語音視訊培訓教材——SIP協(xié)議課件

1、SIP協(xié)議培訓提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計特點什么是SIP?“”SIP（Session Initiation Protocol）An application layer signaling protocol that defines initiation, modification and termination of interactive, multimedia communication sessions between users.會話初始協(xié)議，由IETF制定，是一個基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨立于底層傳輸協(xié)議TCP/UDP/SCTP，用于建立、修

2、改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會話。 IETF RFC 3261 SIP 1999年，IETF 發(fā)布了第一個 SIP 規(guī)范，即 RFC 2543。2001 年，發(fā)布了 SIP 規(guī)范 RFC 3261。標志著 SIP 的基礎(chǔ)已經(jīng)確立。2001年至今，RFC 增補版本，充實了安全性和身份驗證等領(lǐng)域的內(nèi)容。RFC 3262 對臨時響應(yīng)的可靠性作了規(guī)定；RFC 3263 確立了 SIP 代理服務(wù)器的定位規(guī)則；RFC 3264 提供了提議/應(yīng)答模型；RFC 3265 確定了具體的事件通知。SIP應(yīng)用VoiceVideoChatinteractive games 會議遠程教學郵件視訊會議即時消息語音呼

3、叫MPEG, MP3, Audio, HTML,XML個人移動辦公SIP控制模式SIP采用Client/Server結(jié)構(gòu)的消息機制，對呼叫的控制是將控制信息封裝到消息的頭域中，通過消息的傳遞來實現(xiàn)。因此SIP系統(tǒng)的終端就比較智能化，它不只提供數(shù)據(jù)，還提供呼叫控制信息。其他各種服務(wù)器則用來進行定位、轉(zhuǎn)發(fā)或接受消息。這樣，SIP將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復雜性推向了網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，因此更適于構(gòu)建智能型的用戶終端。SIP系統(tǒng)體現(xiàn)的是一種分布式的控制模式。SIP協(xié)議體系其它協(xié)議Q.931、H.245SIP協(xié)議體系以模塊的形式包括呼叫信令、注冊信令和重定向信令三部分。通過其他相關(guān)或獨立的協(xié)議體系提供其他相關(guān)或獨立的功能

4、和業(yè)務(wù)。呼叫信令注冊信令重定向信令SIP協(xié)議Redirect Server重定向服務(wù)器SIP 分布式架構(gòu)Location Server定位服務(wù)器Registrar Server注冊服務(wù)器User Agent用戶代理Proxy Server代理服務(wù)器Gateway網(wǎng)關(guān)SIP 部件Proxy Server代理服務(wù)器SIP 分布式架構(gòu) 說明用戶代理（User Agent）代表的就是各種終端設(shè)備（如：SIP電話機）。用戶代理首先發(fā)起SIP通訊請求，隨后進行媒體數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。注冊服務(wù)器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊請求后，在定位服務(wù)器（Location Service）或

5、其它數(shù)據(jù)庫中對用戶代理信息進行更新。代理服務(wù)器（Proxy Server）在接收到用戶代理或其它代理的SIP請求后，對其進行轉(zhuǎn)發(fā)。重定向服務(wù)器（Redirect Server）在接收到用戶代理或其它代理的請求后，發(fā)回重定向應(yīng)答，指示出重新發(fā)送請求的方向。定位服務(wù)器（Location Server）SIP重定向服務(wù)器或者代理服務(wù)器，通過定位服務(wù)器，獲取被叫的可能的位置信息。提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計特點用戶代理 用戶代理，可發(fā)起呼叫、接收呼叫和終止呼叫用戶代理客戶端，能發(fā)起呼叫用戶代理服務(wù)端，能接收呼叫二者都能終止呼叫用戶代理（User Agent）代表的

6、就是各種終端設(shè)備（如：SIP話機），負責發(fā)出呼叫、媒體流的編解碼 。注冊服務(wù)器注冊服務(wù)器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊請求后，在定位服務(wù)器（Location Service）或其它數(shù)據(jù)庫中對用戶代理信息進行更新。通常與Proxy或者Redirect Server共存，可以提供定位服務(wù)代理服務(wù)器代理服務(wù)器負責接受終端的呼叫請求消息，并根據(jù)重定向服務(wù)器給出的地址信息將呼叫請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給下一個代理服務(wù)器，并一直送達最終的用戶終端。重定向服務(wù)器 接受一個SIP呼叫請求，返回零個或者多個新地址重定向服務(wù)器（Redirect Server）在接收到用戶代理或其它代理的請求后，發(fā)

7、回重定向應(yīng)答，指示出重新發(fā)送請求的方向。定位服務(wù)器注冊服務(wù)器（Registrar Server）在接收到用戶代理的注冊請求后，在定位服務(wù)器（Location Service）中對用戶代理信息進行更新。 SIP重定向服務(wù)器或者代理服務(wù)器，通過定位服務(wù)器，獲取被叫的可能的位置信息。提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計特點IHLTotal LengthIdentificationFlagsFragment OffsetHeader ChecksumProtocolTime to LiveSource AddressDestination AddressPaddingOp

8、tionsVersion DSCP ECNIPv4頭，20字節(jié)，二進制Source PortDestination PortChecksumLengthUDP頭，8字節(jié)，二進制(4層協(xié)議可以是TCP 或 SCTP)SIP頭使用US-ASCII格式(variable in length per header/per message)SIP消息頭，文本格式，變長SIP消息有時有一個消息體- SIP消息頭指示消息體類型 - 可能是文本，數(shù)據(jù)，音頻，視頻或者別的什么SIP消息體，變長，多種消息類型SIP消息格式SIP消息頭例如：- SIP 消息頭-INVITE sip:512080 SIP/2.0Vi

9、a: SIP/2.0/UDP 1:5060From: sip:51211To: Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e3239311CSeq: 100 INVITE Expires: 180User-Agent: huawei IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabledAccept: application/sdpContact: sip:51211:5060Content-Type: application/sdpSIP 借用HTTP的語法和語義SIP 消息類似HTTP消息，包括消息格式、MIME支持。SIP消息頭字段說明INVITE sip:231

10、981:5060 SIP/2.0 方法名: 請求 URI行開始SIP/2.0 200 OK 狀態(tài)行，為初始應(yīng)答行Expires: SIP消息超時（秒）Via: 信令路徑上所有SIP設(shè)備列表Max-Forwards: 最大跳數(shù)To: SIP消息的目的地From: SIP消息的發(fā)源地，Call-ID: 全局唯一的呼叫標識CSeq: 某個方法的消息序列號Contact: 指定直接到發(fā)源地的路由Content-Type: 包含消息體描述Content-Length: 消息體長度（單位：字節(jié)）Refer-to: INVITE消息中帶的呼叫轉(zhuǎn)向URI地址Record-Route: 強制途經(jīng)的SIP代理服務(wù)

11、器列表消息體主要是對消息所要建立的會話的描述。典型的消息體為SDP格式。 會話描述協(xié)議(SDP,Session Description Protocol)規(guī)定了對描述會話的必要信息怎樣進行編碼。SDP不包括任何傳輸機制，也不包含任何種類的協(xié)商參數(shù)。一個SDP描述僅僅是能夠被系統(tǒng)用于在一個多媒體會話中加入大量信息。 一個SDP描述含有會話級信息和媒體級信息。會話級信息應(yīng)用于整個會話。媒體級信息作用于特殊的媒體流。v=0o=Bob 2890844526 289084207 IN IP4 29s=SIP Seminarc=IN IP4 2/127t=2873397496 2873404696a=re

12、cvonlym=audio 49170 RTP/AVP 0a=rtpmap:0 PCMU/8000m=video 51372 RTP/AVP 31a=rtpmap:31 H261/90000SIP消息體Session Description Protocol (SDP) RFC2327SDP協(xié)議用于多媒體連接介紹了多媒體會話的參數(shù)集功能上類似H.245由IETF MMUSIC WG開發(fā)簡單靈活基于文本可擴展SIP Offer/Answer Model is RFC 3264“Lines” below are in orderv = 協(xié)議版本o = 所有者/創(chuàng)建者 和會話標識s = 會話名稱c

13、= 連接信息k = 密鑰t = 指定會話活動時間m = 媒體描述和傳輸?shù)刂穉 = (0行或多行) 媒體media屬性行SIP消息體字段說明SIP消息類型 方法 和 應(yīng)答SIP 方法:INVITE : 發(fā)起呼叫，邀請用戶加入會話。ACK : 證實已收到對INVITE消息的最終應(yīng)答。BYE : 終止一個呼叫。CANCEL : 取消一個請求。REGISTER : 注冊用戶代理。OPTIONS : 查詢服務(wù)器能力。INFO : 攜帶帶外信息，如DTMF數(shù)字。SIP 應(yīng)答:1xx : Informational Messages.2xx : 成功應(yīng)答3xx : 重定向應(yīng)答4xx : 請求失敗應(yīng)答5xx

14、: 服務(wù)器失敗應(yīng)答6xx : 全局失敗應(yīng)答SIP部件通信，通過交換SIP消息:響應(yīng)(Response)消息的開始行Startline=response line響應(yīng)行(Response line)的固定格式:SIP-version SP Status-Code SP Reason-Phrase CRLF例子: SIP/2.0 100 Trying狀態(tài)碼SIP協(xié)議的版本原因短語響應(yīng)消息狀態(tài)碼（1）Provisional 1xx100 Trying180 Ringing181 Call Is Being Forwarded182 Queued183 Session ProgressSuccessf

15、ul 2xx200 OKRedirection 3xx300 Multiple Choices301 Moved Permanently302 Moved Temporarily305 Use Proxy380 Alternative Service響應(yīng)消息狀態(tài)碼（2）Request Failure 4xx400 Bad Request401 Unauthorized402 Payment Required403 Forbidden404 Not Found405 Method Not Allowed406 Not Acceptable407 Proxy Authentication Requ

16、ired408 Request Timeout410 Gone413 Request Entity Too Large414 Request-URI Too Long415 Unsupported Media Type416 Unsupported URI Scheme420 Bad Extension421 Extension Required423 Interval Too Brief480 Temporarily Unavailable481 Call/Transaction Does Not Exist482 Loop Detected483 Too Many Hops484 Addr

17、ess Incomplete485 Ambiguous486 Busy Here487 Request Terminate488 Not Acceptable Here491 Request Pending493 Undecipherable響應(yīng)消息狀態(tài)碼（3）Server Failure 5xx500 Server Internal Error501 Not Implemented502 Bad Gateway503 Service Unavailable504 Server Time-out505 Version Not Supported513 Message Too LargeGlob

18、al Failures 6xx600 Busy Everywhere603 Decline604 Does Not Exist Anywhere606 Not AcceptableSIP消息中的常用信息 - SIP地址 Fully-Qualified Domain Namessip: SMTP風格域名RFC 2368sip: leon E.164風格域名RFC 2806sip: user=phone user=phone表示這是一個網(wǎng)關(guān) (是出口IP網(wǎng)關(guān)的FQDN) 提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計特點通信建立過程用SIP來建立通訊通

19、常需要有六個步驟:登記, 發(fā)起和定位用戶.進行媒體協(xié)商 -通常采用SDP方式來攜帶媒體參數(shù).由被叫方來決定是否接納該呼叫.呼叫媒體流建立并交互.呼叫更改或處理如呼叫轉(zhuǎn)移.呼叫終止.注冊UA設(shè)備開機時都需要向服務(wù)器注冊當SIP Client的地址發(fā)生改變時也需要重新注冊注冊信息必須定期刷新通常Register將注冊信息保存到Location Server中代理/ 注冊 服務(wù)器SIP IP 電話用戶定位/重定向 服務(wù)器REGISTERREGISTER200 OK200 OK無代理服務(wù)器時的呼叫流程假定UA1知道UA2的IP地址信令層負載層100 Trying180 Ringing200 OKRTP

20、 RTCP媒體(UDP)RTCP RTP ACK只需要3個報文就能建立握手：INVITE/200 OK/ACKInvite信令(UDP， TCP，SCTP， or TLS over TCP)UA 1UA 2SIP ProxyInviteInviteRinging (180)Ringing (180)OK (200)OK (200)ACK會話建立Trying (100)有代理服務(wù)器時的呼叫流程假定UA不知道對方的IP地址UA 1UA 2 消息狀態(tài)處理方式事務(wù)狀態(tài)無關(guān)Transaction Stateless代理服務(wù)器僅轉(zhuǎn)發(fā)所有消息和應(yīng)答，而不維護任何狀態(tài)對話狀態(tài)相關(guān)Dialog Stateful

21、為了保證途中經(jīng)過的代理服務(wù)器的消息被保留，在第一個SIP請求消息中，同時使用Via和Record Route兩個頭。事務(wù)狀態(tài)相關(guān)Transaction Stateful代理服務(wù)器收到SIP請求時，保留狀態(tài)，直到收到一個最終應(yīng)答(即2XX， 3XX， 4XX， 5XX 或者 6XX 應(yīng)答) ，事務(wù)狀態(tài)相關(guān)，不關(guān)心會話結(jié)束請求（BYE）SIP Redirect ServerINVITE(302) “Moved Temporarily”200 OKACKACKINVITE (using URI in Contact header returned in 302 Response)Session Es

22、tablished有重定向服務(wù)器的呼叫流程180 TryingUA 1UA 2提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計特點SIP業(yè)務(wù)舉例Call forwarding：基本INVITE行為(代理/重定向)Call transfer ：使用REFER方法Call hold ：設(shè)置媒體地址為 Caller id ：主叫號碼顯示DTMF ：由RTP負載攜帶 (RFC 2833)Calling card付卡： B2BUA + 語音服務(wù)器Voice mail ： UA帶有特別的URL(s) REFER (Refer-to: UA-3)202 AcceptedSession Es

23、tablishedINVITE (address provided by UA-2)NOTIFY200 OK200 OKBYESession EstablishedUA1UA2UA3呼叫轉(zhuǎn)接Call TransferINVITE / 200 OK / ACKreINVITEhold200 OK/ACK200 OKBYE200 OK/ACKINVITE180 Ringing100 Trying200 OKACKINVITEINVITE486 “Busy”180 Ringing200 OKSession Established遇忙呼叫轉(zhuǎn)移Call Forward Busy代理服務(wù)器UA1UA2UA

24、3ACK并發(fā)呼叫Call ForkingInviteInviteInviteInviteTrying (100)Trying (100)Ringing (180)Ringing (180) from cellOK (200)CancelCancelOK (200)ACKSession EstablishedOfficePhoneCellphoneMobileLaptopAliceBobsBobsBobs如果代理服務(wù)器設(shè)置為 “Transaction Stateful”，能正常產(chǎn)生Cancels如果代理服務(wù)器設(shè)置為“Dialog Stateful”， 能接受BYE請求代理服務(wù)器IVR和Voice

25、XML代理服務(wù)器IVR服務(wù)器SIPREFER200RTPSIP UAVoice XMLVoiceXMLScriptsText?Text?定位服務(wù)器在線狀態(tài)PRESENCEPresence服務(wù)器Presentitybob注冊服務(wù)器REGISTERAliceNOTIFYNOTIFYSUBSCRIBENOTIFY第三方呼叫控制Invite (No SDP)Invite (w SDP of A)ACK (w SDP of B)200 OK (w SDP of B)200 OK (w SDP of A)ACKSession Established with SDP of BWeb InterfacePr

26、oxy代理服務(wù)器AliceBobCarolDave 允許呼叫由獨立第三方發(fā)起 使用INVITE方法，在初始INVITE消息中不帶SDP 預約會議語音郵件AProxy ServerVoiceMail ServerINVITE SIP:BINVITE SIP:BB486 Busy HereACKINVITE SIP:B-dep-fb200 OK200 OKACKRTP提綱協(xié)議架構(gòu)典型邏輯部件請求和應(yīng)答消息基本呼叫流程業(yè)務(wù)流程協(xié)議設(shè)計特點SIP 設(shè)計架構(gòu)SIP 設(shè)計目標： 與現(xiàn)有IETF協(xié)議集成 可擴展性和簡單性 移動性 易用和 創(chuàng)建新特性與IETF協(xié)議集成其它的IETF協(xié)議能用來建立SIP應(yīng)用，S

27、IP能與現(xiàn)有IETF協(xié)議一起工作。例如：RSVP 預留網(wǎng)絡(luò)資源RTP 傳送實時數(shù)據(jù)，提供QOS建議RTSP 控制流媒體的遞送SAP會話廣告協(xié)議 通過多播方式，廣告多媒體會話SDP 會話描述協(xié)議 描述多媒體會話MIME 多用途郵件擴展協(xié)議 描述內(nèi)容HTTP 服務(wù)Web頁面瀏覽COPS 公共開放式策略服務(wù)OSP 開放式結(jié)算協(xié)議可擴展性SIP 架構(gòu)具有良好的可擴展性代理、重定向、定位和注冊等功能，可駐留在不同的物理服務(wù)器分布式功能，在增加新處理時，不會影響其它部件簡單性SIP 被設(shè)計成： 骨干 “快捷、簡單”邊界 “智能、便捷”HTTP文本化，易用，易調(diào)試移動性支持用戶移動，用戶可以使用PC，無線電

28、話，IP電話或者傳統(tǒng)電話用戶必須注冊他們的當前位置通過代理 或者 重定向請求到用戶當前位置代理服務(wù)器將轉(zhuǎn)發(fā)呼叫到用戶當前位置例如：在線狀態(tài)和并發(fā)呼叫等業(yè)務(wù)創(chuàng)建新特性(1) SIP 系統(tǒng)支持快速創(chuàng)建特性 例如： 呼叫處理語言 (CPL) 通用網(wǎng)關(guān)接口 (CGI)創(chuàng)建新特性(2)SIP 支持豐富的新特性 基本呼叫特性 (呼叫等待、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫阻塞等) 統(tǒng)一消息 并發(fā)呼叫 點擊通信 在線狀態(tài) 即時消息 Find me / Follow meH323 Vs SIP（1）H.323是由國際電聯(lián)提出，更多的是將原有電信級電話網(wǎng)絡(luò)中的電路線路轉(zhuǎn)換為IP線路。而SIP側(cè)重于將IP電話作為Internet上的一個應(yīng)用H.323SIP面向公眾基礎(chǔ)業(yè)務(wù)運營的設(shè)計。除了增加H.225.0 RAS以外，幾乎完全保留了電信協(xié)議的特點：嚴謹?shù)膶哟位Y(jié)構(gòu)，通信建立過程嚴格受控，適合計費等運營需求基于bit位的協(xié)議通過H.245定義新業(yè)務(wù)