SIP 协议详解

SIP 协议详解

一、Sip协议简介：

SIP（Session Initiation 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。广泛应用于CS（Circuit Switched，电路交换）、NGN（Next Generation Network，下一代网络）以及IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统）的网络中，可以支持并应用于语音、视频、数据等多媒体业务，同时也可以应用于Presence（呈现）、Instant Message（即时消息）等特色业务。可以说，有IP网络的地方就有SIP协议的存在。
SIP是类似于HTTP。SIP可以减少应用特别是高级应用的开发时间。由于基于IP协议的SIP利用了IP网络，固定网运营商也会逐渐认识到SIP技术对于他们的远意义。

1.1、 SIP协议会话建立的基本过程

主叫方A呼叫被叫方B：

  • 步骤1：主叫方A发送INVITE请求到代理服务器；
  • 步骤1：代理服务器发送100 Trying 响应主叫方A；
  • 步骤3~6：代理服务器搜索被叫方B的地址，获取地址后转发INVITE请求；
  • 步骤7~9：被叫方B生成的180 振铃响应，返回给主叫方A；
  • 步骤10~12：被叫方B生成的200 OK响应，返回给主叫方A；
  • 步骤13~17：主叫方A收到被叫方B200 OK响应后，向被叫方B发送一个ACK，会话建立；
  • 步骤18~20：会话结束后，任何参与者（A或B）都可以发送一个BYE请求来终止会话；
  • 步骤21~23：主叫方A发送200 OK响应来确认BYE，会话终止。

二、SIP消息体格式

SIP消息与Http相似，其由三部分组成：

  • 请求行(request-line) or 状态行(status-line)
  • 消息头(header)
  • 正文(body)

2.1、请求行

请求行格式：Method Request-URI SIP-Version CRLF
请求行举例：INVITE sip:[email protected] SIP/2.0 /r/n

Method
以下列出了六种消息Method方法：

Method 方法说明
REGISTER 注册联系信息
INVITE 发起会话请求
ACK INVITE 请求的响应的确认
CANCEL 取消请求
BYE 终结会话
OPTIONS 查询服务器能力

Request-URI
指示请求的用户或者服务的地址信息

SIP-Version
请求和响应消息都需要包含SIP版本信息

2.2、状态行

状态行格式： SIP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
状态行举例：SIP/2.0 200 OK /r/n

Status-Code状态码：
状态代码由3位数字组成，表示请求是否被理解或被满足。
状态代码的第一个数字定义了响应的类别，后面两位没有具体的分类。

第一个数字有五种可能的取值：

状态码 含义
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接收
3xx 重定向响应、表示需采取进一步完成请求
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的请求
5xx 服务器错误、表示服务器无法合法完成请求
6xx 全局故障 、表示任何服务器都无法完成该请求

常用的状态码举例：

状态码 msg 含义
100 Trying 试呼叫
180 Ringing 振铃
181 Call is Being Forwarded 呼叫正在前转
200 OK 成功响应
302 Moved Temporarily 临时迁移
400 Bad Request 错误请求
401 Unauthorized 未授权
403 Forbidden 禁止
404 Not Found 用户不存在
408 Request Timeout 请求超时
480 Temporarily Unavailable 暂时无人接听
486 Busy Here 线路忙
504 Server Time-out 服务器超时
600 Busy Everywhere 全忙

2.3、消息头

发送MESSAGE请求消息给192.168.100.02的2222端口

MESSAGE sip:[email protected]:2222 SIP/2.0

Call-ID: [email protected]
From: <sip:[email protected]>;tag=-0037-708c9a5cba8dd878
To: <sip:[email protected]>
CSeq: 1 MESSAGE
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.100.1:1111;branch=z9hG4bK--22bd7222
Max-Forwards: 30
Allow: INVITE,ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER,INFO,UPDATE,PRACK,REFER,SUBSCRIBE,NOTIFY,MESSAGE
Contact: <sip:192.168.100.1:1111>
Content-Type: text/plain
Content-Length: 5

Hello
Header 含义说明 举例
Call-ID 由本地设备(Client)生成，全局唯一，每次呼叫这个值唯一不变 Call-ID: [email protected]
From 表示请求的发起者 From: sip:[email protected];tag=-0037-708c9a5cba8dd878
To 表示请求的接收者 To: sip:[email protected]
Via Via头域是被服务器插入request中，用来检查路由环的，并且可以使response根据via找到返回的路 Via: SIP/2.0/UDP 192.168.100.1:1111;branch=z9hG4bK--22bd7222
Max-Forwards 用于表示这个包最多可以传送多少跳，每经过一跳都会减一当Max-Forwards==0系统会返回483。默认为70 Max-Forwards: 30
Contact 包含源的URI信息，用来给响应方直接和源建立连接用 Contact: sip:192.168.100.1:1111
Content-Type 指明消息体的类型 (SDP会话描述协议) Content-Type: text/plain；Content-Type: application/sdp
Content-Length 指明消息体的字节大小 Content-Length: 5

三、SIP消息举例

这里举两个例子：

  • MESSAGE消息
  • REGISTER消息

3.1、MESSAGE消息

发送MESSAGE请求消息给192.168.100.02的2222端口：

MESSAGE sip:[email protected]:6010 SIP/2.0

Call-ID: [email protected]
From: <sip:[email protected]>;tag=-0037-708c9a5cba8dd878
To: <sip:[email protected]>
CSeq: 1 MESSAGE
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.100.1:1111;branch=z9hG4bK--22bd7222
Max-Forwards: 30
Allow: INVITE,ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER,INFO,UPDATE,PRACK,REFER,SUBSCRIBE,NOTIFY,MESSAGE
Contact: <sip:192.168.100.1:1111>
Content-Type: text/plain
Content-Length: 5

Hello

收到来自192.168.100.02的2222端口的返回消息：

SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.100.1:1111;branch=z9hG4bK--22bd7222
From: <sip:[email protected]>;tag=-0037-708c9a5cba8dd878
To: <sip:[email protected]>;tag=-002-3c18e810ab17c76f
Call-ID: [email protected]
CSeq: 1 MESSAGE
Allow: INVITE,ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER,INFO,UPDATE,PRACK,REFER,SUBSCRIBE,NOTIFY,MESSAGE
Contact: <sip:192.168.100.02:54010>
Content-Type: text/plain
Content-Length: 11

Hello Hello

3.2、REGISTER消息

3.2.1 非鉴权注册消息

192.168.2.161机器发送注册消息给192.168.2.89服务器：

REGISTER sip:192.168.2.89 SIP/2.0

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.2.161:10586
Max-Forwards: 70
From: <sip:[email protected]>;tag=ca04c1391af3429491f2c4dfbe5e1b2e;epid=4f2e395931
To: <sip:[email protected]>
Call-ID: [email protected]
CSeq: 1 REGISTER
Contact: <sip:192.168.2.161:10586>;methods="INVITE, MESSAGE, INFO, SUBSCRIBE, OPTIONS, BYE, CANCEL, NOTIFY, ACK, REFER"
User-Agent: RTC/1.2.4949 (BOL SIP Phone 1005)
Event: registration
Allow-Events: presence
Content-Length: 0

当注册成功（回送200 OK）时，服务器发送的res消息参考如下：

SIP/2.0 200 OK

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.2.161:10586
From: <sip:[email protected]>;tag=ca04c1391af3429491f2c4dfbe5e1b2e;epid=4f2e395931
To: <sip:[email protected]>;tag=-00834-14d0805b62bc026d
Call-ID: [email protected]
CSeq: 1 REGISTER
Allow: INVITE,ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER,INFO,UPDATE,PRACK,REFER,SUBSCRIBE,NOTIFY,MESSAGE
Contact: sip:192.168.2.161:10586
Content-Length: 0
Expires: 3600
3.2.2 鉴权注册消息

当需要鉴权注册时

  • 请求端192.168.2.161发送注册消息给192.168.2.89服务器
  • 服务器对192.168.2.161发送“401 Unauthorized”信息给请求端，提示请求端需要带上鉴权信息重新注册
  • 请求端带上鉴权信息后（带有“Authorization”头字段）重新向服务器注册
  • 服务器验证鉴权头的正确性，如果鉴权成功，给请求端发送200 OK消息。若失败，继续发送401消息。

请求端192.168.2.161发送注册消息给192.168.2.89服务器

REGISTER sip:192.168.2.89 SIP/2.0

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.2.161:8021
Max-Forwards: 70
From: <sip:[email protected]>;tag=efca469543ce4788a6a6a2c7b66cd01f;epid=de4504430d
To: <sip:[email protected]>
Call-ID: [email protected]
CSeq: 1 REGISTER
Contact: <sip:192.168.2.161:8021>;methods="INVITE, MESSAGE, INFO, SUBSCRIBE, OPTIONS, BYE, CANCEL, NOTIFY, ACK, REFER"
User-Agent: RTC/1.2.4949 (BOL SIP Phone 1005)
Event: registration
Allow-Events: presence
Content-Length: 0

服务器对192.168.2.161发送401 Unauthorized信息给请求端，提示请求端需要带上鉴权信息重新注册：

SIP/2.0 401 Unauthorized

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.2.161:8021
From: <sip:[email protected]>;tag=efca469543ce4788a6a6a2c7b66cd01f;epid=de4504430d
To: <sip:[email protected]>;tag=-001893-38ba013ba3dde36e
Call-ID: [email protected]
CSeq: 1 REGISTER
Allow: INVITE,ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER,INFO,UPDATE,PRACK,REFER,SUBSCRIBE,NOTIFY,MESSAGE
Contact: <sip:192.168.2.89:14010>
Content-Length: 0
WWW-Authenticate: Digest realm="192.168.2.89", qop="auth", nonce="e17d377c3d2d9c343e26576a7fd04738481dfc10", opaque="", stale=FALSE, algorithm=MD5

请求端192.168.2.161通过Authorization头字段带上鉴权头信息，发送一个新的REGISTER消息：

REGISTER sip:192.168.2.89 SIP/2.0

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.2.161:8021
Max-Forwards: 70
From: <sip:[email protected]>;tag=efca469543ce4788a6a6a2c7b66cd01f;epid=de4504430d
To: <sip:[email protected]>
Call-ID: [email protected]
CSeq: 2 REGISTER
Contact: <sip:192.168.2.161:8021>;methods="INVITE, MESSAGE, INFO, SUBSCRIBE, OPTIONS, BYE, CANCEL, NOTIFY, ACK, REFER"
User-Agent: RTC/1.2.4949 (BOL SIP Phone 1005)
Authorization: Digest username="01062237493", realm="192.168.2.89", qop=auth, algorithm=MD5, uri="sip:192.168.2.89", nonce="e17d377c3d2d9c343e26576a7fd04738481dfc10", nc=00000001, cnonce="12660455546344082314666316435946", response="f57e47ce03162293b9ced07362ce2b79"
Event: registration
Allow-Events: presence
Content-Length: 0

服务器验证鉴权头的正确性，如果鉴权成功，给请求端发送200 OK消息。若失败，继续发送401消息

SIP/2.0 200 OK

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.2.161:8021
From: <sip:[email protected]>;tag=efca469543ce4788a6a6a2c7b66cd01f;epid=de4504430d
To: <sip:[email protected]>;tag=-001894-a5eb977c8969aa51
Call-ID: [email protected]
CSeq: 2 REGISTER
Allow: INVITE,ACK,OPTIONS,BYE,CANCEL,REGISTER,INFO,UPDATE,PRACK,REFER,SUBSCRIBE,NOTIFY,MESSAGE
Contact: sip:192.168.2.161:8021
Content-Length: 0
Expires: 3600

四、CPIM消息格式

SIP协议中MESSAGE消息的扩展使得SIP能够支持IM通信。
MESSAGE消息的消息体可以是任何MIME类型的消息体，包括message/cpim（见RFC3860）格式

五、参考：

CPIM消息格式
https://www.xuebuyuan.com/1929719.html

========== THE END ==========

原文地址：https://www.cnblogs.com/xiaxveliang/p/12411890.html

时间： 2024-10-09 00:25:58

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