GB28181协议-SIP协议详解

news2024/11/20 14:43:29

1.SIP协议

SIP（Session initialization Protocol，会话初始协议）是由IETF（Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组）制定的多媒体通信协议。

它是一个基于文本的应用层控制协议，用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。SIP 是一种源于互联网的IP 语音会话控制协议，具有灵活、易于实现、便于扩展等特点。SIP（Session Initiation Protocol）是一种类似于http协议的纯文本应用层协议。SIP可以用来控制会话的建立、取消、关闭等操作。主要可以实现以下功能：

用户定位：检查终端用户的位置，用于通信；
用户有效性：检查用户参与会话的意愿程度；
用户能力：检查媒体和媒体参数；
建立会话：“振铃”，在呼叫和被叫方同时建立会话的参数；
会话管理：包括会话的传输和终止，修改会话参数以及请求服务

目前相关设备供应商和业务供应商联合成立了一个关于SIP的论坛：http://www.sipforum.org，为SIP的发展提供一个自由讨论、展现新思维的发展平台

1.1 概念讲述

1.1.1 SIP request

请求是SIP中一个最基本的概念之一，每一次关于SIP的操作都需要发送请求。

1.1.2 SIP response

回复和请求在SIP中一般都是成对出现，回复中的内容是对端关于请求的处理结果。

1.1.3 Transaction

SIP协议是一种事务型协议。transaction的概念建立在请求和回复之上，一个请求和相关的最终回复就组成了一个transaction。（不包括关于ACK的处理）由于在一次通话建立到结束的过程中，会有多个Transaction，所以需要对Transaction进行唯一性标记，在SIP中对Transaction进行唯一标记的是branch参数

1.1.4 TU

在具备Transaction的概念之后，就出现了Transaction user的概念，Transaction架构在Transaction 上，能够对Transaction进行管理。

1.1.5 Client Transaction 和Server Transaction

有了Transaction的概念之后，针对请求和回复的不同就出现了client Transaction和server Transaction。CT指的是请求发起者所具有的Transaction的部分，ST是请求的接受者所具有的部分。

1.1.6 用户代理 UA（User Agent）

UA指的是一个用户实体。

1.1.7 UAC和UAS用户代理服务器端（User Agent Server）

实际发起请求的用户实体就是UAC，实际接收请求进行处理的用户实体就是UAS。

1.1.8 INVITE

特殊请求。SIP协议中最关键的请求。用于发起会话。

1.1.9 session

session，在收到对应的INVITE请求的2xx回复之后，完成建立。在下一次INVITE请求的2xx回复发送或者收到后进行修改，唯一一种结束方式为发送或者收到bye请求。

1.2.0 dialog

dialog的概念和session的概念类似，不同的是dialog是针对信令交互的一种概念，而session是对实际媒体发送和接收流程的描述。dialog的建立时间也是在接收到信令的200 OK回复之后，结束也是在发送或者接收到bye请求之后。

1.2 SIP的结构

在SIP协议中主要包含以下几种逻辑上的角色：UA、Proxy Server、 Register/Location Server、Redirect Server。

UA：用户代理（User Agent）类似于http协议中浏览器的角色，是用户操作的终端界面，用户代理需要符合SIP协议的要求，但是结合其他的协议根据不同的应用场景，会有不同的实现逻辑。比如，SIP协议结合H.323VoIP协议可以实现软件电话功能。用户代理分为UAC（UA Client）和UAS（UA Server）两种逻辑实体，UAC发送SIP Request并接受Response，UAS接收SIP Request并返回Response，一个物理设备既可以是UAC同时也可以是UAS。
Proxy Server：代理服务器的作用主要是转发Request和Response给其他的Proxy Server或者UA，Proxy Server分为有状态代理服务器（Stateful Proxy）和无状态代理服务器（Stateless Proxy），前者会保留一次通信事务的状态，通过一个有限状态机来控制转发操作，而后者不保存状态，只是实现透明的转发操作。
Registration/Location Server：注册和定位服务器用于登记和定位UA，在线的UA会定时的向Registration服务器发送SIP消息来表明UA当前的位置（如IP地址、端口号等），Registration服务器会将该信息存入数据库（或者散列表）中，当其他UA向该UA发送request时就能获得该UA的位置。
Redirect Server：用于重定向，在逻辑上相当于一个特殊功能的UA。

1.3 SIP方法

在SIP的REQUEST中，核心的方法（method）定义了6种：INVITE、ACK、BYE、CANCEL、OPTIONS和REGISTER。

INVITE消息用于发起一个新的会话；
ACK消息用于完成会话的建立；
BYE消息用于结束一个会话；
CANCEL消息用于取消一个请求（一般是针对INVITE）；
OPTIONS消息用于查询服务器的能力；
REGISTER消息用于发送注册请求消息。

SIP请求的类型，也称作SIP方法。RFC3261 中定义了六种方法。另外八种方法有独立的RFC扩展描述。如INFO、NOTIFY等等

1.4 SIP协议格式

SIP消息采用[ISO 10646]文本方式编码，分为两类：请求消息和响应消息。

请求消息：客户端为了激活按特定操作而发给服务器的SIP消息。

响应消息：用于对请求消息进行响应，指示呼叫的成功或失败状态。

每条SIP消息由以下三部分组成：起始行（ Start Line）/ 状态行（Status-Line），SIP头，消息体；请求消息和响应消息都包括SIP头字段和SIP消息字段。

起始行（ Start Line）/ 状态行（Status-Line）

每个SIP消息由起始行开始。起始行传达消息类型（在请求中是方法类型，在响应中是响应代码）与协议版本。起始行可以是一请求行（请求）或状态行（响应）。

请求消息

请求消息整体格式如图：

其中：起始行格式：命令名称+目标URI+sip协议版本

请求消息包括以下几种请求命令：

响应消息

响应消息的起始行为状态行（Status-Line），状态行由协议版本、状态码和状态原因短语组成，各个部分之间用一个空格字符进行分隔。下面介绍其中的状态码。

SIP协议中共定义了6类状态码，其中状态码的第1位数字用于指示响应类型，后两位数字表示具体响应。下面用“1xx”标识状态码为“100-199”之间的响应。

1xx：临时响应，表示请求消息正在被处理；
2xx：成功响应，表示请求已被成功接收，完全理解并被接受；
3xx：重定向响应，表示需采取进一步以完成该请求；
4xx：客户机错误，表示请求消息中包含语法错误信息或服务器无法完成客户机请求；
5xx：服务器错误，表示服务器无法完成合法请求；
6xx：全局故障，表示任何服务器无法完成该请求；

响应消息整体格式如图：

其中：起始行格式：sip协议版本+响应返回码+描述性短句

响应消息是从100 - 699的返回码，分别表示不同的意义。

SIP 头

用来传递消息属性和修改消息意义。它们在语法和语义上与 HTTP 头域相同（实际上有些头就是借自 HTTP ），并且总是保持格式： <名字 >:<值>。

样例：

下表是描述的是SIP头格式中的各种Key值，可以大略分为4类：General通用头域，Request请求头域，Response响应头域，Entity实体域。

General	Request	Response	Entity
Accept	Authorization	Allow	Content-encoding
Accept-encoding	Contact	Proxy-authenticate	Content-length
Accept-language	Hide Retry-after	Content-type
Call-ID	Max-forwards	Server
Contact	Organization	Unsupported
Cseq	Priority	Warning
Date	Proxy-authorization	WWW-authenticate
Encryption	Proxy-require
Expires	Route
From	Require
Record-route	Response-key
Timestamp	Subject
To	User-agent
Via