SIP协议详解(中文)_sip协议详解

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1、SIP 协议介绍 ...................................................................................................................... 1

2、SIP 协议功能概况 .............................................................................................................. 2

3、术语 ..................................................................................................................................... 2

4、实施概览 ............................................................................................................................. 3

5、协议的结构 ......................................................................................................................... 8

6、协议的定义 ......................................................................................................................... 9

7、SIP 消息： ........................................................................................................................ 14

8 一般用户代理行为 ............................................................................................................. 18

9 取消一个请求(Cancel) ....................................................................................................... 28

10 注册(Registrations) ........................................................................................................... 30

11 查询能力 ........................................................................................................................... 35

12 对话(Dialog) ..................................................................................................................... 37

13 初始化一个会话 ............................................................................................................... 41

14 更改已经存在的会话 ....................................................................................................... 46

15 结束一个会话 ................................................................................................................... 48

16 proxy 行为 ......................................................................................................................... 50

17 事务 .................................................................................................................................... 69

18 通讯（transport） ............................................................................................................ 81

19 常见消息部件(Common Message Components) ............................................................. 85

20 头域 ................................................................................................................................... 93

21 应答代码 ......................................................................................................................... 110

22 使用 HTTP 认证 ............................................................................................................. 117

23 S/MIME ........................................................................................................................... 123

24 例子 ................................................................................................................................. 131

25 SIP 协议的 BNF 范式 ..................................................................................................... 137

26 安全考虑：威胁模式和安全应用建议。 ..................................................................... 151

27 IANA 认证 ...................................................................................................................... 164

28 同 RFC 2543 的改变 ...................................................................................................... 166

29 标准索引 ......................................................................................................................... 169

30 信息索引： ..................................................................................................................... 170

1、SIP 协议介绍

Internet 的许多应用都需要建立和管理一个会话，会话在这里的含义是在参与者之间的数据

的交换。由于考虑到参与者的实际情况，这些应用的实现往往是很复杂的：参与者可能是在

代理间移动，他们可能可以有多个名字，他们中间的通讯可能是基于不同的媒介（比如文本，

多媒体，视频，音频等）－有时候是多种媒介一起交互。人们创造了无数种通讯协议应用于

实时的多媒体会话数据比如声音，影像，或者文本。本 SIP（会话初始协议）和这些协议一

样，同样允许使用 Internet 端点（用户代理）来寻找参与者并且允许建立一个可共享的会话

描述。为了能够定位精确的会话参与者，并且也为了其他的目的，SIP允许创建基础的 network

hosts（叫做代理服务器），并且允许终端用户注册上去，发出会话邀请，或者发出其他请求。

SIP 是一个轻形的，多用途的工具，可以用来创建，修改和终止会话，它独立运作于通讯协

议之下，并且不依赖建立的会话类型。

2、SIP 协议功能概况

SIP 是一个应用层的控制协议，可以用来建立、修改、和终止多媒体会话（或者会议）例如

Internet 电话。SIP 也可以邀请参与者参加已经存在的会话，比如多方会议。媒体可以在一

个已经存在的会话中方便的增加（或者删除）。SIP 显示的支持名字映射和重定向服务，这

个用于支持个人移动业务－用户可以使用一个唯一的外部标志而不用关系他们的实际网络

地点。SIP 在建立和维持终止多媒体会话协议上，支持 5 个方面：

1. 用户定位：检查终端用户的位置，用于通讯。

2. 用户有效性：检查用户参与会话的意愿程度。

3. 用户能力：检查媒体和媒体的参数。

4. 建立会话：”ringing”,建立会话参数在呼叫方和被叫方。

5. 会话管理：包括发送和终止会话，修改会话参数，激活服务等等。

SIP 不是一个垂直集成的通讯系统。SIP 可能叫做是一个部件更合适，它可以用作其他

IETF 协议的一个部分，用来构造完整的多媒体架构。比如，这些架构将会包含实时数据传

输协议（RTP）（ RFC 1889）用来传输实时的数据并且提供 QoS 反馈，实时流协议（RSTP）

(RFC 2326)用于控制流媒体的的传输，媒体网关控制协议（MEGACO）(RFC 3015)用来控制

到公共电话交换网（PSTN）的网关，还有会话描述协议（SDP）（ RFC 2327）用于描述多媒

体会话。因此，SIP 应该和其他的协议一起工作，才能提供完整的对终端用户的服务。虽然

基本的 SIP 协议的功能组件并不依赖于这些协议。

SIP 本身并不提供服务。但是，SIP 提供了一个基础，可以用来实现不同的服务。比如，SIP

可以定位用户和传输一个封装好的对象到对方的当前位置。并且如果我们利用这点来通过

SDP 传输会话的描述，立刻，对方的用户代理可以得到这个会话的参数。如果我们用这个

像传输会话描述（SESSION DESCRIPTION SD）一样呼叫方的照片，一个”呼叫 ID”服务

很容易就建立了。这个简单的例子说明了，SIP 作为一个基础，可以在其上提供很多不同的

服务。

SIP 并不提供会议控制服务（比如议席控制或者投票系统），并且并没有建议会议应该则那

样管理。可以通过在 SIP 上建立其他的会议控制协议来发起一个会议。由于 SIP 可以管理参

与会议的各方的会话，所以会议可以跨异构的网络，SIP 并不能，也不打算提供任何形式的

网络资源预留管理。

安全对于提供的服务来说特别重要。要达到理想的安全程度，SIP 提供了一套安全服务，包

括防止拒绝服务，认证服务（用户到用户，代理到用户），完整性保证，加密和隐私服务。

SIP 可以基于 IPV4 也可以基于 IPV6

3、术语

在这个文档中，关键词”必须”,”不允许”,”要求”,”可以”,”不可以”,”应该”,”不

应该”,”建议”,”不建议”,”可能”,”可选” 是根据 BCP14,RFC 2119[2]的规范描述 SIP

实现需要的不同层次

4、实施概览

这节通过简单的示例介绍了 SIP 的基本实现。本节是通过自然的而非正则的示例来介绍的。

第一个例子说明了 SIP 的基本功能：定位一个断点，发出通讯请求，通过协商会话参数建立

会话，拆卸刚才建立的会话。

图一表示一个典型的 Alice 和 Bob 两个用户间的 SIP 消息交易交换例子.（每一个消息采用字

母”F”和一个用来指向正文的一个数字做标记）在这个例子里，Alice 在她的 PC 上使用一

个 SIP 的应用程序（比如说一个软的电话），呼叫 Bob 在 Internet 上的一个 SIP 电话。这个

例子也掩饰了两个 SIP 代理之间，怎样为 Alice 和 Bob 建立会话连接。This typical arrangement

is often referred to as the "SIP trapezoid" as shown by the geometric shape of the dotted lines in

Figure 1.

Alice 通过 Bob 的 SIP 标志 “呼叫” Bob，这个 SIP 标志是统一分配的资源（Uniform Resource

Identifier URI）称作 SIP URI。SIP URI 在 19.1 节中定义。它很像一个 email 地址，典型的

SIP URI 包括一个用户名和一个主机名。在这个范例中， SIP URI 是

sip:bob@biloxi.com,biloxi.com 是 Bob 的 SIP 服务提供商。 Alice 有一个 SIP URI:

sip:alice@atlanta.com。 Alice 可以输入 Bob 的 URI，也可以直接在地址本的一个超级链接上

点击一下 Bob 的 URI。SIP 也提供保密 URI，称作 SIPS URI。例如：sips: bob@biloxi.com。

一个基于 SIPS URI 的通话保证这个通话是安全的，并且对呼叫者和被叫的所有的 SIP 消息

是加密传输的（叫做 TLS）。在 TLS 中，请求是通过加密方式传输给被叫方，但是这个加密

机制是基于被叫方宿主服务器的实现的。

SIP 是基于一个类似 HTTP 协议的请求应答的通讯模式。每一个通讯都包含对某个功能的请

求，并且起码需要一个应答。在这个应答中，Alice 的软电话发送一个含有 Bbo 的 SIP URI

抵制的 INVITE 通讯请求。INVITE 是一个 SIP 请求的例子，表示请求方（Alice）希望服务

方（Bob）应答。INVTE 请求包含一系列的包头域（Header fields）。包头中包含很多属性并

且包含了传输消息的附加信息。在 INVITE 中有如下的字段：呼叫的唯一标志，目的抵制，

Alice 的地址，Alice 和 Bob 建立会话的类型。INVITE 请求（图 1 中的 F1）可能看起来像这

样的：

INVITE sip:bob@biloxi.com SIP/2.0

Via: SIP/2.0/UDP pc33.atlanta.com;branch=z9hG4bK776asdhds

Max-Forwards: 70

To: Bob <sip:bob@biloxi.com>

From: Alice <sip:alice@atlanta.com>;tag=1928301774

Call-ID: a84b4c76e66710@pc33.atlanta.com

CSeq: 314159 INVITE

Contact: <sip:alice@pc33.atlanta.com>

Content-Type: application/sdp

Content-Length: 142

(Alice‟s SDP not shown)

atlanta.com . . . biloxi.com

. proxy proxy .

. .

Alice‟s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . Bob‟s

softphone SIP Phone

| | | |

| INVITE F1 | | |

|---------------> | INVITE F2 | |

| 100 Trying F3 |---------------> | INVITE F4 |

|<--------------- | 100 Trying F5 |---------------> |

| |<-------------- | 180 Ringing F6 |

| | 180 Ringing F7 |<--------------- |

| 180 Ringing F8 |<--------------- | 200 OK F9 |

|<--------------- | 200 OK F10 |<--------------- |

| 200 OK F11 |<--------------- | |

|<--------------- | | |

| ACK F12 |

| -------------------------------------------------> |

| Media Session |

|<================================================> |

| BYE F13 |

| <------------------------------------------------- |

| 200 OK F14 |

| -------------------------------------------------> |

| |

图一：SIP 矩形表达的 SIP 会话建立例子。

在文本消息的第一行，包含了请求的类型（INVITE）。在这行之后的是这个请求的头域。这

个例子中包含了最少需要的头域集合。简单介绍一下：

VIA 域包含了 Alice 接收发送请求的服务器地址（pc33.atlanta.com）。同样这个包含了一个分

支参数来标志 Alice 和这个服务器的会话事务。

TO 域包含了显示姓名（Bob）和一个 SIP 或者 SIPS URI（sip：bob@biloxi.com）请求将首

先传输到这个 URI 中。显示姓名（Display names）在 RFC 2822 中描述。

From 域也同样包含一个显示姓名（Alice）和一个 SIP 或者 SIPS URI（sip:alice@atlanta.com）

这个 URI 用来标志请求的原始发起者。

这个域也包含了一个 TAG 参数，这个 TAG 参数是一个随机字串（1928301774），是软电话

（softphone）在 URI 上增加的一个随机串。用来做标志用途的。

Call_ID 包含一个全局的唯一标志，用来唯一标志这个呼叫，通过随机字串和 softphone 的自

己名字或者 IP 抵制混和产生的。通过 TO TAG, FROM TAG 和 CALL-ID 完整定义了 Alice

和 Bob 之间的端到端的 SIP 关系，并且表示这个是一个对话性质的关系。

CSEQ 或者 Command Sequence 包含了一个整数和一个请求名字。这个 Cseq 数字是顺序递

增的。每当对话中发起一个新的请求都会引起这个数字的顺序递增。

Contact 域包含一个 SIP 或者 SIPS URI 用来表示访问 Alice 的直接方式，通常由用户名和一

个主机的全名（Fully Qualified Domain Name FQDN）组成。当 FQDN 作为首选的时候，许

多终端用户由于不会由名字登记（而导致不能访问 Alice 的主机），所以 IP 地址是可选的。

VIA 域告诉大家本请求发送到哪里并且应答到哪里，Contract 域告诉大家将来的请求将发送

到哪里（奇怪„不是 Alice 发起的么，将来的请求应该是 Bob 才对啊）。

Max-Forwards:最大转发数量限制了通讯中转发的数量。它是由一个整数组成，每转发一次，

整数减一。

Content－type 包含了消息正文的描述（消息正文在本范例中没有列出）

Content-length:包含消息正文的长度（字节数）

完整的 SIP 包头域的定义在 20 节。会话的细节，比如媒体的类型，codec，或者采样速率，

没有通过 SIP 来描述。这个可以通过 SIP 的消息正文来描述，可以通过其他定义的协议在正

文中进行描述。有一种是会话描述协议（Session Descripotion Protocol SDP）（ RFC2327[1]）。

这个 SDP 消息（没有在例子中列出）通过 SIP 的消息中传送，就像通过附件发送 EMAIL 一

样，或者说通过 HTTP 传输的网页一样。

由于 softphone 并不知道 bob 或者 bob 的 sip 服务器 biloxi.com 在哪里，所以 softphone 发送

INVITE 请求到 Alice 的 sip 服务器,atlanta.com。这个 atlanta.com SIP 服务器应该已经在 Alice

的 softphone 中配置了，或者可以通过 DHCP 获得。atlanta.com SIP 服务器是一台代理服务

器。代理服务器接收 SIP 请求并且根据请求转发。在这个例子中，代理服务器接收到 INVITE

请求，并且回送一个 100（Trying）应答给 Alice 的 softphone。100（Trying）应答表示 INVITE

请求已经收到，并且代理服务器正在转发 INVITE 请求。SIP 的应答是通过一个三位数的数

字表示的。SIP 应答同样包含 TO、FROM、Call-ID，CSEQ 和在 VIA 中的分支参数，这个

参数使得 Alice 的 softphone可以把请求和应答关联起来。atlanta.com代理服务器收到 INVITE

请求之后，就去找 biloxi.com 可能通过 DNS 服务来找提供这个 biloxi.com 的 SIP 服务器。

这在[4]中有描述。最后，转发 INVITE 请求到 biloxi.com 或者能到达 biloxi.com 的代理服务

器。在转发请求之前，atlanta.com 代理服务器会在 via 头上增加一个一段包含自己抵制的值

（INVITE 已经包含了 Alice 的的地址 VIA 域）。biloxi.com 代理服务器收到这个 INVITE 请

求并且返回一个 100（Trying）应答给 atlanta.com 代理服务器标志这它已经收到这个请求并

且正在处理这个请求。这个代理服务器通过查询数据库，通常叫做地址服务，这个服务中包

含了 bob 的当前 ip 地址。（我们在下一节可以看到这个数据库是怎么回事）biloxi.com 代理

服务增加另一段包含自己地址的 VIA 头域并且发送它到 bob 的 sip 电话。

Bob 的 SIP 电话接收到 INVITE 请求并且提醒 bob 有一个从 Alice 的呼入，这样 bob 可以决

定是否响应这个呼入。这个意思就是：bob 的电话响了。bob 的 sip 电话发送一个 180（Ringing）

回应，这个回应将通过两个代理服务器原路返回给 Alice。每一个代理服务器通过 via 头域

决定该把这个应答发送给哪里，并且在发送之前把自己的地址从头上拿走。虽然 DNS 和定

位服务在路由最初的 INVITE 请求，180（ringing）响应可以简单返回给发起者而不需要查

找发起者在哪里，并且不需要在代理服务器保留状态，同时，每一个转发 INVITE 的代理也

可以得到 INVITE 的每一个应答，这样的特性也非常有用。

当 Alice 的 softphone 收到 180（Ringing）应答的时候，它提示 Alice,可能是通过一个回铃音，

或者屏幕上的一个消息提示。

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