sip协议原理详细资料

### SIP协议原理详细资料 #### 1. SIP协议总体概述 **SIP协议定义** SIP（Session Initiation Protocol，初始会话协议）是由IETF（互联网工程任务组）提出的一种基于文本编码的协议，主要用于控制多媒体通信会话的建立、修改与终止。这种会话不仅限于语音通话，还可以包括视频通话、即时消息等多种形式的多媒体通信。SIP的设计参考了HTTP（超文本传输协议）和SMTP（简单邮件传输协议），因此具备易扩展、易实现的特点，非常适合构建基于互联网的多媒体会议、IP电话等系统。 **SIP协议支持多媒体通信的五个方面** - **用户定位**：确定与通信相关的终端系统的位置，这是建立任何通信的基础。 - **用户能力**：确定终端系统的通信能力和参数，例如支持的音频编解码器、视频分辨率等。 - **用户可达性**：判断被叫方是否有意愿参与通信，确保只有愿意接受通信的用户才会被加入到会话中。 - **呼叫建立**：完成主叫与被叫之间的呼叫参数设置，确保通信质量。 - **呼叫处理**：管理呼叫的整个生命周期，包括但不限于呼叫转移、呼叫终止等功能。 **SIP协议优点** - **最少状态**：SIP协议设计得非常简洁，每个呼叫或会议都可以由一系列请求-响应事务组成，这意味着代理服务器可以在无状态模式下运行，从而提高效率。 - **低层协议无关性**：SIP协议可以适应不同的底层网络协议，无论是可靠还是不可靠的服务，都能支持分组或字节流业务。在互联网环境中，SIP通常使用UDP作为传输层协议，但在必要时也可使用TCP。 - **基于文本**：SIP协议使用基于文本的UTF-8编码方式，字符集为ISO 10646，这使得SIP协议易于实现、调试，并且具有很好的灵活性和扩展性。 - **健壮性**：即使在网络条件较差的情况下，SIP协议也能通过代理服务器无需保持呼叫状态的方式来保证服务的稳定性。 #### 2. SIP协议主要概念模型 **实体模型概述** SIP协议中的实体包括用户代理（User Agent）、代理服务器（Proxy Server）、重定向服务器（Redirect Server）等。这些实体共同协作以实现SIP的功能。 - **用户代理**：负责发起或接收SIP消息的终端设备，分为用户代理客户端（User Agent Client, UAC）和用户代理服务器（User Agent Server, UAS）。 - **代理服务器**：作为中间件，帮助转发SIP消息，并可能根据需要修改或重定向消息。 - **重定向服务器**：用于告知客户端如何联系目的地，而不是直接转发消息。 **相关概念** - **事务**：SIP中的通信单位，由一个请求及其对应的响应组成。 - **注册**：客户端向服务器报告其位置和能力的过程，以便后续的呼叫可以找到该客户端。 - **对话**：一个或多个相关的事务集合，通常表示一次完整的通信过程。 - **媒体描述**：SIP通常与SDP（Session Description Protocol）配合使用，SDP用于描述多媒体会话的媒体类型、编码格式等信息。 #### 3. SIP协议主要消息 **SIP消息分类** SIP消息分为请求消息和响应消息两种。 - **请求消息**：用于发起操作，例如发起呼叫或发送信息。 - **响应消息**：对请求消息的回应，指示操作的结果或状态。 **SIP消息结构** SIP消息通常包含起始行、头部字段、空行和消息体四部分。 - **起始行**：对于请求消息，起始行包含方法名称、请求URI和版本号；对于响应消息，则包含版本号、状态码和状态短语。 - **头部字段**：包含各种控制消息传递的信息，例如Via头域记录消息路径，To头域和From头域分别表示目标和发起者。 - **空行**：用于分隔头部字段和消息体。 - **消息体**：可选部分，通常用于携带SDP消息或其他数据。 **消息格式** - **请求消息格式**：`<Method> <Request-URI> SIP/<Version>` `<Header>` `...` `` - **响应消息格式**：`SIP/<Version> <Status-Code> <Reason-Phrase>` `<Header>` `...` `` #### 4. SIP协议主要响应码 SIP响应码分为七类，每类以1开头，代表不同的响应类别。 - **1xx类消息**：指示消息，表示正在处理请求。 - **2xx类消息**：成功响应，表示请求已成功处理。 - **3xx类消息**：重定向响应，表示需要采取进一步的动作才能完成请求。 - **4xx类消息**：客户端错误响应，表示请求中存在语法错误或无法理解。 - **5xx类消息**：服务器错误响应，表示服务器无法完成合法请求。 - **6xx类消息**：全局失败响应，表示请求无法被处理。 #### 5. SIP协议主要流程 **呼叫模型概述** SIP支持多种呼叫模型，包括基本的呼叫建立与拆除、经过代理的呼叫建立与拆除等。 - **基本呼叫建立流程**：发起端通过发送INVITE消息来请求建立会话，经过一系列交互后完成呼叫的建立。 - **基本呼叫拆除流程**：通过发送BYE消息来请求结束会话，完成呼叫的拆除。 - **经过代理的呼叫建立流程**：发起端将INVITE消息发送给代理服务器，代理服务器根据策略决定如何处理该请求，可能直接转发或进行重定向。 - **经过代理的呼叫拆除流程**：与经过代理的呼叫建立流程类似，但使用的是BYE消息来请求拆除会话。 #### 6. SIP协议在软交换SoftX3000的实际应用举例 **SIP用户局内互通组网说明** 在软交换系统SoftX3000中，SIP协议被广泛应用于内部用户的互联互通。通过SIP协议，用户可以实现高质量的语音通话、视频会议等多种多媒体服务。 **SIP协议在软交换SoftX3000流程图** 具体的流程图展示了从发起呼叫到完成通话的整个过程，包括各个阶段的关键消息交互，如INVITE、100 TRYING、200 OK、ACK等。 **对应主要消息说明** - **INVITE**：发起呼叫的消息。 - **100 TRYING**：表示正在尝试处理请求。 - **407 Proxy Authentication**：需要代理认证。 - **ACK**：确认收到最终响应，用于确认媒体连接的建立。 - **180 RINGING**：表示被叫方正在振铃。 - **200 OK**：表示请求已成功处理。 - **BYE**：请求结束会话的消息。 SIP协议作为一种重要的多媒体通信协议，在软交换系统中扮演着核心角色，为用户提供丰富的多媒体通信服务。通过深入理解SIP协议的工作原理和应用场景，可以更好地设计和优化基于SIP的通信系统。