语音视讯培训教材――SIP协议

SIP协议培训,提纲,协议架构典型逻辑部件请求和应答消息基本呼叫流程业务流程协议设计特点,什么是SIP?,“,”,SIP（SessionInitiationProtocol）Anapplicationlayersignalingprotocolthatdefinesinitiation,modificationandterminationofinteractive,multimediacommunicationsessionsbetweenusers.会话初始协议，由IETF制定，是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层传输协议TCP/UDP/SCTP，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。,IETFRFC3261SIP,1999年，IETF发布了第一个SIP规范，即RFC2543。2001年，发布了SIP规范RFC3261。标志着SIP的基础已经确立。2001年至今，RFC增补版本，充实了安全性和身份验证等领域的内容。RFC3262对临时响应的可靠性作了规定；RFC3263确立了SIP代理服务器的定位规则；RFC3264提供了提议/应答模型；RFC3265确定了具体的事件通知。,SIP应用,VoiceVideoChatinteractivegames,会议,远程教学,邮件,视讯会议,即时消息,语音呼叫,MPEG,MP3,Audio,HTML,XML,个人移动办公,SIP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。其他各种服务器则用来进行定位、转发或接受消息。这样，SIP将网络设备的复杂性推向了网络终端设备，因此更适于构建智能型的用户终端。SIP系统体现的是一种分布式的控制模式。,SIP协议体系,其它协议Q.931、H.245,SIP协议体系以模块的形式包括呼叫信令、注册信令和重定向信令三部分。通过其他相关或独立的协议体系提供其他相关或独立的功能和业务。,RedirectServer重定向服务器,SIP分布式架构,LocationServer定位服务器,RegistrarServer注册服务器,UserAgent用户代理,ProxyServer代理服务器,Gateway网关,SIP部件,ProxyServer代理服务器,SIP分布式架构说明,用户代理（UserAgent）代表的就是各种终端设备（如：SIP电话机）。用户代理首先发起SIP通讯请求，随后进行媒体数据的发送和接收。注册服务器（RegistrarServer）在接收到用户代理的注册请求后，在定位服务器（LocationService）或其它数据库中对用户代理信息进行更新。代理服务器（ProxyServer）在接收到用户代理或其它代理的SIP请求后，对其进行转发。重定向服务器（RedirectServer）在接收到用户代理或其它代理的请求后，发回重定向应答，指示出重新发送请求的方向。定位服务器（LocationServer）SIP重定向服务器或者代理服务器，通过定位服务器，获取被叫的可能的位置信息。,提纲,协议架构典型逻辑部件请求和应答消息基本呼叫流程业务流程协议设计特点,用户代理,用户代理，可发起呼叫、接收呼叫和终止呼叫用户代理客户端，能发起呼叫用户代理服务端，能接收呼叫二者都能终止呼叫,用户代理（UserAgent）代表的就是各种终端设备（如：SIP话机），负责发出呼叫、媒体流的编解码。,注册服务器,注册服务器（RegistrarServer）在接收到用户代理的注册请求后，在定位服务器（LocationService）或其它数据库中对用户代理信息进行更新。通常与Proxy或者RedirectServer共存，可以提供定位服务,代理服务器,代理服务器负责接受终端的呼叫请求消息，并根据重定向服务器给出的地址信息将呼叫请求消息转发给下一个代理服务器，并一直送达最终的用户终端。,重定向服务器,接受一个SIP呼叫请求，返回零个或者多个新地址重定向服务器（RedirectServer）在接收到用户代理或其它代理的请求后，发回重定向应答，指示出重新发送请求的方向。,定位服务器,注册服务器（RegistrarServer）在接收到用户代理的注册请求后，在定位服务器（LocationService）中对用户代理信息进行更新。SIP重定向服务器或者代理服务器，通过定位服务器，获取被叫的可能的位置信息。,提纲,协议架构典型逻辑部件请求和应答消息基本呼叫流程业务流程协议设计特点,IPv4头，20字节，二进制,UDP头，8字节，二进制(4层协议可以是TCP或SCTP),SIP消息头，文本格式，变长,SIP消息体，变长，多种消息类型,SIP消息格式,SIP消息头,例如：-SIP消息头-INVITEsip:512080SIP/2.0Via:SIP/2.0/UDP1:5060From:sip:51211To:Call-ID:c2943000-e0563-2a1ce-2e3239311CSeq:100INVITEExpires:180User-Agent:huaweiIPPhone/Rev.1/SIPenabledAccept:application/sdpContact:sip:51211:5060Content-Type:application/sdp,SIP借用HTTP的语法和语义SIP消息类似HTTP消息，包括消息格式、MIME支持。,SIP消息头字段说明,INVITEsip:231981:5060SIP/2.0方法名:请求URI行开始SIP/2.0200OK状态行，为初始应答行Expires:SIP消息超时（秒）Via:信令路径上所有SIP设备列表Max-Forwards:最大跳数To:SIP消息的目的地From:SIP消息的发源地，Call-ID:全局唯一的呼叫标识CSeq:某个方法的消息序列号Contact:指定直接到发源地的路由Content-Type:包含消息体描述Content-Length:消息体长度（单位：字节）Refer-to:INVITE消息中带的呼叫转向URI地址Record-Route:强制途经的SIP代理服务器列表,消息体主要是对消息所要建立的会话的描述。典型的消息体为SDP格式。会话描述协议(SDP,SessionDescriptionProtocol)规定了对描述会话的必要信息怎样进行编码。SDP不包括任何传输机制，也不包含任何种类的协商参数。一个SDP描述仅仅是能够被系统用于在一个多媒体会话中加入大量信息。一个SDP描述含有会话级信息和媒体级信息。会话级信息应用于整个会话。媒体级信息作用于特殊的媒体流。,v=0o=Bob2890844526289084207INIP429s=SIPSeminarc=INIP42/127t=28733974962873404696a=recvonlym=audio49170RTP/AVP0a=rtpmap:0PCMU/8000m=video51372RTP/AVP31a=rtpmap:31H261/90000,SIP消息体,SessionDescriptionProtocol(SDP)RFC2327,SDP协议用于多媒体连接介绍了多媒体会话的参数集功能上类似H.245由IETFMMUSICWG开发简单灵活基于文本可扩展SIPOffer/AnswerModelisRFC3264,“Lines”belowareinorderv=协议版本o=所有者/创建者和会话标识s=会话名称c=连接信息k=密钥t=指定会话活动时间m=媒体描述和传输地址a=(0行或多行)媒体media属性行,SIP消息体字段说明,SIP消息类型方法和应答,SIP方法:INVITE:发起呼叫，邀请用户加入会话。ACK:证实已收到对INVITE消息的最终应答。BYE:终止一个呼叫。CANCEL:取消一个请求。REGISTER:注册用户代理。OPTIONS:查询服务器能力。INFO:携带带外信息，如DTMF数字。,SIP应答:1xx:InformationalMessages.2xx:成功应答3xx:重定向应答4xx:请求失败应答5xx:服务器失败应答6xx:全局失败应答,SIP部件通信，通过交换SIP消息:,响应(Response)消息的开始行,Startline=responseline响应行(Responseline)的固定格式:SIP-versionSPStatus-CodeSPReason-PhraseCRLF例子:SIP/2.0100Trying,状态码,SIP协议的版本,原因短语,响应消息状态码（1）,Provisional1xx100Trying180Ringing181CallIsBeingForwarded182Queued183SessionProgress,Successful2xx200OKRedirection3xx300MultipleChoices301MovedPermanently302MovedTemporarily305UseProxy380AlternativeService,响应消息状态码（2）,RequestFailure4xx400BadRequest401Unauthorized402PaymentRequired403Forbidden404NotFound405MethodNotAllowed406NotAcceptable407ProxyAuthenticationRequired408RequestTimeout410Gone413RequestEntityTooLarge414Request-URITooLong415UnsupportedMediaType,416UnsupportedURIScheme420BadExtension421ExtensionRequired423IntervalTooBrief480TemporarilyUnavailable481Call/TransactionDoesNotExist482LoopDetected483TooManyHops484AddressIncomplete485Ambiguous486BusyHere487RequestTerminate488NotAcceptableHere491RequestPending493Undecipherable,响应消息状态码（3）,ServerFailure5xx500ServerInternalError501NotImplemented502BadGateway503ServiceUnavailable504ServerTime-out505VersionNotSupported513MessageTooLarge,GlobalFailures6xx600BusyEverywhere603Decline604DoesNotExistAnywhere606NotAcceptable,SIP消息中的常用信息-SIP地址,Fully-QualifiedDomainNamessip:leon.huawei-SMTP风格域名RFC2368sip:leonhuawei-E.164风格域名RFC2806sipuser=phoneuser=phone表示这是一个网关(是出口IP网关的FQDN),提纲,协议架构典型逻辑部件请求和应答消息基本呼叫流程业务流程协议设计特点,通信建立过程,用SIP来建立通讯通常需要有六个步骤:登记,发起和定位用户.进行媒体协商-通常采用SDP方式来携带媒体参数.由被叫方来决定是否接纳该呼叫.呼叫媒体流建立并交互.呼叫更改或处理如呼叫转移.呼叫终止.,注册,UA设备开机时都需要向服务器注册当SIPClient的地址发生改变时也需要重新注册注册信息必须定期刷新通常Register将注册信息保存到LocationServer中,无代理服务器时的呼叫流程,假定UA1知道UA2的IP地址,信令层,负载层,只需要3个报文就能建立握手：INVITE/200OK/ACK,UA1,UA2,SIPProxy,Invite,Invite,Ringing(180),Ringing(180),OK(200),OK(200),ACK,会话建立,Trying(100),有代理服务器时的呼叫流程,假定UA不知道对方的IP地址,UA1,UA2,消息状态处理方式,SIPRedirectServer,INVITE,(302)“MovedTemporarily”,200OK,ACK,ACK,INVITE(usingURIinContactheaderreturnedin302Response),SessionEstablished,有重定向服务器的呼叫流程,180Trying,UA1,UA2,提纲,协议架构典型逻辑部件请求和应答消息基本呼叫流程业务流程协议设计特点,SIP业务举例,Callforwarding：基本INVITE行为(代理/重定向)Calltransfer：使用REFER方法Callhold：设置媒体地址为Callerid：主叫号码显示DTMF：由RTP负载携带(RFC2833)Callingcard付卡：B2BUA+语音服务器Voicemail：UA带有特别的URL(s),UA1,UA2,UA3,呼叫转接CallTransfer,遇忙呼叫转移CallForwardBusy,代理服务器,UA1,UA2,UA3,并发呼叫CallForking,OfficePhone,Cellphone,MobileLaptop,Alice,Bobs,Bobs,Bobs,如果代理服务器设置为“TransactionStateful”，能正常产生Cancels如果代理服务器设置为“DialogStateful”，能接受BYE请求,代理服务器,IVR和VoiceXML,代理服务器,IVR服务器,SIP,REFER,200,RTP,SIPUA,VoiceXML,VoiceXMLScripts,Text,?,Text,?,定位服务器,在线状态PRESENCE,Presence服务器,Presentitybob,注册服务器,REGISTER,A,NOTIFY,NOTIFY,SUBSCRIBE,NOTIFY,第三方呼叫控制,WebInterface,Proxy,代理服务器,Alice,Bob,Carol,Dave,允许呼叫由独立第三方发起使用INVITE方法，在初始INVITE消息中不带SDP预约会议,语音邮件,A,ProxyServer,VoiceMailServer,INVITESIP:B,INVITESIP:B,B,486BusyHere,ACK,INVITESIP:B-dep-fb,200OK,200OK,ACK,RTP,提纲,协议架构典型逻辑部件请求和应答消息基本呼叫流程业务流程协议设计特点,SIP设计架构,SIP设计目标：与现有IETF协议集成可扩展性和简单性移动性易用和创建新特性,与IETF协议集成,其它的IETF协议能用来建立SIP应用，SIP能与现有IETF协议一起工作。例如：RSVP预留网络资源RTP传送实时数据，提供QOS建议RTSP控制流媒体的递送SAP会话广告协议通过多播方式，广告多媒体会话SDP会话描述协议描述多媒体会话MIME多用途邮件扩展协议描述内容HTTP服务Web页面浏览COPS公共开放式策略服务OSP开放式结算协议,可扩展性,SIP架构具有良好的可扩展性代理、重定向、定位和注册等功能，可驻