語音視訊培訓(xùn)教材――SIP協(xié)議

1、SIP協(xié)議培訓(xùn),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(jì)特點(diǎn),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(huì)話初始協(xié)議，由IETF制定，是一個(gè)基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨(dú)立于底層傳輸協(xié)議TCP/UD

2、P/SCTP，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會(huì)話。,IETF RFC 3261 SIP,1999年，IETF 發(fā)布了第一個(gè) SIP 規(guī)范，即 RFC 2543。 2001 年，發(fā)布了 SIP 規(guī)范 RFC 3261。標(biāo)志著 SIP 的基礎(chǔ)已經(jīng)確立。 2001年至今，RFC 增補(bǔ)版本，充實(shí)了安全性和身份驗(yàn)證等領(lǐng)域的內(nèi)容。RFC 3262 對臨時(shí)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,Voice Video Chat interactive games

3、 ,會(huì)議,遠(yuǎn)程教學(xué),郵件,視訊會(huì)議,即時(shí)消息,語音呼叫,MPEG, MP3, Audio, HTML,XML,個(gè)人移動(dòng)辦公,SIP控制模式,SIP采用Client/Server結(jié)構(gòu)的消息機(jī)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(shí)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(jìn)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(fù)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.245,SIP協(xié)議體系以模塊的形式包括呼叫信令、注冊信

4、令和重定向信令三部分。 通過其他相關(guān)或獨(dú)立的協(xié)議體系提供其他相關(guān)或獨(dú)立的功能和業(yè)務(wù)。,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(jī)）。用戶代理首先發(fā)起SIP通訊請求，隨后進(jìn)行媒體數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。 注冊服務(wù)器（Registrar Server）在

5、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(jìn)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(jìn)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(jì)特點(diǎn),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

6、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）代表的就是各種終端設(shè)備（如：SIP話機(jī)），負(fù)責(zé)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(jìn)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(fù)責(zé)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(gè)代理服務(wù)器，并一直送達(dá)最終的用戶終端。,重定向服務(wù)器,接受一

7、個(gè)SIP呼叫請求，返回零個(gè)或者多個(gè)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)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(jìn)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(jì)特點(diǎn),IPv4頭，20字節(jié)，二進(jìn)制,UDP頭，8字節(jié)，二進(jìn)制 (4層協(xié)議可以是TCP 或 SCTP),SIP消息

8、頭，文本格式，變長,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/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 1:5060 From: sip:51211 To: Call-ID: c2943000-e0563-2a1ce-2e3239311 CSeq: 100 INVITE Expires: 180 User-Agent: huawei IP Phone/ Rev. 1/ SIP enabled Accept:

9、application/sdp Contact: sip:51211:5060 Content-Type: application/sdp,SIP 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:231981:5060 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(shí)（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:

10、 SIP消息的發(fā)源地， Call-ID: 全局唯一的呼叫標(biāo)識(shí) CSeq: 某個(gè)方法的消息序列號(hào) 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(qiáng)制途經(jīng)的SIP代理服務(wù)器列表,消息體主要是對消息所要建立的會(huì)話的描述。典型的消息體為SDP格式。 會(huì)話描述協(xié)議(SDP,Session Description Protocol)規(guī)定了對描述會(huì)話的必要信息怎樣進(jìn)行編碼。SDP不包括任何傳輸機(jī)制，也不包含任何種類的協(xié)商參

11、數(shù)。一個(gè)SDP描述僅僅是能夠被系統(tǒng)用于在一個(gè)多媒體會(huì)話中加入大量信息。 一個(gè)SDP描述含有會(huì)話級(jí)信息和媒體級(jí)信息。會(huì)話級(jí)信息應(yīng)用于整個(gè)會(huì)話。媒體級(jí)信息作用于特殊的媒體流。,v=0 o=Bob 2890844526 289084207 IN IP4 29 s=SIP Seminar c=IN IP4 2/127 t=2873397496 2873404696 a=recvonly m=audio 49170 RTP/AVP 0 a=rtpmap:0 PCMU/8000 m=video 51372 RTP/AVP 31 a=rtpmap:31 H261/90

12、000,SIP消息體,Session Description Protocol (SDP) RFC2327,SDP協(xié)議用于多媒體連接 介紹了多媒體會(huì)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(kuò)展 SIP Offer/Answer Model is RFC 3264,“Lines” below are in order v = 協(xié)議版本 o = 所有者/創(chuàng)建者 和會(huì)話標(biāo)識(shí) s = 會(huì)話名稱 c = 連接信息 k = 密鑰 t = 指定會(huì)話活動(dòng)時(shí)間 m = 媒體描述和傳輸?shù)刂?a = (0行或多行) 媒體media屬性行,SIP消息體字段說明,SI

13、P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(huì)話。 ACK : 證實(shí)已收到對INVITE消息的最終應(yīng)答。 BYE : 終止一個(gè)呼叫。 CANCEL : 取消一個(gè)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 : 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

14、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 1xx 100 Trying 180 Ringing 181 Call Is Being Forwarded 182 Queued 183 Session Progress,Successful 2xx 200 OK Redirection 3xx 300 Multi

15、ple Choices 301 Moved Permanently 302 Moved Temporarily 305 Use Proxy 380 Alternative Service,響應(yīng)消息狀態(tài)碼（2）,Request Failure 4xx 400 Bad Request 401 Unauthorized 402 Payment Required 403 Forbidden 404 Not Found 405 Method Not Allowed 406 Not Acceptable 407 Proxy Authentication Required 408 Request Timeo

16、ut 410 Gone 413 Request Entity Too Large 414 Request-URI Too Long 415 Unsupported Media Type,416 Unsupported URI Scheme 420 Bad Extension 421 Extension Required 423 Interval Too Brief 480 Temporarily Unavailable 481 Call/Transaction Does Not Exist 482 Loop Detected 483 Too Many Hops 484 Address Inco

17、mplete 485 Ambiguous 486 Busy Here 487 Request Terminate 488 Not Acceptable Here 491 Request Pending 493 Undecipherable,響應(yīng)消息狀態(tài)碼（3）,Server Failure 5xx 500 Server Internal Error 501 Not Implemented 502 Bad Gateway 503 Service Unavailable 504 Server Time-out 505 Version Not Supported 513 Message Too La

18、rge,Global Failures 6xx 600 Busy Everywhere 603 Decline 604 Does Not Exist Anywhere 606 Not Acceptable,SIP消息中的常用信息 - SIP地址,Fully-Qualified Domain Names sip: leon.huawei- SMTP風(fēng)格域名RFC 2368 sip: leonhuawei- E.164風(fēng)格域名RFC 2806 sip: ; user=phone user=phone表示這是一個(gè)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

19、叫流程 業(yè)務(wù)流程 協(xié)議設(shè)計(jì)特點(diǎn),通信建立過程,用SIP來建立通訊通常需要有六個(gè)步驟: 登記, 發(fā)起和定位用戶. 進(jìn)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(jī)時(shí)都需要向服務(wù)器注冊 當(dāng)SIP Client的地址發(fā)生改變時(shí)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,無代理服務(wù)器時(shí)的呼叫流程,假定UA1知道UA2的IP地址,信令層,負(fù)載層,只需要3個(gè)報(bào)文就能建立握手：INVITE/200 OK/ACK,UA 1,UA

20、2,SIP Proxy,Invite,Invite,Ringing (180),Ringing (180),OK (200),OK (200),ACK,會(huì)話建立,Trying (100),有代理服務(wù)器時(shí)的呼叫流程,假定UA不知道對方的IP地址,UA 1,UA 2,消息狀態(tài)處理方式,SIP Redirect Server,INVITE,(302) “Moved Temporarily”,200 OK,ACK,ACK,INVITE (using URI in Contact header returned in 302 Response),Session Established,有重定向服務(wù)器的呼

21、叫流程,180 Trying,UA 1,UA 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(jì)特點(diǎn),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(hào)碼顯示 DTMF ：由RTP負(fù)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) ,UA1,UA2,UA3,呼叫轉(zhuǎn)接Call Transfer,遇忙呼叫轉(zhuǎn)移

22、Call Forward Busy,代理服務(wù)器,UA1,UA2,UA3,并發(fā)呼叫Call Forking,Office Phone,Cellphone,Mobile Laptop,Alice,Bobs,Bobs,Bobs,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VoiceXML,代理服務(wù)器,IVR服務(wù)器,SIP,REFER,200,RTP,SIP UA,Voice XML,VoiceXML Scripts,Text,?,Text,?,定位服務(wù)器,

23、在線狀態(tài)PRESENCE,Presence服務(wù)器,Presentity bob,注冊服務(wù)器,REGISTER,Alice ,NOTIFY,NOTIFY,SUBSCRIBE,NOTIFY,第三方呼叫控制,Web Interface,Proxy,代理服務(wù)器,Alice,Bob,Carol,Dave,允許呼叫由獨(dú)立第三方發(fā)起 使用INVITE方法，在初始INVITE消息中不帶SDP 預(yù)約會(huì)議,語音郵件,A,Proxy Server,VoiceMail Server,INVITE SIP:B,INVITE SIP:B,B,486 Busy Here,ACK,INVITE SIP:B-dep-,200

24、OK,200 OK,ACK,RTP,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(jì)特點(diǎn),SIP 設(shè)計(jì)架構(gòu),SIP 設(shè)計(jì)目標(biāo)： 與現(xiàn)有IETF協(xié)議集成 可擴(kuò)展性和簡單性 移動(dòng)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，SIP能與現(xiàn)有IETF協(xié)議一起 工作。例如： RSVP 預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源 RTP 傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提供QOS建議 RTSP 控制流媒體的遞送 SAP會(huì)話廣告協(xié)議 通過多播方式，廣告多媒體會(huì)話 SDP 會(huì)話描述協(xié)議 描述多媒體會(huì)話 MIME 多用途郵件擴(kuò)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(kuò)展性,SIP 架構(gòu)具有良好的可