PJSIP SIP即时消息应用构建：事件通告机制的应用


参考资源链接：[PJSIP开发完全指南：从入门到精通](https://wenku.csdn.net/doc/757rb2g03y?spm=1055.2635.3001.10343)
# 1. PJSIP SIP即时消息应用基础

在当今的即时通讯技术中，SIP协议作为一种核心的会话初始化协议，它在为多媒体通信提供控制功能的同时，还能够支持语音、视频、即时消息等多种实时通讯场景。PJSIP是一个开源的、跨平台的、高效的SIP协议栈实现，它通过简化开发流程，允许开发者更快速地构建SIP即时消息应用。本文将引导读者理解SIP即时消息应用的基本概念，为后续章节的深入探讨打下坚实的基础。

即时消息应用是日常生活中极为常见的一个功能，而将即时消息功能集成到基于SIP协议的通信系统中，则可以在保持低延迟和高质量传输的同时，实现即时通信的多种业务需求。在这一章中，我们将重点介绍PJSIP SIP即时消息应用的基础知识，为理解整个系统的构建和优化奠定基础。这将包括SIP协议的基本功能、即时消息的传递机制以及PJSIP在这一领域的应用实例。通过本文的学习，您将对如何开始构建一个基于SIP的即时消息应用有一个清晰的认识。

# 2. 理解SIP协议与事件通告机制

## 2.1 SIP协议基础

### 2.1.1 SIP协议的通信流程

SIP（Session Initiation Protocol）是一个应用层的控制协议，用于创建、修改和终止多媒体会话，如VoIP通话、视频会议、即时消息等。SIP协议的通信流程可以概括为以下步骤：

1. **初始化（ INVITE）**：通信的一方发送INVITE请求，用于发起一个新的会话。
2. **应答（ OK/2xx）**：被邀请的一方应答请求，发送OK响应消息确认会话建立。
3. **确认（ ACK）**：邀请方收到OK响应后，发送ACK消息确认会话的建立。
4. **会话交换媒体（如RTP）**：双方交换语音或视频数据。
5. **修改会话（如BYE）**：任何一方可以发起修改会话，如改变媒体类型或会话参数。
6. **终止会话（如BYE）**：会话结束时，任何一方可以发送BYE请求终止会话。

### 2.1.2 SIP消息结构和类型

SIP消息分为请求和响应两大类，消息头部（Header）和消息体（Body）两部分。

- **请求消息**：由客户端发送给服务器端，以实现特定的功能。主要的请求方法包括INVITE、ACK、OPTIONS、BYE、CANCEL等。
- **响应消息**：由服务器端发回给客户端，作为对请求消息的响应。响应状态码分为成功类（2xx）、重定向类（3xx）、客户端错误类（4xx）、服务器错误类（5xx）和全局错误类（6xx）。

SIP消息头部包含了一系列字段，每个字段由字段名、冒号和字段值组成。字段名不区分大小写。例如，“Content-Type: application/sdp”表示消息体的格式为会话描述协议（SDP）。

### 代码块示例：

INVITE sip:[email protected] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.1:5060;branch=z9hG4bK74b4
Max-Forwards: 70
From: "Alice" <sip:[email protected]>;tag=as76as0z
To: "Bob" <sip:[email protected]>
Call-ID: 1234567890
CSeq: 1 INVITE
Content-Type: application/sdp

v=0
o=Alice 2980349912 2980349913 IN IP4 192.168.1.1
s=-
c=IN IP4 192.168.1.1
t=0 0
m=audio 49172 RTP/AVP 0
a=rtpmap:0 PCMU/8000

在这个SIP INVITE消息示例中：

- `Via` 指示消息的发送途径。
- `From` 表示发起方的身份。
- `To` 表示接收方的身份。
- `Call-ID` 唯一标识一个SIP会话。
- `CSeq` 请求序列号。
- `Content-Type` 指示消息体的类型。
- `v`, `o`, `s`, `c`, `t`, `m`, `a` 是SDP的字段，描述会话参数。

## 2.2 SIP事件通告机制概述

### 2.2.1 事件通告机制的工作原理

SIP事件通告机制允许用户订阅特定事件，服务器在这些事件发生时通知用户。这个机制建立在PUBLISH和SUBSCRIBE两个方法的基础上。

- **SUBSCRIBE**：客户端向服务器端发送订阅请求，表明希望接收关于某个或某些特定事件的通知。
- **PUBLISH**：客户端向服务器端发布事件信息，服务器端将这个事件信息传递给已订阅该事件的用户。
- **NOTIFY**：服务器端在事件发生时发送通知消息给订阅者。
- **UNSUBSCRIBE**：客户端取消之前的订阅请求。

### 2.2.2 事件通告的注册和订阅过程

1. **注册过程**：客户端使用REGISTER方法注册到SIP服务器，告知其SIP地址和联系信息。
2. **订阅过程**：客户端使用SUBSCRIBE方法向SIP服务器请求订阅特定的事件。
3. **确认订阅**：服务器接收到SUBSCRIBE请求后，用200 OK进行确认。
4. **事件通告**：当注册的事件发生时，服务器通过NOTIFY方法将事件信息发送给订阅者。
5. **确认接收**：订阅者收到NOTIFY消息后，用200 OK进行确认。
6. **取消订阅**：客户端可以使用UNSUBSCRIBE方法取消事件订阅。

### mermaid格式流程图：

graph LR
    A[Client] -->|REGISTER| B[Server]
    A -->|SUBSCRIBE| B
    B -->|200 OK| A
    C[Event Happens] -->|NOTIFY| A
    A -->|200 OK| B
    A -->|UNSUBSCRIBE| B

该流程图展示了客户端与服务器之间事件通告注册和通知的基本交互过程。

## 2.3 SIP事件通告的使用场景

### 2.3.1 实时状态更新通知

事件通告机制常用于提供实时状态更新，如用户状态（在线、离线）、电话会议状态、语音留言等。例如，一个即时消息应用中，用户可以订阅好友的在线状态，一旦好友上线或下线，服务器通过NOTIFY消息通知用户。

### 2.3.2 多媒体会话控制

在多媒体会话控制中，SIP事件通告可用于实时通知会话相关的事件。比如，在一个视频会议应用中，当有新的参与者加入或有参与者离开会议时，会议控制系统可以使用事件通告机制来通知其他参与者。

接下来的章节将会介绍如何搭建PJSIP环境并进行配置。通过设置环境，我们将能够开始实际开发SIP即时消息应用，并深入探讨SIP消息的构造和发送等关键操作。

# 3. PJSIP SDK环境搭建和配置

## 3.1 PJSIP环境要求和安装步骤

### 3.1.1 系统环境的准备工作

在安装PJSIP之前，系统环境的准备工作是至关重要的。这包括了操作系统的选择、网络配置以及必要的依赖库安装。对于大多数的Linux发行版，PJSIP可以非常容易地通过包管理器安装，例如在Ubuntu上，可以通过以下命令安装所需的依赖：

sudo apt-get install build-essential python-dev python3-dev python-pip python3-pip

对于Windows，建议安装最新的稳定版本的Visual Studio。而macOS用户可以使用Homebrew来安装Xcode命令行工具。

### 3.1.2 PJSIP库的下载和安装

接下来，下载PJSIP的源码包。可以从PJSIP的官方网站或GitHub仓库获取最新版本。下载完成后，可以使用以下步骤进行编译和安装：

tar xzf pjsip-full-x.y.z.tar.gz
cd pjsip-full-x.y.z
./configure && make dep && make && sudo make install

这里`x.y.z`代表你下载的版本号。如果在安装过程中遇到问题，PJSIP的官方文档通常会有详细的安装指南和故障排除部分来帮助解决安装问题。

## 3.2 PJSIP配置参数详解

### 3.2.1 SIP账户和认证设置

PJSIP提供了灵活的认证机制，用户可以使用SIP账户的用户名和密码来进行通信。在`pjsua2`示例中，一个典型的账户设置可能如下：

AccountConfig acc_cfg;
acc_cfg.idUri = "sip:user@example.com";
acc_cfg.regConfig.registrarUri = "sip:registrar.example.com";
acc_cfg.authCreds.push_back(new AuthCredInfo("digest", acc_cfg.idUri, "user", "password", NULL));

上述代码示例展示了如何配置一个账户，其中`idUri`是SIP URI，`registrarUri`是注册服务器的地址，`authCreds`包含了认证所需的信息，如用户名和密码。

### 3.2.2 网络和媒体相关配置

网络配置对于SIP呼叫的连接和媒体交换至关重要。PJSIP允许用户对网络接口、传输协议（如TCP或UDP）等进行详细配置：

MediaConfig media_cfg;
media_cfg.iceConfig.stunServers.push_back("stun:stun.