RFC3261（17 事务）
SIP是一个基于事务处理的协议：部件之间的交互是通过一系列相互独立的消息交换来完成的。特别是，一个SIP 事务由一个单个请求和这个请求的所有应答组成，这些应答包括了零个或者多个临时应答以及一个或者多个终结应答。在事务中，当请求是一个INVITE（叫做INVITE事务），当终结应答不是一个2xx应答的时候，事务还包括一个ACK。如果应答是一个2xx应答，那么ACK并不认为是事务的一部分。
这个分开的原因是基于传递全部200(OK)应答到UAC的INVITE请求的重要性所决定的。要把所有的200应答全部发给UAC，UAS独自负责这些应答的重新传送（参见13.3.1.4），UAC独自负责这些应答的ACK确认（参见13.2.2.4）。由于ACK的重传只由UAC发起，所以在自己的事务中进行重传会比较有效。
事务分为客户端和服务端两方。客户端的事务是客户端事务，服务器端的事务就是服务端事务。客户端事务发出请求，并且服务端事务送回应答。客户端和服务端事务都是逻辑上的概念，他们可以被无数部件所包含。特别是，它们在UA中和有状态的proxy服务器中存在。以第4节的例子来说，在这个例子中，UAC执行客户端事务，它的外发proxy执行服务端事务。外发proxy同时也执行客户端事务，把请求发送到一个另一端proxy的服务端事务。这个proxy也同时执行一个客户端事务，把请求发到一个UAS的服务端事务上去。如图4所示：
图4： 事务关系
无状态的proxy并没有客户端或者服务端的事务。事务是一边基于UA或者有状态的proxy，另外一边也基于UA或者有状态的proxy。就SIP事务而言，无状态的proxy实际上实现透明传输。客户端事务用于从一个元素中接收一个请求，这个客户端是内嵌的（这个元素就是“事务用户”或者TU；它可以是一个UA或者有状态的proxy），并且可靠的把这个请求传送到一个服务端事务。
客户端事务也负责接收应答并且把应答转交TU处理，过滤掉重发的应答或者不允许的应答（比如给ACK的应答）。另外，在INVITE请求的情况下，客户端事务也负责产生给2xx应答的ACK请求。
类似的，服务端事务也负责从通讯层接收请求并且转发这个请求到TU。服务端事务过滤重发的请求。并且服务端事务从TU接收应答并且转发到通讯层来发送。在INVITE事务的情况下，它需要接收给非2xx应答的终结应答的ACK请求。
2xx应答和它的ACK请求通过特定的方式来接收和处理。这个应答只会被UAS重发，并且它的ACK只由UAC产生。由于呼叫者知道整个已经接收呼叫的用户集合，所以需要这种端到端的处理。由于这样的特别处理，2xx应答的重发是基于UA核心的，并非基于通讯层。类似的，给2xx应答的ACK处理也是由UA核心处理的，每个路径上的proxy仅仅转发这些INVITE的2xx应答以及他们的ACK。
17.1 客户端事务
客户端事务是通过维持一个状态机来提供服务的。
TU和客户端事务通过一个简单的接口进行通讯。当TU希望初始化一个新的事务，它创建一个客户端事务并且通过设置ip地址、端口和transport来把一个SIP请求交给它传送。然后客户端事务开始执行它自己的状态机。合乎规格的应答会从客户端事务传送给TU。
总共有两种类型的客户端事务状态机，根据TU传递的请求的方法不同来区分。一个用于处理INVITE请求。这种状态机对应的是一个INVITE客户事务。另外一个是用来处理其他所有的非INVITE请求的。它对应的是非INVITE客户事务。对于ACK来说，是不存在客户事务的。如果TU希望送一个ACK请求，它直接交给通讯层进行通讯处理。
INVITE事务和其他事务是不同的，因为它的时间周期很长。通常，对于INVITE请求的应答来说，都需要人的参与，这样会导致在应答INVITE请求之前会有很长的延时。在三方握手（人，两方机器）的时候也会有很长的延时。在另一方面，其他请求的响应都是很快就完成的。因为其他非INVITE请求事务是双方的握手，TU能够立刻对非INVITE请求作出应答。
17.1.1 INVITE客户事务
17.1.1.1 INVITE事务概述
INVITE请求包含了一个三次握手。客户端事务发送一个INVITE，服务端事务回送一个应答，客户端事务发送一个ACK。对于非可靠传输（比如UDP），客户端事务每隔T1重发请求，每次重发后间隔时间加倍。T1是一个估计的循环时间（RTT），缺省设置成为500ms。几乎所有的事务定时器都以T1为单位，并且调整T1的值也就调整了那些定时器的值。请求不会在可靠的通讯协议上重新发送。在接收到1xx应答以后，重发机制完全停止，并且客户端等待更进一步的应答。服务端事务可以发送附加的1xx应答，这个应答并非由服务端事务可靠传输。最后，服务端事务会发送一个终结应答。对于非可靠的传输协议，应答会间隔时间来重发，对于可靠的传输协议，它只发送1次。对于客户端事务所接收的每一个终结应答，客户端事务都发送一个ACK，用于终止应答的重发送。
17.1.1.2 正式的描述
INVITE客户端事务的状态机在图5中展示。初始状态“calling”，必须保证TU是用INVITE请求来初始化一个新的客户端事务。客户端事务必须把请求发送到通讯层来进行发送（18节）。如果使用的是非可靠传输的通讯层，客户端事务必须启动一个定时器A并且由缺省值T1组成。如果是一个可靠的通讯协议，那么客户端事务不应当启动定时器A（定时器A控制请求的重发送）。对于任何通讯协议来说，客户端事务必须启动一个定时器B并且有着64×T1秒的缺省值（定时器B控制事务的超时）。
当定时器A触发了，客户端事务必须重发这个请求，把请求交给通讯层进行发送，并且重新设置定时器为2*T1。在传输层中重传的定义是指把刚才通过传输层发送的消息，再次交给传输层重新发送一次。
当定时器A在2×T1后触发了，请求必须再次重传（如果客户端事务依旧还是在这个状态的话）。这个处理必须持续下去，这样请求才能每重发一次以后定时器延时1倍。重发机制只有当客户端事务在”calling”状态的时候才能进行。
缺省的T1是500ms。T1是一个客户端和服务端间事务处理的估计时间TIT。节点可以（不推荐）使用更小的T1值，比如通常不接入Internet的私有网络。T1也可以设置成为大一点的值，并且我们建议如果当我们知道RTT值比较大的时候（比如高延时的网络）应当设置T1成为大一点的值。不管T1如何取值，本节要求的重传机制指数延时是必须使用的。
当定时器B触发的时候，如果客户端事务依旧在”calling”状态，那么客户端事务应当通知TU发生了超时。客户端事务必须不能产生ACK。64×T1是和在不可靠通讯链路上传输7个请求的时间相同。
如果客户端事务在”calling”状态接收到一个临时应答，那么就把状态切换到“proceeding”状态，客户端事务不应当再次重新发送请求了。进一步说，临时应答必须传送给TU。在“proceeding”状态的任何临时应答都必须传送给TU。
在“calling”或者“proceeding”状态的时候，如果接收到一个应答码是300-699的应答，那么就必须把状态切换到”Completed”。客户端事务必须把收到的应答转给TU，并且客户端事务必须产生ACK请求，即使通讯层是可靠传输的（在17.1.1.3节中有描述怎样根据应答创建一个ACK请求）并且把ACK交给传输层进行传送。ACK必须和原始请求发送到相同的地址、端口和transport。当客户端事务进入“Completed”状态的时候，应当开始一个定时器D，缺省值是在非可靠通讯上是至少32秒，在可靠通讯上是0秒。定时器D反应了服务端事务在非可靠传输的情况下，在“completed”状态维持的时间。这个是和INVITE请求服务端事务定时器H相同的，定时器H的缺省值是64*T1。不过，客户端事务不知道服务端事务使用的T1值，所以我们用绝对值32秒来代替T1用作定时器D的缺省值。
在“completed”状态下，收到的任何终结应答的重传都应当产生一个ACK应答到通讯层来重新发送，但是新近收到的应答却不能传送给TU。一个应答是否是重传的定义是根据这个应答是否和客户端事务按照17.1.3定义的规则匹配。
图5： INVITE客户端事务
如果在客户端事务状态是“Completed”的时候，定时器D触发，那么客户端事务必须转到终结状态。当客户端状态是”calling”或者“proceeding”状态的时候，接收到一个2xx应答必须导致客户端事务进入“terminated”状态，并且应答必须交给TU处理。处理这个应答的方法依赖于TU是否是一个proxy核心还是是UAC核心。UAC核心会给应答产生ACK，proxy核心会转发一个200(OK)应答到上行队列。这个在proxy和UAC之间，对200(OK)的不同的处理是导致对应答的处理不在事务层进行的原因。
当客户端事务进入“terminate”状态以后，客户端事务必须立刻销毁。这样才能保证正确操作。原因是当给一个INVITE请求的2xx应答的不同处理；对于proxy转发的时候和对UAC处理ACK的时候是不一样的。因此，每一个2xx都需要交给proxy 核心（这样才能被转发），或者交给UAC核心（这样才能被ACK确认）。这期间没有事务层的处理。无论应答是否由通讯层收到，如果通讯层找不到匹配的客户端事务（用17.1.3的方式），那么应答就应当交给核心处理。这是由于与之匹配的客户端事务已经被第一个2xx应答所销毁，后续的2xx应当就匹配不成功了，于是就交给核心来处理。
17.1.1.3 构造ACK请求
本节定义了在客户端事务中构造ACK请求的方法。UAC核心为2xx应答产生ACK请求必须使用13节描述的方法，而不是用下边的方法。
在客户端事务中构造的ACK请求必须包括与原始请求相同的Call-ID、From、Request-URI头域值（就是说和在客户端事务发到通讯层的请求中的这些头域值相同）。在ACK请求中的To头域必须和被确认的应答的To头域值相同，因此通常和原始请求有所不同，不同点在增加了附加的tag参数。ACK必须包含一个单个的Via头域，并且必须和原始请求的最上边一个Via头域值相等。ACK的Cseq头域必须包含和原始请求的Cseq的序列号相同，但是方法参数应当是”ACK”。
如果INVITE请求的应答是有Route头域的，这些Route头域必须也在ACK中。这是确保ACK能够正确路由通过下行队列的无状态的proxy。
虽然请求可以包含一个包体，但是ACK的包体却比较特别，因为请求不能因为不能理解包体而拒绝这个请求。因此，我们不建议在给非2xx应答的ACK请求中放置包体，但是如果放置了，并且假设给INVITE的应答不是415应答，那么包体的类型应当严格和INVITE请求中定义的那样。如果是415应答，那么ACK的包体应当和415应答中的Accept列出的类型一致。
例如：有如下请求
INVITE sip:bob@biloxi.com SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP pc33.atlanta.com;branch=z9hG4bKkjshdyff
To: Bob <sip:bob@biloxi.com>
From: Alice <sip:alice@atlanta.com>;tag=88sja8x
Max-Forwards: 70
Call-ID: 987asjd97y7atg
Cseq: 986759 INVITE
给非2xx终结应答的ACK请求应当是：
ACK sip:bob@biloxi.com SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP pc33.atlanta.com;branch=z9hG4bKkjshdyff
To: Bob <sip:bob@biloxi.com>;tag=99sa0xk
From: Alice <sip:alice@atlanta.com>;tag=88sja8x
Max-Forwards: 70
Call-ID: 987asjd97y7atg
Cseq: 986759 ACK
17.1.2 非INVITE客户端事务
17.1.2.1 非INVITE事务概览
非INVITE事务并不使用ACK。他们只是简单的请求－应答的交互。对于非可靠的通讯来说，请求是间隔倍增T1的时间重新传输（直到间隔时间达到T2）。如果收到了一个临时应答，在非可靠通讯上，重传继续直到达到T2。只有当重传的请求收到的时候，服务端事务会重传其发出的最后一个应答，既可以是临时的应答也可以是终结应答。这就是为什么请求在收到一个临时应答之后还需要一直重传的原因；他们能够确保收到一个终结应答。
不像INVITE事务，非INVITE事务不需要对2xx应答做特别处理。UAC对一个非INVITE请求来说，只会产生一个单个的2xx应答。
17.1.2.2 正式的描述
在图6中讲述了非INVITE客户端事务的状态机。这个状态机和INVITE客户端事务的状态机非常像。
当TU用请求来初始化一个新的客户端事务的时候，首先进入的是“trying”状态。当进入这个状态的时候，客户端事务应当初始化一个定时器F，这个定时器F应当有一个初始值64×T1秒。这个请求必须交给通讯层来发送。如果使用的是非可靠传输的通讯协议，客户端事务必须还设置定时器E，初始值是T1。如果定时器E触发了，并且还是在“trying”状态，那么定时器需要设置成为MIN(2*T1,T2)，并且重新发送；如果再次触发了，那么就再设置成为MIN(4*T1,T2)，每次都是倍增，直到T2。这个过程会一直继续，直到重发的间距是T2为止。缺省的T2是4秒，并且它大概是一个在没有立刻响应的情况下，非INVITE服务端事务处理一个请求的时间。根据缺省的T1和T2,那么间隔就会是：500ms,1s,2s,4s,4s,4s以次类推。
如果定时器F触发了，并且客户端事务依旧是在“trying”状态，那么客户端事务应当通知TU这个超时，并且转入“terminate”状态。如果在“trying”状态的时候收到了一个临时应答，那么这个应答必须转给TU处理，并且客户端事务转到“proceeding”状态。如果在“trying”状态收到了一个终结应答（200－699的应答码），那么应答必须交给TU，并且客户端事务必须转到“Completed”状态。
如果定时器E在”Proceeding”状态触发了，那么请求必须交给通讯层进行传输，并且定时器E必须重新设置成为T2秒。如果定时器F在”Proceeding”状态触发了，那么必须通知TU超时了，并且客户端事务必须转到终结状态。如果在”Proceeding”状态的时候收到了一个终结应答（状态码200－699），这个应答必须发送给TU，并且客户端事务必须转到”Completed”状态。
一旦客户端事务进入“Completed”状态，对于非可靠传输的情况，客户端事务必须设置一个定时器K＝T4秒，对于可靠传输的情况，设置定时器K=0秒。这个“Completed”状态维持的目的是为了缓冲可能会收到的其他重发的应答（这是为什么客户端事务在这里为非可靠传输维持一段时间的原因）。T4代表了网络在客户端和服务端事务中传输信息可能的时间。缺省的值T4＝5秒。当应答具有相同的事务匹配的时候，根据17.1.3的判定，这个应答就是重发的应答。如果定时器K在这个状态被触发，客户端事务必须转到“Terminate”状态。
当事务进入终结状态，就必须立刻终止了。
图6： 非INVITE客户端事务
17.1.3 客户端事务匹配应答
当客户端事务的通讯层收到一个应答，他必须决定是否由客户端事务来处理这个应答，这样17.1.1和17.1.2才能够正确执行。在Via头域的最上边的branch参数就是用来做这个的。一个应答和一个客户端事务匹配的话，就有两个条件：
1、 如果应答Via最上边的branch参数和创建这个客户端事务的请求的Via最上边的branch参数相同。
2、 如果Cseq头域的方法参数和创建事务的请求的方法相同。这是因为CANCEL方法的事务和源请求的事务不同，但是却有相同的branch参数所决定的。
如果一个请求是广播发送的，他可能从不同的服务器上得到不同的应答。这些应答的最上边的Via都有相同的branch参数，但是在To tag中是不同的。当收到了第一个应答，基于上边的规则，将会判定是这个客户端事务的应答，其他的应答将会视同为重发。这并不是错误的情况；多点传送SIP只是提供了一个初步的“寻找最接近的单点”服务的方法，这样就限定了只需要处理单个应答。详情参见18.1.1。
17.1.4 处理通讯错误。
当客户端事务发送一个请求到通讯层发送的时候，如果通讯层报告发送失败，那么需要执行下列步骤。
客户端事务应当通知TU这个通讯失败，并且客户端事务应当直接转到“Terminate”状态。TU处理通讯失败的机制在附件[4]中描述。
17.2 服务端事务
服务端事务是用来传输请求到TU并且可靠的传输应答的。它是通过状态机来实现的。服务端事务是当请求到达的时候由核心创建的，事务的处理也是主要围绕着对应请求的（也就是说并非全部都是和对应请求相关）。
和客户端事务对应的，状态机依赖于是否接收的请求是INVITE请求。
17.2.1 INVITE服务端事务
INVITE服务端事务的状态图在图7表达。
当为一个请求创建了服务端事务的时候，服务端事务进入“proceeding”状态。除非服务端事务知道TU在200ms之内会生成临时或者终结应答（在这种情况下，TU可能会产生100Trying应答），他必须生成100（Trying）应答。这个临时应答是用来停止客户端重发请求的，这个可以避免网络风暴。这个100（Trying）应答是根据8.2.6节描述的步骤构造的，除此之外： 如果接收的请求头中的To头域没有tag标志，那么原来描述的可以增加tag标记，更改成为不应该增加tag标志。这个请求必须交给TU处理。
TU可以给服务端事务任意数量个临时应答。只要服务端事务在“proceeding”状态，每个临时应答都应当交给通讯层发送。这些临时应答并非被通讯层可靠的发送（它们并不重新发送临时应答）并且临时应答并不改变服务端事务的状态。如果在“proceeding”状态，收到一个请求的重发请求，那么就需要把从TU最近收到的那个临时应答重新交给通讯层发送一次。请求是否是重发的请求，是基于17.2.3来判定的匹配相同服务端事务的请求。
如果，在“proceeding”状态，TU发送了一个2xx应答给服务端事务，服务端事务必须把这个应答交给通讯层进行发送。这个并非由服务端事务进行重发；对于2xx应答的重发是由TU处理的。服务端事务必须转到“Terminated”状态。
当在“Proceeding”状态的时候，如果TU交给服务端事务一个300到699的应答，那么应答必须交给通讯层进行发送，并且状态机必须进入“Completed”状态。对于非可靠传输的情况，必须设置定时器G=T1秒，对于可靠传输的情况，不设置定时器G（=0的情况就是不设置）
这个是和RFC2543所不同的，2543要求应答都要重发，甚至在可靠传输的情况下。
当进入了“Completed”状态，必须为所有的传输设置一个定时器H＝64×T1秒。定时器H决定何时服务端事务取消重发应答。这个值和定时器B的取值一样，是等同于客户端事务会重试发送请求的时间。如果定时器G触发了，那么应答会交给通讯层再次发送，并且定时器设置成为MIN(2*T1,T2)秒。依此类推，当定时器G再次触发，那么定时器G的值会翻倍，直到T2。这个和非INVITE客户端事务的”trying”请求的重发机制是一样的。进一步说，当在“Completed”状态的时候，如果接收到重发的请求，服务端事务应当把应答交给通讯层再次发送。
当服务端事务在“Completed”状态的时候，如果收到了一个ACK请求，服务端事务必须转到“Confirmed”状态。因为定时器G会在这个状态被忽略，所有的应答重发都会被终止。
如果在“completed”状态的时候定时器H触发了，就意味着没有收到ACK请求。在这个情况下，服务端事务必须转到“Terminated”状态，并且必须通知TU事务失败。
图7：INVITE服务端事务
设定“Confirmed”状态的目的是为了处理任何附加的ACK消息，这是由重发的终结应答所触发的。当进入这个状态，如果是在不可靠传输协议，那么就要设定一个定时器I＝T4秒，如果是可靠传输协议，那么就设定I=0。当定时器I触发了，服务端事务必须转到“Terminated”状态。
当服务端事务状态处于“Terminated”状态，这个事务必须立刻销毁。和客户端事务一样，这是为了保证给INVITE的2xx应答的可靠性。
17.2.2 非INVITE服务端事务
对非INVITE服务端事务的状态机是在图8中表示。
当收到一个不是INVITE或者ACK的请求的时候，状态机会初始化成为“trying”状态。并且这个请求会交给TU处理。当在“trying”状态，任何重发的请求会被忽略。一个请求在通过17.2.3节的步骤，匹配现有的服务端事务，将被认为是重发的请求。
当处于“trying”状态，如果TU交给服务端事务一个临时应答，服务端事务应当进入“Proceeding”状态。这个应答必须交给通讯层进行发送。在“Proceeding”状态下从TU收到的任何应答都必须交给通讯层进行发送。如果一个重发的请求在“proceeding”状态下收到了，那么最近发出的一个临时应答应当再次交给通讯层进行重发。如果在“Proceeding”状态下，TU交给服务端事务一个终结应答（应答码是200－699），那么服务端事务必须进入“Completed”状态，并且应答必须交给通讯层进行发送。
当服务端事务进入了“Completed”状态，对于不可靠传输协议来说，必须设定一个定时器J＝64×T1秒，对于可靠传输来说，设定为0秒（就是不设定定时器）。在“Completed”状态下，当服务端事务收到了一个重发请求的时候，服务端事务必须交给通讯层终结应答来重新发送。在“Completed”状态下，任何其他TU传递下来给服务端事务的终结应答都必须被抛弃。服务端事务保持这个状态直到定时器J触发，当定时器J触发了以后，服务端事务必须进入“Terminated”状态。
图8： 非INVITE 服务端事务
17.2.3 为服务端事务匹配请求。
当服务端从网络上收到一个请求以后，他必须和现有的事务进行判定。这个是根据下边的规则来判定的。
首先要检查请求中的Via头域的最上一个branch参数。如果他以”z9hG4bk”开头，那么这个请求一定是由客户端事务根据本规范产生的。因此，branch参数在该客户端发出的所有事务中都是唯一的。根据下列规则我们可以判定请求是否和事务匹配：
1、 请求中的最上的Via头域的branch参数和创建本事务的请求的最上的Via头域的branch参数一样，并且：
2、 请求的最上的Via头域的sent－by参数和创建本事务的请求的最上的Via头域的send-by参数一样，并且：
3、 请求的方法和创建本事务的方法一样。这有一个例外，就是ACK,ACK对应的创建本事务的请求方法是INVITE。
这个匹配规则用于INVITE和非INVITE事务。
send-by参数被用于匹配过程，这是因为有可能存在无意/恶意的相同的不同客户端传来的branch参数。
如果最上的Via头域的branch参数不存在，或者没有包含那个”z9hG4bk”，那么就用下列步骤进行判定。这是为了和RFC2543进行兼容的。
如果是INVITE请求，并且这个INVITE请求的Request-URI、To tag、From tag、Call-ID、Cseq和最上的Via头域都和创建事务的INVITE请求的这些字段匹配，那么这个INVITE请求就是匹配这个事务的INVITE请求。在这个情况下，INVITE就是创建这个事务的INVITE请求的一个重发。ACK请求在匹配创建事务的INVITE请求的Request-URI、From tag、 Call-ID、Cseq序列号（非方法字段）、 最上的Via头域、并且To tag和服务端事务发出的应答的To tag相同，这个ACK就是这个事务的ACK。当这些头域比较完成，那么这个匹配也就完成了。在ACK比较中包含To tag的比较是为了在proxy上能够区别给2xx的ACK和给其他应答的ACK，这个proxy可能会转发全部的应答（这个会在某种罕见的情况下发生。特别是，当一个proxy分支一个请求，接着宕机了，应答会转发到别的proxy，这个proxy可能会终止转发多重应答到上行队列）。一个匹配INVITE请求事务的ACK请求，如果这个INVITE请求已经被前一个ACK请求所匹配，那么这个ACK请求就是上一个ACK请求的重发。
对于所有的其他请求方法，如果请求的Request-URI、To tag、From tag、Call-ID、 Cseq（包括Cseq中的方法字段），以及Via头域的最上值，都和创建服务端事务的请求想匹配，那么这个请求就是这个事务的匹配请求。匹配是基于针对每一个头域值的判定进行的。当非INVITE请求和现有事务匹配了，那么它就是创建这个事务的请求的一个重发。
由于匹配规则中包含了Request-URI,服务器不能匹配应答对应到事务。所以当TU传送了一个应答到服务端事务，它必须为这个应答指定传送到那个服务端事务。
17.2.4 处理通讯错误
当服务端事务发送一个应答到通讯层要发送的时候，如果通讯层报告发送失败，那么就需要执行下列的步骤：
首先，附件[4]的步骤需要执行，这就是说需要把应答发送一个备份的地点。如果这个也失败了，基于[4]中对失败的定义，服务端事务应当通知TU发送失败，并且把状态切换到终止状态。
