路由策略中SIP學(xué)習(xí)

1、SIP消息的結(jié)構(gòu)  2011-07-09 13:30:58|  分類： 交換技術(shù)|舉報|字號 訂閱SIP消息由三部分組成，即：開始行（start line）、消息頭(header)、正文(body)Start-line:請求行Request-line  消息為 request消息時使用request-line  Request-Line = Method SP Request-URI SP SIP-Version&#

2、160;CRLF狀態(tài)行Status-line  消息為響應(yīng)消息時使用Status-line  Status-Line = SIP-Version SP Status-Code SP Reason-Phrase CRLF請求行Request-line由消息方法+Request-URI+SIP版本組成：消息方法: 以下列出了六種消息方法  REGISTER: 注冊聯(lián)系信息  INVITE: 發(fā)起會話請求 

3、60;ACK:對 INVITE 請求的響應(yīng)的確認  CANCEL: 取消請求  BYE: 終結(jié)會話  OPTIONS: 查詢服務(wù)器能力Request-URI: 指示請求的用戶或者服務(wù)的地址信息SIP-version: 請求和響應(yīng)消息都需要包含SIP版本信息舉例: INVITE sip:bob SIP/2.0 狀態(tài)行Status-line由SIP版本+狀態(tài)碼+原因短語組成舉例: SIP/2.0 200

4、0;OK -消息頭:格式: 字段名（field-name）: 參數(shù)值（field-value）Example: REGISTER sip: SIP/2.0        Via: SIP/2.0/UDP :5060;branch=z9hG4bKnashds7        Max-Forwards: 70   

5、0;    To: Bob <sip:bob>        From: Bob <sip:bob>tag=456248        Call-ID: email=843817637684230998sdasdh09843817637684230998sdasdh09/email   

6、0;    CSeq: 1826 REGISTER        Contact: <sip:bob>        Expires: 7200        Content-Length: 0上面via、max-forwards、to、f

7、rom、call-id等這些都是些常有的頭域，SIP的頭域總共有44個之多。被叫UE通過SDP知道了主叫的IP地址和承載能力，是否就可以欺騙SS說呼叫失敗，然后通過主叫IP地址和主叫UE通信，這樣就繞開了SS的控制了。對于公網(wǎng)用戶我們使用SBC是否就有這方面的考慮呢？SIP URI是通過SIP呼叫他人的SIP地址方案。換句話說，一個SIP URI就是一個用戶的SIP電話號碼。SIP URI如同電子郵件地址一樣，按以下格式書寫：SIP URI = sip:xy:Port其中 x=用戶名，y=服務(wù)主機（域名或 IP）范例：sip:joe.bloggs13sip:support

8、sip:22444032SIP URI標準在RFC 3261標準中予以定義。2       SIP協(xié)議2.1 SIP協(xié)議的目標SIP表示會話初始化協(xié)議(Session Initiation Protocol)。該協(xié)議是一個應(yīng)用層控制協(xié)議，由IEEE設(shè)計和開發(fā)。設(shè)計的時候考慮到了協(xié)議的實現(xiàn)容易、良好的規(guī)模性和靈活性。該規(guī)范由幾個RFC組成，其中最重要的一個是RFC3261，為規(guī)范的核心內(nèi)容。該協(xié)議用來創(chuàng)建、修改和終止與一個或多個參與者之間的會話。利用會話，我們理解為一組相互通信的發(fā)送者和接收者及在通信過程中保存在這些

9、發(fā)送者和接收者的狀態(tài)。會話的例子包括互聯(lián)網(wǎng)電話呼叫、多媒體的分發(fā)、多媒體會議、分布式計算機游戲等。SIP不僅是一個通信設(shè)備需要的協(xié)議，也不是一個通用的協(xié)議。SIP的目的僅在于使得通信成為可能。通信本身必須由其他方式來實現(xiàn)(可能是其他的協(xié)議)。經(jīng)常與SIP一同使用的其他兩種協(xié)議是RTP和SDP。RTP協(xié)議用來承載實時的多媒體數(shù)據(jù)，包括音頻、視頻和文本。這個協(xié)議使得對數(shù)據(jù)編碼和打包，并在Internet上傳輸這些包成為可能。另外一個重要的協(xié)議是SDP，會話描述協(xié)議(Session Description Protocol)，它被用來對會話參與者的能力進行描述和編碼。這樣的描述然后被用于會話特征的協(xié)

10、商，以便所有的設(shè)備能夠參與，例如，對媒體編碼的協(xié)商，便于所有的參與者能夠?qū)γ襟w解碼；傳輸協(xié)議的協(xié)商，等等。SIP被設(shè)計用來遵從Internet的工作模式。它是一個面向端到端的信令協(xié)議，這意味著所有的邏輯都存儲在端設(shè)備上（除了SIP消息的路由）；狀態(tài)也只存儲在端設(shè)備上。系統(tǒng)里沒有單點失效，使用這種方式設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)有非常好的規(guī)模擴充性。為這種分布式和規(guī)模擴充性所付出的代價是消息的高開銷，因為消息必須在端到端之間發(fā)送。值得一提的是，SIP的端到端的概念對于常規(guī)的PSTN來講，是一個巨大的改變。在PSTN中，所有的狀態(tài)和邏輯都保存在網(wǎng)絡(luò)里，而端設(shè)備(電話)是原始的“笨”設(shè)備。SIP的目的是提供與傳統(tǒng)PS

11、TN相同的功能，但端到端的設(shè)計使得SIP網(wǎng)絡(luò)有更大的威力，而且更加開放，便于實現(xiàn)一些新的服務(wù)，而這些服務(wù)在傳統(tǒng)的PSTN上幾乎是不可能的。SIP是基于HTTP協(xié)議的。HTTP協(xié)議繼承了RFC822的消息頭的格式。HTTP可能是在Internet上最成功和廣泛使用的協(xié)議。SIP試圖結(jié)合兩者的優(yōu)點。事實上，HTTP也可以被分類為信令協(xié)議，因為用戶代理使用這個協(xié)議告訴HTTP服務(wù)器起對那個文件感興趣。SIP用來承載會話參數(shù)的說明，這個說明用SDP來編碼到一個文檔里。這兩個協(xié)議，HTTP和SIP，都繼承了RFC822的消息頭的編碼。在過去的幾年里，編碼被證明是很強健和靈活的。2.1.1 SI

12、P URISIP實體使用SIP URI (Uniform Resource Identifier)來標識。SIP URI的形式為：usernamedomain，或者sip:joe。SIP URI 包括用戶名和域名兩部分，使用 (at)來分隔。SIP URI類似于e-mail地址，因此可以使用相同的URI用于e-mail和SIP通信。這樣的URI很容易記憶。2.2 SIP網(wǎng)絡(luò)元素SIP網(wǎng)絡(luò)的最基本的配置可以只有兩個元素，兩個用戶代理，兩者之間直接互傳消息；但是典型的SIP網(wǎng)絡(luò)會包含多種類型的SIP消息?；镜腟IP元素是用戶代理(UA)，代理(Proxy)、注冊服務(wù)器(reg

13、istrar)和重定向服務(wù)器(redirect server)。本節(jié)會簡要介紹這些元素。要注意的是，這些元素是一些邏輯實體，例如，為了加快處理的速度，常常會把他們在物理上放在一起，這取決于具體的實現(xiàn)和配置。2.2.1 用戶代理(UA)使用SIP協(xié)議來尋找對方和協(xié)商會話特點的Internet端點被稱為用戶代理。用戶代理通常（不是必須）以應(yīng)用的形式存在于用戶的計算機上，這是目前最廣泛使用的方式，不過用戶代理也可以是蜂窩電話、PSTN網(wǎng)關(guān)、PDA、語音自動應(yīng)答(IVR)系統(tǒng)等。用戶代理也常常被稱為用戶代理服務(wù)器（UAS）和用戶代理客戶（UAC）。UAS和UAC是邏輯實體，每個用戶代理都包括

14、UAS和UAC。UAC在用戶代理中負責(zé)發(fā)送請求和接收響應(yīng)，而UAS負責(zé)接收請求和發(fā)送響應(yīng)。由于用戶代理包括UAS和UAC，所以其行為就像UAS或UAC。例如，主叫方用戶代理在發(fā)送INVITE請求和響應(yīng)對方的時候是UAC，被叫方的用戶代理在接收INVITE請求和發(fā)送響應(yīng)給對方的時候是UAS。但是當被叫方?jīng)Q定發(fā)送BYE和中止請求的時候，情況就不一樣了。在這種情況下，被叫方的用戶代理（發(fā)送BYE）的作為UAC，而主叫方的用戶代理作為UAS。 圖2.11 UAC和UAS圖2.11中有三個用戶代理和一個靜態(tài)的分支代理服務(wù)器。每個用戶代理都包括UAC和UAS，代理部分負責(zé)接收來自主叫方的INVI

15、TE，實際上也就是UAS。在做靜態(tài)請求轉(zhuǎn)發(fā)時，代理創(chuàng)建兩個UAC，每個UAC負責(zé)一個分支。在這個例子中，被叫方B拾起聽筒，而之后，如果要斷開呼叫，就發(fā)出一個BYE消息。此時，原先用作UAS的代理現(xiàn)在變作UAC，原先用作UAC的代理現(xiàn)在變作UAS。2.2.2 代理服務(wù)器SIP允許建立一種被稱為代理服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)主機的基本設(shè)施。用戶代理可以給代理服務(wù)器發(fā)送消息。代理服務(wù)器在SIP網(wǎng)絡(luò)中是非常重要的一種實體，負責(zé)按照被請求者當前的位置完成路由、認證、記賬和其他重要的功能。代理服務(wù)器最重要的任務(wù)是把會話請求路由到接近到被叫方。一般情況下，會話請求會遍歷一組代理服務(wù)器，直到找到知道被叫方實際位置

16、的代理服務(wù)器。這個代理服務(wù)器會直接轉(zhuǎn)發(fā)會話請求給被叫方，然后被叫方接受或拒絕該會話請求。SIP代理服務(wù)器分為兩種類型：無狀態(tài)代理服務(wù)器和有無狀態(tài)代理服務(wù)器。 無狀態(tài)服務(wù)器對消息作簡單的轉(zhuǎn)發(fā)，彼此之間沒有依賴關(guān)系。盡管消息通常安排在交易內(nèi)部(見節(jié))，無狀態(tài)代理服務(wù)器并不關(guān)心交易。無狀態(tài)代理服務(wù)器簡單，比狀態(tài)代理服務(wù)器速度快，可以作為簡單的負載均衡器、消息翻譯器和路由器來使用。無狀態(tài)代理服務(wù)器的缺點是不能吸收重傳消息，或完成高級路由，例如分支和遞歸遍歷。 狀態(tài)服務(wù)器狀態(tài)代理服務(wù)器相對復(fù)雜，它在接收到請求時建立一個狀態(tài)并保持該狀態(tài)直到交易

17、完成。某些交易，特別是那些由INVITE創(chuàng)建的，能夠持續(xù)很長時間（直到被叫方拾起聽筒或拒絕該呼叫）。由于狀態(tài)代理服務(wù)器在交易存續(xù)期間必須維持狀態(tài)，所以性能受到限制。將SIP消息與交易關(guān)聯(lián)能夠給狀態(tài)代理服務(wù)器帶來某些有用的特性。狀態(tài)代理服務(wù)器能夠完成分支，這意味著在接收到一個消息，可以發(fā)送兩個或更多的消息出去。狀態(tài)代理服務(wù)器可以吸收重傳消息，因為如果它已經(jīng)接收到這個消息，它就可以從狀態(tài)中知道（無狀態(tài)代理服務(wù)器沒有保留狀態(tài)，因此無法檢查）。狀態(tài)代理服務(wù)器可以使用更復(fù)雜的方法來查找用戶，例如，當用戶沒有接聽電話，可以嘗試撥他的辦公室電話，或者將電話重定向到用戶的移動電話上。無狀態(tài)代理服務(wù)器無法做到這

18、一點，因為它無法知道到辦公室電話的交易如何結(jié)束?，F(xiàn)在多數(shù)的SIP代理服務(wù)器都是有狀態(tài)的，它們的配置通常都很復(fù)雜，要完成記賬、分支和一些NAT穿透，這些功能都要求使用狀態(tài)代理服務(wù)器。 代理服務(wù)器的使用假定有兩個公司， A和B，每個公司都有自己的代理服務(wù)器，圖2.12說明了來自公司A中員工Joe的會話請求如何到達公司B的員工Bob。 圖 2.12 會話請求用戶Joe使用地址sip:bob來呼叫Bob。Joe的用戶代理自己不知道如何路由該請求，但是被配置成把所有向外發(fā)送的消息發(fā)送到公司的代理服務(wù)器上。該代理服務(wù)器計算出被叫用戶sip:b

19、ob在其他公司，因此查詢B公司的代理服務(wù)器，并將請求發(fā)送到那里。B公司的代理服務(wù)器可以預(yù)先配置在，或者該代理使用DNS SRV記錄來找到B的代理服務(wù)器。請求到達，它知道Bob目前在公司，可以通過電話找到，并且他的IP地址為，于是把請求發(fā)送到那里。2.2.3 注冊服務(wù)器前面已經(jīng)提到，在的SIP代理服務(wù)器知道Bob的當前位置，但是沒有說明該代理服務(wù)器如何學(xué)習(xí)到用戶的當前位置。Bob的用戶代理(SIP電話)必須注冊到注冊服務(wù)器上。注冊服務(wù)器是一個特殊的SIP實體，其接收來自用戶的注冊請求，抽取出用戶當前位置的信息（IP地址、端口和用戶名）并把這些信息保存在位置數(shù)據(jù)庫中。位置數(shù)

20、據(jù)庫的作用是把sip:bob映射到類似sip:bob:5060的地址上。B公司的代理服務(wù)器使用位置數(shù)據(jù)庫。當代理服務(wù)器接收到sip:bob對的請求時，它在位置數(shù)據(jù)庫中搜索，發(fā)現(xiàn)sip:bob:5060，并請將邀請發(fā)送到那里。注冊服務(wù)器通常也是一個邏輯實體，由于和代理服務(wù)器的緊密關(guān)系，兩者常常處于同一個物理位置。圖2.13是一個典型的SIP注冊服務(wù)器。REGISTER消息將發(fā)送給注冊服務(wù)器，其中包括記錄sip:的地址和聯(lián)系地址sip:jan:5060，其中的是話機的IP地址。注冊服務(wù)器把這些信息抽取出來，將其存儲到位

21、置數(shù)據(jù)庫中，如果一切順利，注冊服務(wù)器給電話發(fā)出一個200 OK的響應(yīng)，注冊過程的處理也相應(yīng)結(jié)束。 圖 2.13 注冊服務(wù)器每個注冊都有限定的生命期。聯(lián)系頭域中expires參數(shù)，或者expires頭域決定了注冊在多長時間內(nèi)是有效的。用戶代理必須在注冊生命期內(nèi)刷新注冊，否則注冊將會到期，用戶將不能使用服務(wù)（不可達）。2.2.4 重定向服務(wù)器接收到請求，然后發(fā)回的應(yīng)答中包括指定的用戶的當前位置列表的實體，稱為重定向服務(wù)器。重定向服務(wù)器接收請求，在位置數(shù)據(jù)庫（由注冊服務(wù)器建立）中查找該請求的接收者，然后創(chuàng)建一個用戶當前位置列表，并在響應(yīng)（使用SIP 3xx重定

22、向響應(yīng)類）中將這個列表發(fā)送給請求的發(fā)起者。請求的發(fā)起者從響應(yīng)中抽取被叫地的列表，然后直接給他們發(fā)出另外的請求。圖2.14是一個典型的重定向例子。 圖2.14 SIP重定向2.3 SIP消息使用SIP (經(jīng)常被稱為信令)的通信由一系列消息組成。消息可以由網(wǎng)絡(luò)獨立傳輸，通常由單獨的UDP數(shù)據(jù)報來傳輸。每個消息都包括一個首行，一個消息頭，一個消息體。首行用來標識消息的類型。消息分為兩種類型：請求和響應(yīng)。請求用來啟動某個動作，或者向請求的接收者發(fā)出通知。響應(yīng)用來確認請求已被接收和處理，并包括處理的狀態(tài)。下面的例子是典型的SIP請求：INVITE sip:7170

23、SIP/2.0Via: SIP/2.0/UDP 00:5040;rportMax-Forwards: 10From: “jiri” <sip:>tag=76ff7a07-c091-4192-84a0-d56e91fe104fTo: <sip:>Call-ID: d10815e0-bf17-4afa-8412-d9130a793d965CSeq: 2 INVITEContact: <sip:5:9315>User-Agent: Wi

24、ndows RTC/1.0Proxy-Authorisation: Digest username="jiri", realm="", algorithm="MD5", uri="sip:",nonce="3cef753900000001771328f5ae1b8b7f0d742da1feb5753c",response="53fe98db10e1074b03b3e06438bda70f"Content-Type: appl

25、ication/sdpContent-Length: 451 v=0o=jku2 0 0 IN IP4 5s=sessionc=IN IP4 5b=CT:1000t=0 0m=audio 54742 RTP/AVP 97 111 112 6 0 8 4 5 3 101a=rtpmap:97 red/8000a=rtpmap:111 SIREN/16000a=fmtp:111 bitrate=16000a=rtpmap:112 G7221/16000a=fmtp:112 bitrate=24000a=rtpmap:6 DVI4/16000

26、a=rtpmap:0 PCMU/8000a=rtpmap:4 G723/8000a=rtpmap: 3 GSM/8000a=rtpmap:101 telephone-event/8000a=fmtp:101 0-16首行表明這是一個用來建立會話的INVITE消息，其中的URI，sip:7170，被稱為被叫請求URI，包含消息下一跳的URI，在這個例子中，就是主機.。一個SIP請求包含一個或多個Via頭域，該域用來記錄請求的路徑，而后會被用來對SIP消息進行精確的路由。INVITE消息僅包括Via頭域，它是由發(fā)送請求的用戶代理創(chuàng)建的。根據(jù)Via頭域，我們知道用

27、戶代理運行在ip地址為00的主機上，端口為5060。From和To頭域用于標志邀請的發(fā)起者（主叫）和接收者（被叫），類似于SMTP中消息的發(fā)送者和接收者。From頭域包含一個tag參數(shù)，用作對話標識，我們將在節(jié)中描述。Call-ID頭域是一個對話標識，其目的是標識消息屬于同一個呼叫。這樣的消息具有相同的Call-ID。Cseq用來維持請求的順序。由于請求可能在不可靠的鏈路上傳輸，因此消息的到達先后順序會有所不同，所以在消息中必須包含序號，以便接受者可以識別重傳的消息和順序不正確的請求。Contact頭域包括IP地址和發(fā)送者用來偵聽被叫方發(fā)送的請求的端口號。其

28、他的域相對不重要，這里不再敘述。Message與消息體之間使用空行來分隔。INVITE請求的消息體包括發(fā)送者可接受的媒體類型的說明，并在SDP中編碼。2.3.1 SIP請求前面已經(jīng)描述了INVITE請求。這個請求用來請求被叫方進入一個會話。其他幾個重要請求是：- ACK這個消息是對接收到INVITE消息的最后應(yīng)答。會話的建立使用了3次的握手，這是由于邀請的非對稱本質(zhì)所決定的。被叫方接受或者拒絕呼叫之前，需要花費一段時間，因為被叫方的代理要定時重傳正式的回應(yīng)，直到其接收到一個ACK 消息（表示主叫方仍在，并且準備通話）。- BYEBYE用于撤銷多媒體會話。任何一方希望撤銷會話

29、的話，就向另一方發(fā)出BYE消息。- CANCELCANCEL用于撤銷一個還沒有完全建立的會話，在被叫方還沒有用最終的回應(yīng)來回答之前，若主叫方打算取消這個呼叫時使用(例如，被叫方長時間沒有回應(yīng))。- REGISTERREGISTER消息的目的是讓注冊服務(wù)器(registrar)知道用戶當前的位置(地址)。有關(guān)用戶可以通達的當前IP地址和端口的信息都用REGISTER 消息來承載。注冊服務(wù)器抽取出這些信息，將其放入地點數(shù)據(jù)庫。SIP代理服務(wù)器會利用該數(shù)據(jù)庫把呼叫路由到用戶那里。注冊是有時間限制的，需要周期性的刷新。上述請求通常沒有消息體，因為在多數(shù)情況下不需要使用（但可能有），另外，還定

30、義了許多其它請求類型，這里不對它們進行描述。2.3.2 SIP響應(yīng)當用戶代理或代理服務(wù)器接收到一個請求時，會發(fā)送一個響應(yīng)。除了ACK請求之外，其他的請求都要有響應(yīng)。下面的例子是典型的SIP響應(yīng)：SIP/2.0 200 OKVia: SIP/2.0/UDP 0:5060;received=8From: sip:To: sip:;tag=794fe65c16edfdf45da4fc39a5d2867c.b713Call-ID: 24439363630CSeq: 63629

31、REGISTERContact: <sip:sip28:5060;transport=udp>q=0.00;expires=120Server: Sip EXpress router (0.8.11pre21xrc (i386/linux)Content-Length: 0Warning: 392 01:5060 "Noisy feedback tells:pid=5110 req_src_ip=8 req_src_port=5060in_uri=sip:out_uri=sip:iptel.o

32、rg via_cnt=1"除了首行之外，響應(yīng)與請求類似。響應(yīng)的首行包括協(xié)議版本(SIP/2.0)、回答代碼和理論周期?；卮鸫a是100到699之間的整數(shù)，用來標明響應(yīng)的類型，響應(yīng)分為6類：-1xx 是臨時響應(yīng)，它告訴響應(yīng)的接收者，已經(jīng)收到與之相關(guān)的請求，但是還不知道處理的結(jié)果。臨時響應(yīng)只有在處理尚未完成時發(fā)送。一旦接收到臨時響應(yīng)，請求的發(fā)送者應(yīng)該立即停止重傳。典型的例子是，代理服務(wù)器開始處理INVITE請求時，用代碼100來響應(yīng)；如果用戶代理使用180來響應(yīng)，表示被叫電話正在振鈴。-2xx 是確定的最終響應(yīng)，使用200到299之間的數(shù)字作為代碼。最終響應(yīng)反映了與之

33、相關(guān)的請求處理結(jié)果，并且會終止交易。最終響應(yīng)表示請求已經(jīng)成功處理并被接受，例如，當用戶接受了會話邀請(INVITE請求)，就發(fā)送一個200 OK的響應(yīng)。對于一個INVITE請求，UAC有可能會接收到幾個200消息，這是因為代理服務(wù)器(見后面)能夠?qū)⒄埱蠓种Оl(fā)送，從而到達幾個UAS，每個UAS都接受邀請。在此種情況下，響應(yīng)使用To頭域中的tag參數(shù)來區(qū)分。每個響應(yīng)都使用唯一的對話標識，用來代表對話。- 3xx 響應(yīng)用來重定向主叫方。重定向響應(yīng)給出用戶新位置的相關(guān)信息，或者主叫方能夠用來滿足該呼叫的其它服務(wù)的信息。重定向響應(yīng)一般由代理服務(wù)器發(fā)出。當代理服務(wù)器收到請求，但是因為某些原因不想

34、處理或不能夠處理，它就會向主叫方發(fā)出重定向響應(yīng)，并且把主叫方要嘗試的另一個地點放在響應(yīng)中，這個地點可以是另一個代理服務(wù)器，或者被叫方的當前位置(來自由注冊服務(wù)器創(chuàng)建的位置數(shù)據(jù)庫)。然后主叫方向新地點重新發(fā)出請求。3xx響應(yīng)是最終的。- 4xx 是否定的最終響應(yīng)，4xx響應(yīng)表示問題在另外一個方面，請求不能被處理是因為它包含不正確語法，或者服務(wù)器沒有實現(xiàn)對此種請求的處理功能。- 5xx 響應(yīng)表示問題在服務(wù)器方，請求是有效的，但是服務(wù)器沒有能夠完成請求，客戶端應(yīng)該在稍后重新嘗試該請求。- 6xx 回答代碼表示任何服務(wù)器都不能完成請求。這個響應(yīng)通常由具有特定用戶信息的服務(wù)

35、其發(fā)出。當用戶不想?yún)⑴c會話時，用戶代理通常發(fā)出一個603 Decline響應(yīng)。.除了上述類別的響應(yīng)，首行也包括理論周期，代碼編號是要機器處理的，其并不是很好記憶，但是很容易掃描分析和被機器理解。理論周期包括描述處理結(jié)果的可讀消息。用戶代理應(yīng)該附加一個原因說明給用戶。對特定響應(yīng)的請求利用CSeq頭域來標識。除了順序編號，這個域還包括對應(yīng)于請求的方法，在前面的例子里，就是REGISTER 請求。2.4 SIP交易盡管SIP消息可以獨立的在網(wǎng)絡(luò)上傳送，但通常被用戶代理和某些類型的代理服務(wù)器安排成交易，因此，SIP可以說是一種交易類的協(xié)議。交易是在網(wǎng)絡(luò)元素之間交換的SIP消息序列。

36、一個交易包括一個請求和所有對該請求的響應(yīng)，其中包括0個或多個臨時相應(yīng)，以及一個或多個最終響應(yīng)（記住：當代理服務(wù)器對INVITE請求分支時，對該請求可能會有多個響應(yīng)。）如果交易由INVITE發(fā)起，那么該交易也包括ACK，但只限于最終響應(yīng)不是2xx的情況。如果最終響應(yīng)是2xx，那么就不把ACK當作是交易的一部分。我們可以看到，這是一種不對稱的行為，ACK是否定的最終響應(yīng)的一部分，但不是具有確定性響應(yīng)的交易的組成部分，其原因是傳遞200 OK消息非常重要。當代理服務(wù)器分支請求時，不僅要建立會話，多個實體還要生成200 OK消息，并且這些消息還要傳遞給主叫的用戶代理。于是用戶代理負起責(zé)任，并重傳200

37、 OK，直到他們接收到ACK。注意只有對INVITE的響應(yīng)才被重傳。具有交易概念的SIP實體被稱為有狀態(tài)的，這樣的實體通常一個與交易關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，在交易存續(xù)期間保存在內(nèi)存中。當請求或響應(yīng)到來時，有狀態(tài)的實體試圖把該請求(響應(yīng))與現(xiàn)有的交易關(guān)聯(lián)起來。為了做到這點，它必須從消息中抽取唯一的交易標識，并將其與現(xiàn)有的交易中的標識比較。如果有這樣的交易存在，那么其狀態(tài)將會根據(jù)消息來更新。在SIP RFC2543, 交易標識根據(jù)所有重要消息的頭域（包括To、From、Request-URI和CSeq）hash得來，這很慢，并且復(fù)雜，在互操作性測試中，這往往是問題的根源。但是在RFC3261，計算交

38、易標識的方法完全改變了，取代了原先的對所有重要消息的頭域進行hash的方法，現(xiàn)在的SIP消息中直接包括了交易標識，Via頭域的分支參數(shù)直接包括了交易標識。這是一個巨大的簡化，但是原先的實現(xiàn)依然保留著，以便保持向后兼容。圖2.15說明了兩個用戶代理對話期間，什么消息屬于什么交易。 圖2.15 SIP交易2.5 SIP對話我們已經(jīng)說明了什么是交易，一種由INVITE和對其的響應(yīng)組成；另一種由BYE和對其的響應(yīng)組成（在會話斷開時）。這兩個交易是有某些關(guān)聯(lián)的，同屬一個對話。對話代表兩個用戶代理之間的點到點SIP關(guān)系。對話會持續(xù)一段時間，對于用戶代理來講對話是一個很重要的概念。對話有

39、利于在SIP端點之間排出正確的消息路由和順序。對話使用Call-ID、From tag和To tag來標識。同一個對話的消息中的這些域的內(nèi)容必須相同。我們已經(jīng)說明CSeq頭域用來對消息排序，事實上，它是在對話內(nèi)部來對消息排序，在每一個對話內(nèi)，發(fā)出的消息的序號必需單向增加，否則，對方會認為是一個錯誤或重傳的請求。這意味著在一個對話內(nèi)部，在一個方向上，只有一個交易是活動的，也可以說，對話是交易的序列。圖2.16對圖2.1進行了擴充，顯示的是屬于同一個對話中的消息。 圖2.16 SIP對話某些消息建立對話，而某些消息不建立。對話用來明確標明消息的關(guān)系，也會發(fā)出與對話之外

40、的消息沒有關(guān)聯(lián)的消息。這很容易實現(xiàn)，因為用戶代理不維持對話狀態(tài)。例如，INVITE消息建立對話，它的后面會跟有BYE請求，用來斷開INVITE建立的會話，這個BYE在由INVITE建立的會話內(nèi)部發(fā)送。但是，如果用戶代理發(fā)出MESSAGE請求，而這樣的請求并不建立任何對話，期后面的消息（包括MESSAGE）都將獨立發(fā)送，而與前面的消息無關(guān)。2.5.1 對話方便路由對話還用于在用戶代理之間路由消息，簡單敘述如下。假定用戶sip:bob要與用戶sip:pete通話，他知道被叫方(sip:pete)的SIP地址，但是這個地址并沒有說明用戶當前的位置，也就是說，主叫方不知道向那個主機發(fā)出請求。

41、因此，向代理服務(wù)器發(fā)出INVITE請求。該請求將從一個代理服務(wù)器發(fā)到另一個代理服務(wù)器，直到有一個代理服務(wù)器知道被叫方當前的位置。這個過程稱為路由。一旦請求到達被叫方，被叫方的用戶代理產(chǎn)生一個響應(yīng)，發(fā)送給主叫方。被叫方的用戶代理還會把含有用戶當前位置信息的聯(lián)系信息頭域包括在響應(yīng)中，原始的請求也會包含在聯(lián)系信息頭域中，表示兩個用戶代理都知道彼此的當前位置。由于兩個用戶代理都知道彼此的當前位置，因此不需要再向任何代理服務(wù)器發(fā)出請求，兩者可以直接發(fā)送，這就是對話如何方便路由。對話中的其余消息直接在用戶代理之間傳送，這是一個巨大的性能改進，因為代理服務(wù)器不用看到所有對話中的消息，他們僅用于建立對話的第一

42、個請求。直接傳送的消息具有較小的延遲，因為代理服務(wù)器通常都實現(xiàn)了很復(fù)雜的路由邏輯。圖2.17中是一個包含在對話(BYE)中旁路代理服務(wù)器的消息的例子。 圖 2.17 SIP的梯形示意2.5.2 對話標識符對話標識符由三部分組成：Call-Id、From tag和To tag，但是為什么這樣創(chuàng)建對話，以及誰負責(zé)那個部分并不是很清晰。Call-ID被稱為呼叫標識符，必須是唯一的。一個呼叫包括一個或者多個對話，當代理服務(wù)器分支請求時，多個用戶代理可能會對一個請求產(chǎn)生回應(yīng)。發(fā)送2xx響應(yīng)的每一個用戶代理都與主叫方建立一個單獨的對話，所有這些對話都同屬一個呼叫，并

43、有相同的Call-ID。From tag由主叫方產(chǎn)生，唯一的標識主叫方用戶代理的對話。To tag由被叫方產(chǎn)生，類似于From tag，用來唯一標識主叫方用戶代理的對話。這種分等級的對話是必需的，因為一個邀請（Invitation）可能產(chǎn)生多個對話，而主叫方必須能夠區(qū)分他們。2.6 典型的SIP使用場合本節(jié)給出幾個典型的SIP使用場合。2.6.1 注冊用戶必須把自己注冊到注冊服務(wù)器上，這樣起他的用戶才能夠找到自己。注冊包括一個REGISTER消息，緊接著是注冊服務(wù)器發(fā)出的200 OK（假設(shè)注冊成功）。注冊通常是要認證的，所以如果用戶沒有提供有效

44、的信任證書，就會得到一個407回答。圖2.18是一個注冊的例子。 圖2.18 REGISTER消息流2.6.2 會話邀請會話邀請包括一個發(fā)送給代理服務(wù)器的INVITE請求，代理服務(wù)器立即發(fā)送一個100 Trying回應(yīng)來阻止請求的重傳，并進一步轉(zhuǎn)發(fā)請求。所有由被叫方產(chǎn)生的provisional響應(yīng)都會立即發(fā)送給主叫方，請參考呼叫流程中的180 Ringing，當被叫方的電話振鈴時會產(chǎn)生該響應(yīng)。一旦用戶摘機，就會立即生成200 OK，由被叫方的用戶代理重傳，直到其從主叫方收到ACK，此時，會話就已經(jīng)建立。2.6.3 會話終止會話終止通過在由INVITE請求建立的對話

45、內(nèi)發(fā)送BYE請求來實現(xiàn)。BYE消息直接從一個用戶代理發(fā)到另一個用戶代理，除非INVITE請求路徑上的一個代理服務(wù)器用記錄路由來明示它希望停留在該路徑上(見.4節(jié))。希望斷開會話的一方發(fā)出BYE請求給會話的另一方，而另一方發(fā)送一個200 OK響應(yīng)來確認這個BYE，然后會話終止。見圖2.20中左邊的流程。 圖2.19  INVITE消息流2.6.4 記錄路由在默認情況下，在對話內(nèi)部發(fā)送的所有請求都是直接從一個用戶代理到另一個用戶代理。只有對話外的請求會遍歷SIP代理服務(wù)器。這個方法使得SIP網(wǎng)絡(luò)會具有更好的伸縮性，因為只有少量的SIP消息會到達

46、代理服務(wù)器。某些情況下，需要代理服務(wù)器停留在后續(xù)消息的路徑上，如控制NAT的代理服務(wù)器，或計費代理服務(wù)器需要停留在BYE請求的路徑上。代理服務(wù)器用來通知用戶代理它希望停留在后續(xù)消息的路徑上的機制稱為記錄路由。這樣的代理服務(wù)器會在SIP消息中插入一個Record-Route頭域，其包含了代理服務(wù)器的地址。對話內(nèi)發(fā)送的消息會遍歷所有在SIP消息中插入Record-Route頭域的代理服務(wù)器。請求地接收者會接收到消息中的一組Record-Route頭域，它必須在響應(yīng)中鏡像所有的Record-Route頭域，因為請求的發(fā)起者也需要知道這些代理服務(wù)器。 圖2.20 BYE 消息流(帶

47、有和不帶有記錄路由)圖2.20中左側(cè)的消息流說明的是在消息中沒有Record-Route頭域的情況下，BYE請求（在由INVITE建立的對話內(nèi)）直接發(fā)送給其他的用戶代理。右側(cè)的消息流說明的是當代理服務(wù)器把Record-Route頭域放進消息的情況。2.6.5 事件預(yù)訂和通知SIP規(guī)范已經(jīng)擴展到支持允許事件預(yù)定。這樣的事件包括：代理服務(wù)器的統(tǒng)計改變、存在的消息、會話改變等等。這樣的機制主要用于傳遞有關(guān)用戶存在(愿意通信)的信息。圖2.21顯示的是基本的消息流。 圖2.21 事件預(yù)定和通知有意進行事件預(yù)定的用戶代理發(fā)出一個SUBSCRIBE消息給SIP服務(wù)器。SUBS

48、CRIBE消息建立一個對話，并會馬上得到服務(wù)器發(fā)回的200 OK響應(yīng)。此時，對話已經(jīng)建立。然后，每次用戶預(yù)定的事件發(fā)生時，服務(wù)器都會發(fā)送NOTIFY請求給用戶。NOTIFY消息在由SUBSCRIBE建立的對話內(nèi)發(fā)送。注意：在圖2.21中，不管是否有事件觸發(fā)通知，都會發(fā)送第一個NOTIFY消息。事件預(yù)定和注冊一樣，都有確定的生命期，因此必須周期性的更新。2.6.6 即時消息即時消息使用MESSAGE請求發(fā)送。MESSAGE請求不建立對話，因此它總是會遍歷同一組代理服務(wù)器，這是發(fā)送即時消息的最簡單方法。即時消息的文本在SIP請求的體內(nèi)傳輸。 圖 2.22 即

49、時消息3       MGCP協(xié)議在傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)中，基礎(chǔ)設(shè)施由大量的交換機組成，這些交換機彼此互連構(gòu)成骨干網(wǎng)絡(luò)，此外它們還與用戶設(shè)備(PBX, 電話)連接。目前的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)采用的是數(shù)字通信，而到用戶的鏈路可以是模擬的(PSTN)也可以是數(shù)字的(ISDN)。用戶鏈路由呼叫信令（如撥號、補充服務(wù)等）和語音/數(shù)據(jù)來共享。在骨干網(wǎng)絡(luò)中，在交換機之間為呼叫信令保留了專門（虛擬）的鏈路（實際上構(gòu)成了專門的信令網(wǎng)絡(luò)），而語音/數(shù)據(jù)在另外的鏈路上傳輸。7號信令系統(tǒng)(SS7)，或者其變種用作交換機之間的呼叫信令協(xié)議，該協(xié)議用來在骨干網(wǎng)

50、絡(luò)中路由語音/數(shù)據(jù)通道，通過指令路由上的每一臺交換機哪一個來話線路轉(zhuǎn)接到哪一個去話線路，以及施加其他的處理功能（如語音壓縮、到用戶設(shè)備的帶內(nèi)信令檢測等等）。語音/數(shù)據(jù)通道本身是簡單的數(shù)據(jù)位管道，在每一臺交換機上使用中繼和線路標識。 圖 2.23 MGCP的應(yīng)用場景幾個電信運營商在考慮把類似的結(jié)構(gòu)用在基于IP的骨干網(wǎng)上，這個主干網(wǎng)會逐漸取代交換網(wǎng)中的部分主干，如圖3.7。IP路由器取代語音交換機來建造主干網(wǎng)絡(luò)，利用IP路由，甚至MPLS，明確的支持QOS，可以在網(wǎng)絡(luò)中的一個地方把語音或數(shù)據(jù)包傳輸?shù)脚R一個地方。與語音交換機相反，這不需要為每個語音連接去配置每個路由器，只是需要在

51、入口和出口把對方的地址配置進去，因此才可以知道把語音或數(shù)據(jù)送到那里去。在IP網(wǎng)絡(luò)的邊緣使用兩種類型的網(wǎng)關(guān)來連接傳統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)：信令網(wǎng)關(guān)，把SS7信令轉(zhuǎn)換為基于IP的控制（可以使用H.323或SIP在IP包中承載SS7信令SIGTRAN）；媒體網(wǎng)關(guān)，完成語音編碼的轉(zhuǎn)換。某些中心實體，或者幾個協(xié)同的實體，共同構(gòu)成骨干網(wǎng)絡(luò)的智能核心，媒體網(wǎng)關(guān)控制器(Media Gateway Controller)。他們負責(zé)解釋呼叫信令，決定如何路由呼叫，提供補充服務(wù)等。在決定了如何建立呼叫之后，他們通知處在邊緣(出、入)的媒體網(wǎng)關(guān)如何傳輸語音包，以及把語音包傳輸?shù)绞裁吹胤?。媒體網(wǎng)關(guān)控制器在呼叫發(fā)生改變的時候，如請

52、求補充服務(wù)等，也會重新配置網(wǎng)關(guān)。媒體網(wǎng)關(guān)能夠監(jiān)測到在媒體通道中的控制功能請求(比如，利用DTMF)，并通知媒體網(wǎng)關(guān)控制器，后者會引發(fā)相應(yīng)的動作。媒體網(wǎng)關(guān)控制器和媒體網(wǎng)關(guān)之間的通信協(xié)議已經(jīng)定義了幾個。最初的版本有多個陣營開發(fā)，其中幾個合并起來創(chuàng)立了媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MGCP)，這是唯一一個專有協(xié)議成為報告性質(zhì)的RFC(RFC 2705)?，F(xiàn)在正在做出努力，使得剩下的兩個陣營進行合作，并開發(fā)一個可以標準化的協(xié)議，這樣就產(chǎn)生了ITU-T（Q.14）和IETF的工作組（MEGACO WG）。這個聯(lián)合開發(fā)的協(xié)議被ITU-T稱為H.248，在IETF中被稱為MEGACO。目前IETF正在討論的一個特別的協(xié)議擴充是利用用戶所擁有的IP電話機進行通信的定義，實現(xiàn)與媒體網(wǎng)關(guān)控制體系結(jié)構(gòu)的無縫結(jié)合。這樣的電話將會非常簡單，當通化服務(wù)直接由網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施提供時，它能夠發(fā)送、接收事件，并對事件作出反應(yīng)。.4       專有的信令協(xié)議現(xiàn)在，幾乎所有提供VoIP產(chǎn)品的的廠商都使用其自己的VoIP協(xié)議。如Cisco的Skinny，Siemens的CorNet。這些協(xié)議都是由廠商發(fā)明，能夠提供更多的專門的VoIP補充服務(wù)，以便為用