SIP协议详解
1. 协议内容
sip协议是应用层协议，与其他应用层协议协同工作，通过网络控制多媒体通信会话，通话双方需在IP网络中拥有一个SIP账号，区别于传统数字号码，SIP采用URL表示方法，如下所示：
sip:jack@google.com:506解析： sip：表示采用sip协议
jack：发起请求的用户名，字母数字均可
google.com：账号所属服务器域名，亦可以使用ip表示
5060：连接的端口号
SIP通信流程：
（1）软电话 A 向 B 发送一个 SIP消息 INVITE， 邀请B通话
（2）软电话 B 振铃，向A 回复一个SIP消息 RING, 通知 A 正在振铃中，请A等待
（3）软电话 B 提机，向A发一个SIP消息 OK, 通知 A 可以通话了
（4）软电话 A 向 B 回复一个回应消息 ACK，正式启动通话
（5）接下来，双方通话
（6）软电话 B 挂机，向 A 发一个SIP消息 BYE, 通知 A 通话结束
（7）软电话 A 向 B 回复一个消息 OK, 通话结束
总结：不难发现，SIP协议完整地实现了传统电话通信流程，且以ip形式运行在网络环境中
2. 协议主体
SIP协议的设计非常简单，配置有限的命令。它也是基于文本的，所以任何人都可以读取SIP会话中的端点之间传递的SIP消息。有一些实体帮助SIP创建其网络。在SIP中，每个网元由SIP URI（统一资源标识符）来标识，它像一个地址。以下是网络元素：
- 用户代理
- 代理服务器
- 注册服务器
- 重定向服务器
- 位置服务器
SIP基于客户机 - 服务器架构，其中呼叫者的电话充当发起呼叫的客户端，被叫方的电话充当响应呼叫的服务器
用户代理
- 用户代理客户端（UAC） - 发送请求并接收响应的实体
- 用户代理服务器（UAS） - 接收请求并发送响应的实体
代理服务器
网络元素接收来自用户代理的请求并将其转发给另一个用户，基本上代理服务器的作用就像一个路由器，它有一些智慧来了解SIP请求，并在URI的帮助下发送它，代理服务器位于两个用户代理之间，源和目的地之间最多可以有70个代理服务器
有两种类型的代理服务器
- 无状态代理服务器 - 它只是转发收到的消息。这种类型的服务器不存储任何呼叫或交易的信息
- 有状态代理服务器 - 这种类型的代理服务器可以跟踪收到的每个请求和响应，并且如果需要，可以将来使用它。如果对方没有响应，它可以重新发送请求
INVITE消息示例
INVITE sip:some@192.168.31.131:50027 SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport;branch=z9hG4bKiYblddPPX Max-Forwards: 70 To: <sip:some@192.168.31.131:50027> From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir CSeq: 1 INVITE Content-Length: 215 Content-Type: application/sdp Contact: <sip:null@192.168.31.131:51971;transport=UDP> v=0 o=user1 685988692 621323255 IN IP4 192.168.31.131 s=- c=IN IP4 192.168.31.131 t=0 0 m=audio 49432 RTP/AVP 0 8 101 a=rtpmap:0 PCMU/8000 a=rtpmap:8 PCMA/8000 a=rtpmap:101 telephone-event/8000 a=sendrecv
请求消息分为以下几部分，起始行、消息头部、空行(表示消息结束)、消息体，下面将逐一解释协议的具体内容
# ① ② ③ ④ ⑤ INVITE sip:some@192.168.31.131:50027 SIP/2.0
① 请求方法，本例是INVITE, SIP协议规定的Method有六种: INVITE, ACK, CANCEL用于创建对话，BYE用于结束对话, REGISTER用于登记,OPTIONS用于查询服务器能力
② 协议头，表示使用sip协议
③ 连接用户名
④ 连接URL+port
⑤ sip版本号，本例中使用sip 2.0协议版本
（2）消息头部
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport;branch=z9hG4bKiYblddPPX Max-Forwards: 70 To: <sip:some@192.168.31.131:50027> From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir CSeq: 1 INVITE Content-Length: 215 Content-Type: application/sdp Contact: <sip:null@192.168.31.131:51971;transport=UDP>
① via字段
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport;branch=z9hG4bKiYblddPPX Max-Forwards: 70
via头字段：表示经过的sip网元的主机名和网络地址
branch参数：用于标识此请求创建的事务，且该字段必须存在
参数必须被分成两部分：第一部分符合一般的原则（对于RFC3261，z9hG4bK），第二部分(此例为iYblddPPX)被用来实现loop detection以用来区分loop和spiral。loop和spiral均指Proxy收到一个请求后转发，然后此转发的请求又重新到达该Proxy，区别是loop中请求的Request-URI以及其他影响Proxy处理的头字段均不变，而Spiral请求中这些部分必需有某个发生改变，spiral发生的典型情况是Request-URI发生改变
Proxy在插入Via字段前，其branch参数的loop. detection部分依据以下元素编码：To Tag，From Tag，Call-ID字段，Request-URI，Topmost Via字段，Cseq的序号部分（即与request method无关），以及proxy-require字段，proxy authorization字段。注意：request method不能用于计算branch参数，比如CANCEL以及非2XX response的ACK与其所cancel的request或对应的INVITE属于同一个事务，即其branch参数相同。见RFC3261 P22 P25 P39 P95 P105
Max-Forwards: 表示request到达UAS的跳数的限制
② To字段
To: <sip:some@192.168.31.131:50027>
UAC发起一个Dialog请求，即out-of-dialog，由于dialog尚未建立，不含to tag参数，当UAS
收到INVITE请求时，在其发出的2XX或101-199响应中设置to tag参数，与UAC设置的From Tag参数以及Call-ID(呼叫唯一标识)一起作为一个Dialog ID(对话唯一标识，包含To tag，From Tag，Call-ID)的一部分。 RFC3261规定只有INVITE请求与2xx或101-199响应可以建立Dialog
③ From字段
From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc
From字段表示消息的发送者，字段必须包含tag参数作为ID的一部分
④ CALL-ID字段
Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir
call-id表示同一个UAC用户的所有请求后产生的一组响应的唯一标识，CALL-ID在UAC发出请求中设置的From Tag字段以及To Tag字段组成一个Dialog-ID
⑤ CSeq字段
CSeq: 1 INVITE
CSeq用于在同一个Dialog中标识及排序事务和区分新的请求以及请求的重发，内容包括顺序号和方法，方法必须和对应的requests匹配。针对dialog里的每一个新的request(例如BYE，re-INVITE，OPTION)，CSeq序号加1，但是CANCEL、ACK除外，它们的CSeq序号必须与所对应的requests相同
⑥ Content-Length字段
Content-Length: 215
Content-Length字段表示消息体的长度，用十进制数表示
⑦ Content-Type字段
Content-Type: application/sdp
Content-Type表示发给接收器的消息体的媒体类型。如果消息体不是空的，则Content-type header field一定要存在。如果Content-type header field存在，而消息体是空的，表明该
类型的媒体流长度是0
⑧ Contact字段
Contact: <sip:null@192.168.31.131:51971;transport=UDP>
该字段提供了UAC或UAS直接联系的SIP的URL，UAC在会话建立时在Contact字段提供自己的SIP的URL，UAC收到请求会绕过PROXY把响应发送给直接联系的SIP的URL。针对REGISTER事务，字段表示的是地址绑定的contact address
（3）消息体
消息的编码协议由头部规定，一般使用SDP协议
#版本号为0 v=0 #建立者用户名＋会话ID＋版本＋网络类型＋地址类型＋地址 o=user1 685988692 621323255 IN IP4 192.168.31.131 #会话名 s=- #连接信息：网络类型＋地址类型＋地址 c=IN IP4 192.168.31.131 #会话活动时间 起始时间＋终止时间 t=0 0 #媒体描述：媒体＋端口＋传送＋格式列表 #音频＋端口49432＋传输协议RTP＋格式AVP，有效负荷0（u率PCM编码） m=audio 49432 RTP/AVP 0 8 101 #0或多个会话属性： 属性 ＋ 有效负荷＋ 编码名称 ＋ 抽样频率。 a=rtpmap:0 PCMU/8000 #rtpmap＋0型＋PCMU＋8KHz a=rtpmap:8 PCMA/8000 #a可以有多个,见SDP协议 a=rtpmap:101 telephone-event/8000 a=sendrecv
RING消息
SIP/2.0 180 Ringing From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir CSeq: 1 INVITE Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport=51971;branch=z9hG4bKiYblddPPX To: <sip:some@192.168.31.131:50027>;tag=AM1g60xRvq Contact: <sip:192.168.31.131:50027;transport=UDP>
OK消息
SIP/2.0 200 OK From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir CSeq: 1 INVITE Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport=51971;branch=z9hG4bKiYblddPPX To: <sip:some@192.168.31.131:50027>;tag=AM1g60xRvq Content-Length: 214 Content-Type: application/sdp Contact: <sip:192.168.31.131:50027;transport=UDP> v=0 o=user1 77115499 915054303 IN IP4 192.168.31.131 s=- c=IN IP4 192.168.31.131 t=0 0 m=audio 49434 RTP/AVP 0 8 101 a=rtpmap:0 PCMU/8000 a=rtpmap:8 PCMA/8000 a=rtpmap:101 telephone-event/8000 a=sendrecv
ACK消息
ACK sip:192.168.31.131:50027;transport=UDP SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:51971;rport;branch=z9hG4bKEfwYu4LbB To: <sip:some@192.168.31.131:50027>;tag=AM1g60xRvq From: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir CSeq: 3 ACK Max-Forwards: 70
BYE消息
BYE sip:null@192.168.31.131:51971;transport=UDP SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP 192.168.31.131:50027;rport;branch=z9hG4bKvtPAT0lfO To: <sip:null@null>;tag=Prf3c3Xc From: <sip:some@192.168.31.131:50027>;tag=AM1g60xRvq Call-ID: cenXTa4i-1423587756904@appletekiAir CSeq: 711793880 BYE Max-Forwards: 70
转自：https://juejin.cn/post/7068194603827986439
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