SIP学习笔记

SIP Session Initiation Protocol 会话发起协议
能够发起、更改和终止一个会话

[历史]

• 多媒体系统不能邀请指定的用户加入一个会话
• M. Handly和E. Schooler于1996年2月向IETF递交草案，即SIPv1
• H. Schulzrinne同时提交了一份SCIP（Simple Conference Invitation Prorotol）草案
• 两者合并，96年12月形成SIPv2
• 99年2月形成RFC2543，2002年定稿RFC3261
• SIP组织：SIPPING、SIMPLE、PINT、SPIRITS

[特点]

• 文本协议

[SIP能力]

• 用户定位
• 确定主被叫位置
• 用户能力交换
• 确定主被叫支持的媒体类型和参数
• 用户状态判断
• 确定被叫状态，是否可用，是否空闲
• 呼叫管理
• 建立、修改、终止呼叫
• 呼叫前传
• 号码传递
• 支持各种号码的命名形式
• 个人移动性
• 通过唯一的、位置无关的地址记录用户
• 主被叫鉴权
• 多播会议
• Instant Message

[SIP URI]

格式
    SIP:User:Pass@Host:Port;Param;Param?Header=Value
例如
    Sip:acn@test.edu.cn
    Sip:acn:pass@test.org;transport=tcp?subject=project
    Sip:acn@59.64.156.88
优点
    支持各种形式，并且全局唯一，很好的支持用户移动性管理

[SIP网元]

• 用户代理(User Agent)
• 通常包括User Agent Client和User Agent Server
• 代理服务器(Proxy Server)
• 接收、控制、转发消息
• 注册服务器(Registar)
• 接受用户注册
• 定位服务器(Location Server)
• 记录主被叫的位置
• 重定向服务器(Redirect Server)
• 不转发请求，只返回被叫所在服务器地址

[两类代理服务器]

• 有状态服务器
• 记录所有的请求和响应，包括接受的、转发的。可以尝试多个可能的用户位置，返回最好的响应
• 收到INVITE请求时返回100 Trying响应
• 通过Max-Forwards限制最多转发次数
• 大多数是Transaction Stateful Proxy
• 在请求期间保留状态信息，当收到200或失败响应后丢弃保存的状态信息
• 无状态服务器
• 只负责转发，不负责记录消息相关的信息
• 处理速度快，是SIP网络的骨干

[SIP网关]

• SIP网关作为SIP信令和其他信令的转换接口
• SIP网关可以看作是一种特殊的UA
• SIP和H.323的网关可以转化二者信令，但是媒体流可以直接交互，并不需要通过网关。
• SIP和PSTN的网关相对复杂。首先需要将SIP信令和ISUP或其他电路信令转化，并且需要将RTP媒体流转换成标准的语音信号。

[SIP消息类型]

        SIP消息包括两种类型:请求类消息,响应类消息

• 请求类消息
• 基本消息
• INVITE:呼叫发起消息，通常标志着一个呼叫的开始，相当于ISDN中的Setup和ISUP中的IAM消息.Proxy不能使用.
• ACK:用于对最终响应消息的确认
• BYE:终止一个会话,必须在会话建立之后才能发起BYE
• CANCEL:取消正在进行中的呼叫请求,无法取消已经建立的连接
• OPTIONS:用于查询UA或服务器的能力，包括这个服务器所支持的方法和会话描述协议
• REGISTER:注册消息
• 增加消息
• REFER:REFER消息用于一个UA请求另一个UA访问某个URI或URL资源
• SUBSCRIBE:SUBSCRIBE消息用于建立一个“订购关系”
• NOTIFY:NOTIFY消息用于通知某一事件的发生
• MESSAGE:SIP可以通过MESSAGE请求发送IM消息
• UPDATE:UPDATE消息用于修改session的状态，但是不用修改dialog的状态
• INFO:UA通过INFO消息向另一UA发送会话信令信息，消息中包含已经建立的媒体会话信息
• PRACK:对1xx消息的确认
• 其他一些扩展消息
• 响应类消息
• 1xx:提供信息类应答(Informational)
• 2xx:成功应答(Success)
• 3xx:重定向类应答(Redirection)
• 4xx:客户请求失败类应答(Client error)
• 5xx:服务器故障类应答(Server failure)
• 6xx:全局故障类应答(Global failure)

[SIP消息格式]

• 消息头（Header）
• 必选消息头
• From、To、Call-ID、Cseq等
• 可选消息头
• Via、Record-Route、Route等
• 消息体（Body）

[一个典型SIP消息例子]
    INVITE sip:acn@bupt.org SIP/2.0 (Request-URI)
    Via: SIP/2.0/UDP 12.26.17.91:5060;branch=z9hG4bK454
    Max-Forwards: 70
    From: Charles Babbage <sip:babbage@analyticalsoc.org>;tag=9382
    To: sip:ada@language.org
    Call-ID: f6-32-9a-34-91-e7@analyticalsoc.org
    CSeq: 1 INVITE (CSeq initialized to 1)
    Contact: <sip:babbage@client.analyticalsoc.org>
    Subject: RE: Software
    User-Agent: Difference Engine 1
    Content-Type: application/sdp
    Content-Length: 137
    消息体

[Cseq]

• 消息序列号，用户在每个请求中加入这个字段
• 该序号在Call-ID范围内唯一，即在同一个会话期间具有相同的Call-ID，但是Cseq不断加1，cseq的方法可以是各种不同的请求
• 重发请求序号不变
• 服务器将cseq序号复制到响应类消息中

[Contact]

• 该字段用于INVITE、ACK和REGISTER请求以及成功响应、呼叫进ACK和重定向响应消息，其作用是后续和用户直接通信的地址

[Via]

• 用于指示消息经过的路径。它可以防止请求消息产生环路，并确保响应和请求消息选择同样的路径，以保证通过防火墙或满足其他选路要求。
• 发起请求的用户必须将自己的主机名或地址插入Via字段，如果未采用缺省端口，则必须加上端口号。消息传递过程中，代理服务器必须将自己的地址添加到已有的Via字段之前。如果Proxy发现自己的地址已经存在于Via中，则返回响应“检测到环路”。
  

[消息体]

• 消息体可以包含很多类型的信息
• SDP、URL、IM、JPEG等
• 关于消息体的头域
• Content-Disposition头域指示消息体的用途
• Content-Type指示消息体的类型
• Content-Encoding指示消息体编码格式
• 默认text/plain
• Content-Length指示消息体长度
• 如果没有消息体则为0
• 和Email携带附件的方法相同
• 可以携带多个部分的消息体，采用MIME
• Content-Type is listed as multipart/mime

[会话描述协议SDP]

• SDP用于描述两个用户之间的多媒体会话信息,被叫在接受请求时必须知道
• 会话地址、端口
• 使用的音频、视频解码器
• 会话的一些信息（名称、简单描述）
• 联系信息
• 活动时间表
• SDP的目的是为这类信息定义一个标准语法
• SDP完全采用文本格式。之所以牺牲带宽没有采用诸如ASN.1的二进制编码格式，是为了提高描述的可携带性，使其可以使用各种传送协议传送，并且可以使用各种文本工具生成、处理和查看绘画描述

[SIP与H.323的比较]

• SIP
• IETF, Internet scalable
• Text based, easily to interpret, log, examine, simulate, test.
• Signaling, presence and IM.URI will be powerful.
• 互联网和电信
• 可扩展性强
• 安全性，定义了安全机制，并且可以利用Internet安全机制（TLS，SMIME）
• 媒体协商不理想
• H.323
• ITU, PSTN background
• Binary encoding, smaller but more complexity to implementation
• Exclusively signaling protocol
• 主要是电信
• 可扩展性差

[SIP与H.323的各自优势]

• H.323
• widely deployed in small PSTN replacement networks for handling simple phone calls
• dominates the IP videoconferencing market
• Prevail in digital based device conference
• SIP
• Video conferencing is on the development
• will play a bigger role in these future software-based video systems than the current dedicated hardware videoconferencing systems

[SIP在3G应用中]

• 会话过程中信令保持连接
• 检测终端的状态
• SIP B2BUA
• UE失去连接时，P-CSCF将发起BYE（计费考虑）
• 移除Route, Record-Route, Path, Via, Service-Route 等头域，为了节省无线资源。返回的时候可以再加上。
• P-CSCF修改From、To（安全考虑）
• I-CSCF隐藏或加密Via头域，保护S-CSCF的隐私
• SIP和3GPP共同支持IPv6
• SIP信令压缩（节省无线资源）
• Via头域中的参数comp=sigcomp

[Future of SIP and wireless]

• 当IP在无线网络推广以后，SIP的应用将越来越广泛
• 当mobile-IP没有提供的情况下，SIP可以很好的解决移动性问题。Mobile-IP和Mobile-SIP的融合也在研究中。
• 以后的SIP扩展将支持3GPP中更复杂的鉴权和漫游机制

 

开始学习Linux编程，给大家推荐一个好的地方：【上一篇】
安装openSUSE10.2和添加nvidia-driver+compiz+xgl：【下一篇】