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随着现代多媒体通讯技术的迅猛发展，各种多媒体通信标准也广泛的运用于VoIP语音会议，视频多媒体会议、协作办公等领域，相较于H.323由众多子协议构成的一个协议族来共同完成多媒体通信而言，SIP协议独立于业务(不限制具体业务范畴)，且不描述会话内容的特点显得更加简单灵活，所以它可以承载任何的会话内容，如语音、视频、数据等。 那SIP协议到底是什么？它有怎样的应用？SIP信令交付过程是怎样的？带着这些疑问，接下来就由小智带你认识一下它吧。 SIP是什么 下面就由小智为大家盘点下SIP协议的一些基本概念吧，follow me！ ：SIP 是 Session Initialization Protocol （会话初始协议）的缩写；它是一个应用层的信令控制协议，用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。它是IETF制订的多媒体通信系统框架协议之一（而上期介绍的H.323则是由ITU-T制定的另一多媒体通信标准，它们是隶属不同阵营哦！）。
SIP是不能单独完成多媒体呼叫的，它必须要与其他协议一起才能组建完整的多媒体通信系统，与RTP/RTCP、SDP等协议配合共同完成多媒体会话过程（包括语音、视频和数据等），这样就保证SIP的灵活性和易扩展性。 下面我们再来简单了解下SIP的协议栈，它在TCP/IP五层模型中属于应用层协议；而在OSI七层模型中属于会话层协议。 SIP协议是IETF多媒体数据和控制体系结构的一部分（如上图），与其它协议相互合作，例如：RSVP（Resource ReServation Protocol）用于预约网络资源，RTP（Real-time Transmit Protocol）用于传输实时数据并提供服务质量（QoS）反馈，RTSP（Real-Time Stream Protocol）用于控制实时媒体流的传输，SDP（Session Description Protocol）用于描述多媒体会话。但是SIP协议的功能和实施并不依赖这些协议。
SIP基础 :下面一起来进一步认识下SIP协议：包括SIP实体，SIP消息，并结合实际使用场景介绍SIP基本信令交互等。 SIP实体 SIP的实体包括UA、Proxy Server、Redirect Server、Register Server等，他们之间的通信基于SIP来完成。 l User Agent（UA）：用户代理 − User Agent Clients (UAC) –发起呼叫的功能实体. − User Agent Server (UAS) –接收呼叫的功能实体. 华为产品大家庭中常见的VoIP电话（如：MC850、eSpace IP phone系列）、多媒体会议终端（如：VCT、TE系列软/硬终端、TP/RP系列）、即时通信客户端（如：eSpace Desktop）、SIP网关（如：U19系列）等都算UA设备哦。. l Proxy Server: 代理服务器是同时作为UAC和UAS的中间实体，其目的是代表其他客户机生成请求。请求被内部处理或可能在翻译之后将其传递到其他服务器。 l Redirect Server: 重定向服务器接受 SIP请求，并将被呼叫方的 SIP地址映射成零个或更多的新地址并且将它们返回客户机。 l Registrar Server: UA可以向其注册自己的位置信息，Registrar Server将位置信息保存在数据库中以回复其他server发来的location request。 以上几种服务器也可共存于一个设备（例如：华为的Switch Center，SC），也可以分布在不同的物理实体中，实际SIP在网络中的实体如下图所示： 协议消息 :上面了解了SIP实体以及他们在实际网络中承担的工作，接下来了解下这些实体间交互消息。SIP消息采用文本方式编码，分为请求消息和响应消息。请求消息和响应消息都包括SIP头字段和SIP消息字段，在SIP消息中加入SDP消息正文部分来描述具体的通信内容。
请求消息——用于客户端为了激活按特定操作而发给服务器的SIP消息，常见的有如下几种：
请求消息
INVITE 发起会话请求，邀请用户加入一个会话，会话描述含于消息体中。
ACK 证实已收到对于INVITE请求的最终响应。该消息仅和INVITE消息配套使用。
BYE
CANCEL 取消尚未完成的请求，对于已完成的请求（即已收到最终响应的请求）则没有影响
REGISTER
OPTIONS 后续RFC扩展了其他的请求方法，包括UPDATE，INFO，SUBSCRIBER，NOTIFY，MESSAGE，PRACK，REFER，部门消息在华为视讯会议系统也有广泛扩展和运用。 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。不同类的响应消息由状态码来区分，常见的有如下几类：
序号
1xx
2xx
3xx
4xx 表示请求消息中包含语法错误或者SIP服务器不能完成对该请求消息的处理
5xx
6xx 通信中响应消息比较常见的状态码有：100 Trying(类似Proceeding)、180 Ringing、183 Session Progress（180，183携带SDP可以播放回铃音）、200 OK、401 Unauthorized、403 Forbidden（一般是密码认证失败）、404 NotFound（不存在该用户）、407 Proxy Authentication Request、408 Request TimeOut、486 Busy、502 Bad GateWay。维护人员可以抓取SIP通信报文查看通信状态和根据消息携带的状态码快速定位问题。
消息结构 :一个SIP请求或响应由一个请求行、几个标题头（header）、一个空行和一个消息体组成。消息体一般是可选的，一些请求可不携带它。 下面介绍下5个必须包含在每个SIP消息中的头域：
头域
Call-ID
From 用于标识请求的发起者，服务器将此字段从请求消息中复制到响应消息 From：显示名<SIP-URL>；tag＝XXXX
To
Via Via：发送协议 发送方；隐藏参数；生存期参数；多播地址参数；接收 方标记，分支参数
CSeq l 请求消息 SIP请求命令的格式，由起始行、消息头和消息体组成。通过换行符区分消息头中的每一条参数行。对于不同的请求消息，有些参数可选。 示例：主叫方发起INVITE请求 l 响应消息 SIP响应消息的格式，由起始行、消息头和消息体组成。通过换行符区分消息头中的每一行参数。对于不同的响应消息，有些参数可选。 示例：被叫回180 震铃响应
基本信令交互流程
:下面我们结合华为视讯会议设备（包括：TE Desktop、TE30、SC等）来说明SIP协议在视频通话中的信令是如何交互的，包括SIP如何注册/注销、建立、修改和结束会话等。 SIP终端的注册和注销（流程） 信令交互：这里以TE Desktop(IP：200.56.46.189，SIP号码：075510010)向SC(IP：200.55.52.2)发起注册和注销为例介绍 报文分析（1）：TE Desktop携带用户可达的URI信息：SIP:075510010@200.56.46.189：5060 发起注册请求 报文分析（5）：TE Desktop发起注销请求，Expires字段为0。 鉴权注册实例：注册时可能需要进行鉴权（就好比小区需要验证来访者的身份信息，确认后放行并登记来访人员）。 信令交互：这里以TE Desktop（IP：10.166.39.120）向SC（10.166.39.156）发起鉴权注册为例介绍。 报文分析（2）：SC回复401未鉴权，需要TE Desktop携带鉴权信息注册。 报文分析（3）：TE Desktop携带鉴权信息发起二次注册请求。 小结：SIP终端向SIP服务器发起注册也可能失败，您需要抓取服务端的报文，根据服务端返回的响应码具体定位失败原因（例如：服务端回401（无权）、407（要求代理权）等）。 SIP点对点呼叫流程与挂断 现实应用中可以存在多台代理服务器对呼叫信令进行代理转发（类似图1），信令交互类似于单台代理服务器。MCU召集的多点会议相当于MCU通过SC代理呼叫多台与会终端，信令交互流程是一样的，所以这里只介绍单SC代理呼叫建立和挂断和IP地址呼叫建立和挂断。 图1中为标红的均表示SC代理终端的信令。 信令交互（点对点经SC呼叫流程）：TE30（主叫 IP：200.56.52.101、 号码：0755104130），TE Desktop（被叫 IP：200.56.52.108、号码：0755104163）、SC（200.56.52.2）。 报文分析（1）:主叫号0755104130向SC发起被叫号0755104163的呼叫请求（INVITE），SDP携带相应的音视频能力、辅流和bfcp能力协商请求。 报文分析（7）：能力协商后，被叫回200 ok，SDP携带协商后的能力集合。 协商完成后，主叫和被叫通过建立音视频通道，通过UDP方式传输RTP报文，实现多媒体语音视频数据通信。 报文分析（12）：被叫发起BYE(挂断请求)。 报文分析（14）：主叫对被叫的挂断请求回复200 ok确认挂断响应。 信令交互（IP地址直接呼叫）：TE Desktop1（主叫IP：10.75.133.95）；TE Dektop2（被叫IP：10.75.126.182）。 IP地址呼叫无需SC进行信令代理和地址号码解析，信令交互和分析与图1例子一致，这里就不重复赘述了。 小结：在呼叫过程中，SC起到地址和号码解析，信令代理等功能。呼叫过程中往往出现协商过程中能力不匹配而无法建立呼叫（例如：被叫最低音频视频能力与主叫不匹配等，或者只协商出音频能力等）或者协商成功后缺乏部分能力（例如：被叫缺乏bfcp能力无法发送辅流等。对于呼叫无法建立的问题，多半是能力协商失败，建议抓取主被叫方的SIP中的SDP报文，查看能力协商情况，进而快速定位问题。
多点会议呼叫（MCU发起两点以上的会议） 两点会议变三点会议呼叫（MCU新增一路呼叫） 小结：通过MCU召集多点会议，相当于MCU同时与多台与会终端建立通话，通过MCU转发音视频和辅流数据，实现多方通话。多点会议（包含两点变多点）的信令交互简单的点对点呼叫信令是完全一致的。需要注意的是多点会议与会终端入会能力协商过程。 两点会议变多点会议实际上是在原有通话基础上，MCU新增一路或者多路呼叫，在实际呼叫的过程，由于入会终端能力的不同，MCU可能与新入会终端进行能力重协商(音视频能力等)，并最终建立多点会议，MCU负责会议音视频的编码和媒体流转发。 会话更改（例如：通话中视频转音频） 信令交互：TE Desktop(IP：200.55.52.101)向TE30（IP：200.56.52.108）发起视频转音频，SC（IP：200.55.52.2）。 报文分析(2)：通过过程中，TE Desktop发起视频转音频请求（invite只携带音频能力） 报文分析（6）：对端对视频转音频请求响应200 ok，协商成音频通话，携带协商后的音频能力。 协商成功后，断开视频传输通道，成功建立音频通话，实现视频转音频会话更改过程。 小结：SIP协议通过在通话过程中，发起新INVITE请求（会话更改请求），可以处理包括视频转音频、音频转视频等会话变更，音频转视频只需要终端重新发起视频能力协商，协商成功后重新建立视频传输通道实现视频通话。 被叫遇忙呼叫释放 信令交互：TE30呼叫TE Desktop时，被叫回486 busy here忙状态（其中：TE30 IP:200.56.52.108、TE Desktop IP:200.56.52.101、SC IP:200.55.52.2）。 报文分析(5)：被叫回复486忙碌状态。 报文分析（7）：主叫回复ACK确认被叫忙状态，呼叫释放。 小结：这又一个呼叫失败的案例，通过报文分析，被叫方回复的响应吗，可以快速分析对端设备状态，快速定位失败原因（例如：486（线路忙）、487（终止请求）、480（暂时无人接听）等）。具体响应码对应的场景需要您查阅相关资料，这里就不详细介绍咯。 ：哈哈，其实SIP协议挺强大的，它还能处理几乎所有的呼叫补充业务，例如：遇忙呼叫前转、无应答呼叫前转、呼叫保持、呼叫等待等。小智这里就不一一介绍了。
总结 上面介绍了这么多，我总结了下SIP协议的一些特点： l 借鉴了其他Internet标准和协议的设计思想，在风格上遵循因特网一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩展等原则，并充分注意到因特网开放而复杂的网络环境下的安全问题； l 充分考虑了对传统公共电话网的各种业务，包括IN业务（Internet）的支持； l 通过代理和重定向请求用户当前位置，以支持用户的移动性； l 独立于传输层协议，可以承载在不同的传输协议上（UDP、TCP、SCTP、TLS），因此可以灵活方便地扩展其他附加功能； SIP协议独立于业务，协议不限制具体业务范畴，只描述建立/更改/终止一个会话，并不描述会话的内容，所以可以承载任何的会话内容，如语音、视频、数据等。 SIP的优点和缺点都比较明显，这里给大家罗列一下看看咯： l SIP是基于文本的协议，以文本形式表示的词法和语法分析比较简单。 l SIP的会话请求过程和媒体协商过程是一起的，呼叫时间短。 l 在补充业务方面，SIP只需充分利用自己利用的头域，必要时对头域进行简单的扩展，就能很方便地实现补充业务或智能业务。 l SIP类似于其他的Internet协议，设计上就为分布式的呼叫模型服务的，具有分布式的组播功能。 概括的说，SIP具有简单、灵活、分布式控制等优点 。 l SIP是基于文本的协议，所有信息都是明文的，所以安全性不高。 l SIP协议由于比较简单、灵活，在大型组网和计费方面还不是很成熟。
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