议消息格式第4章重要头域第6章SIP与主要流程 内容介绍 必备的头域 From 标识请求的发起者如From tag pohiaFrom头域中必须包含一个由UAC产生的 tag 参数 用于关联一个对话在IMS解决方案中 ATS9900 CSC3300 UGC3200等网元对From头域的处理如下 ATS9900ATS收到的初始请求INVITE消息后 如果INVITE消息中无P Asserted Identity头域 则从From头域中获取主叫号码 在被叫侧ATS 会根据号码显示业务对From头域中的主叫号码进行调整CSC3300CSCF收到的初始响应INVITE消息后 如果INVITE消息中无P Served User P Asserted Identity头域 则从From头域中获取主叫号码 UGC3200UGC收到的初始响应INVITE消息后 如果INVITE消息中无P Asserted Identity头域 则从From头域中获取主叫号码 必备的头域 To 指定请求的接收者或用户需要注册的地址 TAG标签用来区分不同被叫建立的对话 如To tag acgt在IMS解决方案中 ATS9900 CSC3300 UGC3200等网元对To头域的处理如下 ATS9900基本呼叫场景下 ATS对To头域无特殊处理 ATS发出消息中的To头域与收到消息中一致 CSC3300基本呼叫场景下 CSCF对To头域无特殊处理 ATS发出消息中的To头域与收到消息中一致 UGC3200无特殊处理 必备的头域 Max Forwards 用于标识一个实体能够经过SIP实体数 是一个计数器 用于限制出现请求消息的死循环 RFC32618 1 1 6中规定UAC发起的请求消息中 Max Forwards的值应该为70 后续消息每经过一跳 值会逐跳减1如Max Forwards 70 必备的头域 Call ID 标识一个对话 一个对话包括对话的建立 修改结束 如 Call Id apb03sdfksjgs94r5 注意区分大小写 在IMS解决方案中 ATS9900 CSC3300 UGC3200等网元对Call ID头域的处理如下 ATS9900ATS作为B2BUA的角色 因此一次呼叫过程中 ATS收到的消息和ATS发出的消息中Call ID是不一致的 ATS发出的消息Call ID头域包含ATS的主机名和CCU模块号 如 Call ID 1gilgzr4wx4x4rr0wr4ldhlr ATS 20 CSC3300无特殊处理 不会修改该头域的参数值 UGC3200无特殊处理 UGC网元发出的消息中包含有UGC网元的相关信息 如 Call ID g854k1j5587g85n8m4k882kgghk4l4hn CGPV1R002SIPCOMCSeq 用于对话内事务的排序 相同事务的CSeq相同 如会话的建立过程中 主叫方发送INVITE请求的事务与PRACK请求的事务的CSeq不相同 如 Cseq 1INVITE 必备的头域 Via 对响应消息进行路由转发 分支 branch 参数 这个参数用于区分请求创建的事务 如 Via SIP 2 0 UDP 5555 a b c d branch 0uetb在IMS解决方案中 ATS9900 CSC3300 UGC3200等网元对Via头域的处理如下 ATS9900ATS会将Via头域中其他网元的IP地址和端口信息删除 发出去的消息中Via为ATS网元的IP地址和端口CSC3300CSC在发出的消息Via头域中增加自身网元的IP地址 端口号和dpt参数 dpt参数中会携带CSC网元SCU模块号UGC3200UGC在发出的初始请求INVITE消息Via头域中增加自身网元的IP地址 端口号 X DispCookie参数 UGC网元CCU模块号 X DispMsg参数 UGC网元BSG模块号 和X TrunkGroup 携带中继群号 重要头域 Contact Contact头域携带了一个URI 这个URI的含义取决于是在请求还是在应答中 在请求中 该URI是主叫用户的URI信息 在响应中 则是被叫用户的URI信息 表明注册有效期如 Contact expires 600000Route头域是一个多值头域 域值是有顺序的 如 Route sip 154 112 8 22 lr ORGDLGID 17217 5 Dpt 7684 6 TRC b5c ffffffffRecord Route 为一个会话的后续请求记录Route消息头的条目 用于会话流程 对后续会话流程进行路由转发 如 Record Route lr 理解Route和Record Route消息头 会话流程 UEP CSCFS CSCF 1 INVITE 根据顶端Route消息头 将请求消息发网 加入Via头 183 根据 ia消息头找到 将Record Route消息头中带回 PRACK 将Record Route消息头颠倒顺序 变换成Route消息头 后续请求路由根据一系列的Route消息头路由 2 INVITE 删除顶端Route消息头 并根据顶端Route消息头 将请求消息发往S 加入Via头 Record Route 3 183 根据最顶端Via头找到 将Record Route消息头中带回 6 PRACK 重要头域 Service Route 由S CSCF设置 在REGISTER请求的200 OK 响应中将S CSCF的IP地址通过该消息头返回给P CSCF 在后续的会话过程中 P CSCF通过该消息头找到S CSCF 如 Service Route lrPath 由P CSCF设置 在REGISTER请求中 将P CSCF的IP地址通过该消息头发往S CSCF S CSCF在后续的会话过程中通过该消息头找到P CSCF 如 Path lr 理解PATH和Service Route消息头 注册过程 UEP CSCFI CSCFS CSCF REGISTER REGISTER 将P的SIPURI加入到PATH消息头中 并发送 REGISTER 将PATH消息头发往S S保存该消息头 200 OK 将 的SIPURI加入到Service Route消息头并发送 200 OK 保存Service Route消息头 200 OK UE保存Service Route消息头 用于会话 第1章SIP协议简介第2章SIP协议的相关术语第3章SIP协议消息格式第4章重要头域第5章SIP与主要流程 内容介绍 第1章SIP协议简介第2章SIP协议的相关术语第3章SIP协议消息格式第4章重要头域第6章SIP与主要流程 内容介绍 第6章SIP与主要流程6 1SIP与注册流程6 2SIP与会话流程 内容介绍 SIP用户注册流程 注册流程与SIP消息 UE生成的初始REGISTER请求的SIP消息如下 REGISTERsip home1 frSIP 2 0 网络归属域域名Via SIP 2 0 udp 5555 1 2 3 4 branch 0uetbRoute sip 5555 a f f e lr UE下一跳的IP地址PCSCFRoute sip 6666 a b c w ICSCFMax Forwards 70From tag pohjaTo Contact expires 600000Call ID apb03djgu495jdn123CSeq 25REGISTERContent Length 0 注册流程与SIP消息 P CSCF生成的SIP消息如下 REGISTERsip home1 frSIP 2 0 网络归属域域名Via SIP 2 0 udpsip pcscf1 visited1 fi branch 0pctbPCSCFVia SIP 2 0 udp 5555 a b c d branch 0uetbueRoute sip 5555 a f f e lr 被去除 Route sip 6666 a b c w Max Forwards 69 减少一跳From tag pohjaTo Contact expires 600000Call ID apb03djgu495jdn123CSeq 25REGISTERContent Length 0 注册流程与SIP消息 I CSCF生成如下SIP消息 REGISTERsip home1 frSIP 2 0 网络归属域域名Via SIP 2 0 udpsip icscf1 home1 fr branch 0ictbICSCFVia SIP 2 0 udpsip pcscf1 visited1 fi branch 0pctbPCSCFVia SIP 2 0 udp 5555 a b c d branch 0uetbUERoute sip scscf1 home1 fr lrICSCF地址查询HSS得到Route sip 5555 a f f e lr 被去除 Max Forwards 68 减少一跳From tag pohjaTo Contact expires 600000Call ID apb03djgu495jdn123CSeq 25REGISTERContent Length 0 注册流程与SIP消息 S CSCF生成如下SIP消息 REGISTERsip home1 frSIP 2 0 网络归属域域名Via SIP 2 0 udpsip icscf1 home1 fr branch 0ictbVia SIP 2 0 udpsip pcscf1 visited1 fi branch 0pctbVia SIP 2 0 udp 5555 a b c d branch 0uetbRoute sip scscf1 home1 fr lr 被去除 Route sip 5555 a f f e lr 被去除 Max Forwards 67 减少一跳From tag pohjaTo Contact expires 600000Call ID apb03djgu495jdn123CSeq 25REGISTERContent Length 0 注册流程与SIP消息 S CSCF的应答SIP消息如下 SIP 2 0200OKVia SIP 2 0 udpsip icscf1 home1 fr branch 0ictb 根据此来找到I CSCFVia SIP 2 0 udpsip pcscf1 visited1 fi branch 0pctbVia SIP 2 0 udp 5555 a b c d branch 0uetbRoute sip scscf1 home1 fr lr 被去除 Route sip 5555 a f f e lr 被去除 From tag pohjaTo tag kotimaaContact expires 600000Call ID apb03djgu495jdn123CSeq 25REGISTERContent Length 0 注册流程与SIP消息 I CSCF的应答SIP消息如下 SIP 2 0200OKVia SIP 2 0 udpsip icscf1 home1 fr branch 0ictb Via SIP 2 0 udpsip pcscf1 visited1 fi branch 0pctb 据此找到P CSCFVia SIP 2 0 udp 5555 a b c d branch 0uetbRoute sip scscf1 home1 fr lr 被去除 Route sip 5555 a f f e lr 被去除 From tag pohjaTo tag kotimaaContact expires 600000Call ID apb03djgu495jdn123CSeq 25REGISTERContent Length 0 注册流程与SIP消息 P CSCF的应答SIP消息如下 SIP 2 0200OKVia SIP 2 0 udpsip icscf1 home1 fr branch 0ictb Via SIP 2 0 udpsip pcscf1 visited1 fi branch 0pctbVia SIP 2 0 udp 5555 a b c d branch 0uetb 据此可以找到UERoute sip scscf1 home1 fr lr 被去除 Route sip 5555 a f f e lr 被去除 From tag pohjaTo tag kotimaaContact expires 600000Call ID apb03djgu495jdn123CSeq 25REGISTERContent Length 0 注册流程与SIP消息 UE的应答SIP消息如下 SIP 2 0200OKVia SIP 2 0 udpsip icscf1 home1 fr branch 0ictb Via SIP 2 0 udpsip pcscf1 visited1 fi branch 0pctbVia SIP 2 0 udp 5555 a b c d branch 0uetbRoute sip scscf1 home1 fr lr 被去除 Route sip 5555 a f f e lr 被去除 From tag pohjaTo tag kotimaaContact expires 600000Call ID apb03djgu495jdn123CSeq 25REGISTERContent Length 0 小结 结合SIP消息头理解注册流程 小结 第6章SIP与主要流程6 1SIP与注册流程6 2SIP与会话流程 内容介绍 UEP CSCFS CSCFASI CSCFS CSCFASP CSCFUE1 INVITE SDP提供1 3 2 100Trying 会话流程 INVITE 4 100Trying 5 INVITE 6 100Trying 7 INVITE 8 100Trying 9 INVITE 10 INVITE 11 100Trying 12 100Trying 13 INVITE 14 100Trying 15 INVITE 16 100Trying 17 INVITE 18 100Trying 19 INVITE 20 183会话进行中 SDP应答1 21 183会话进行中 22 183会话进行中 23 183会话进行中 24 183会话进行中 25 183会话进行中 26 183会话进行中 27 183会话进行中 28 PRACK SDP提供2 29 PRACK 30 PRACK 31 PRACK 32 PRACK 33 PRACK 34 PRACK 35 PRACK 36 PRACK 资源预留 资源预留 37 200OK 38 200OK 39 200OK 40 200OK 41 200OK 44 200OK 45 200OK 42 200OK 43 200OK UEP CSCFS CSCFASI CSCFS CSCFASP CSCFUE 会话流程 1 UPDATE 第三个SDP提供 2 UPDATE 3 UPDATE 4 UPDATE 5 UPDATE 6 UPDATE 7 UPDATE 8 UPDATE 9 UPDATE 10 200 OK 11 200 OK 12 200 OK 13 200 OK 14 200 OK 15 200 OK 16 200 OK 17 200 OK 18 200 OK 19 180 RING 20 180 RING 21 180 RING 22 180 RING 23 180 RING 25 180 RING 26 180 RING 27 180 RING 28 180 RING 29 PRACK 24 180 RING 30 PRACK 31 PRACK 32 PRACK 33 PRACK 34 PRACK 35 PRACK 36 PRACK 37 PRACK UEP CSCFS CSCFASI CSCFS CSCFASP CSCFUE 会话流程 1 200 OK 2 200 OK 3 200 OK 4 200 OK 5 200 OK 6 200 OK 7 200 OK 8 200 OK 9 200 OK 10 200 OK 11 200 OK 12 200 OK 13 200 OK 14 200 OK 15 200 OK 16 200 OK 17 200 OK 18 200 OK 19 200 OK 20 ACK 21 ACK 22 ACK 23 ACK 24 ACK 25 ACK 26 ACK 27 ACK 28 ACK 29 ACK 会话流程与SIP消息 UE发出的初始会话请求 INVITEsip zhangjie home2 huSIP 2 0Via SIP 2 0 UDP 5555 1 2 3 4 BRANCH 8uetbUERoute PRoute S注册时得到Max Forwards 70From tag veliTo 会话流程与SIP消息 P CSCF发出的初始会话请求 INVITEsip zhangjie home2 huSIP 2 0Via SIP 2 0 UDPpcscf1 visited1 fr branch 9pctbPVia SIP 2 0 UDP 5555 1 2 3 4 branch 8uetbUERecord Route 自己加到RECORDRoute 删P留SMax Forwards 69From tag veliTo 会话流程与SIP消息 S CSCF发出的初始会话请求 INVITEsip zhangjie home2 huSIP 2 0Via SIP 2 0 UDPscscf1 home1 fr branch agega1SVia SIP 2 0 UDPpcscf1 visited1 fr branch 9pctbPVia SIP 2 0 UDP 5555 1 2 3 4 branch 8uetb不UERecord Route SRecord Route PMax Forwards 68From tag veliTo 会话流程与SIP消息 被叫I CSCF发出的初始会话请求 INVITEsip zhangjie home2 huSIP 2 0Via SIP 2 0 UDPicscf2 home1 fr branch geagi3Via SIP 2 0 UDPscscf1 home1 fr branch agega1Via SIP 2 0 UDPpcscf1 visited1 fr branch 9pctbVia SIP 2 0 UDP 5555 1 2 3 4 branch 8uetbRecord Route Record Route Route 被叫HSS查询到被叫SCSCF 并不把自己加到recordMax Forwards 67From tag veliTo 会话流程与SIP消息 被叫S CSCF发出的初始会话请求 INVITEsip zhangjie home2 huSIP 2 0Via SIP 2 0 UDPscscf2 home2 hu branch cscth7Via SIP 2 0 UDPicscf2 home1 fr branch geagi3Via SIP 2 0 UDPscscf1 home1 fr branch agega1Via SIP 2 0 UDPpcscf1 visited1 fr branch 9pctbVia SIP 2 0 UDP 5555 1 2 3 4 branch 8uetbRecord Route Record Route Record Route Route 位置更新时候得到被叫UEP的地址Max Forwards 66From tag veliTo 会话流程与SIP消息 被叫P CSCF发出的初始会话请求 INVITEsip 5555 5 6 7 8 SIP 2 0Via SIP 2 0 UDPpcscf2 home2 hu branch terdsf1Via SIP 2 0 UDPscscf2 home2 hu branch cscth7Via SIP 2 0 UDPicscf2 home1 fr branch geagi3Via SIP 2 0 UDPscscf1 home1 fr branch agega1Via SIP 2 0 UDPpcscf1 visited1 fr branch 9pctbVia SIP 2 0 UDP 5555 1 2 3 4 branch 8uetbRecord Route Record Route Record Route Record Route Max Forwards 65From tag veliTo 会话流程与SIP消息 被叫UE发出的初始会话响应 SIP 2 0183SessioninProgressVia SIP 2 0 UDPpcscf2 home2 hu branch terdsf1Via SIP 2 0 UDPscscf2 home2 hu branch cscth7Via SIP 2 0 UDPicscf2 home1 fr branch geagi3Via SIP 2 0 UDPscscf1 home1 fr branch agega1Via SIP 2 0 UDPpcscf1 visited1 fr branch 9pctbVia SIP 2 0 UDP 5555 1 2 3 4 branch 8uetbRecord Route Record Route Record Route Record Route From tag veliTo 会话流程与SIP消息 被叫P CSCF发出的初始会话响