SIP协议

SIP是VoIP技术中最常用的协议之一,与其他应用层协议协同工作,通过Internet控制多媒体通信会话。​SIP是面向未来的一种接入方式,代表了未来的趋势。

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SIP协议
SIP,即会话初始协议(Session Initiation Protocol,缩写 SIP), SIP是VoIP技术中最常用的协议之一,是一个由 IETF MMUSIC 工作组开发的协议,作为标准被提议用于建立,修改和终止包括视频、 语音、即时通信、在线游戏和虚拟现实等多种多媒体元素在内的交互式用户会话。它是一种应用层协议,与其他应用层协议协同工作,通过Internet控制多媒体通信会话。SIP 可以同其它很多协议协同工作,提供更加强大的业务能力,它协议包括:SDP、DHCP、HTTP、DNS、RADIUS、XCAP、TBCP、 MSRP 等等。SIP是面向未来的一种接入方式,代表了未来的趋势。
 
为什么选择SIP?
 
可读性:SIP 是以通过文本作为表现形式,语法通俗易懂,语义接近人类自然语言。因此,无论是用于开发、调试还是对接测试,SIP作为一种通讯信令协议,都非常有利于沟通。
 
扩展性:SIP 的协议结构具有强大的可扩展性。到目前为止,基于 SIP 核心协议 RFC3261 的扩展协议已经有几百个,其中,包括 IETF、OMA、GSMA、3GPP 等组织定义的文档。并由此扩充了各类业务。SIP 在通讯载体上毫无限制,能够建立从语音到视频的任何通信会话。
 
协作性:SIP 可以同其它很多协议协同工作,提供更加强大的业务能力。 它协议包括:SDP、DHCP、HTTP、DNS、RADIUS、XCAP、TBCP、 MSRP 等等不胜枚举,它甚至可以跟您自己定义的协议协同工作。
 
流行性:采用 SIP 协议的技术越来越多,除了传统的 VoIP 应用之外,运营商领域的的 3G 和 4G LTE 中 IP 域的业务系统 IMS 采用的主要协议也是 SIP。SIP 协议更得到了互联网和 IT 领域的厂家的广泛支持,其中的著名厂家包括微软、苹果、AOL 等等。
 
 
 
SIP - 概述
 
SIP(Session Initiation Protocol)是一种类似于http协议的纯文本应用层协议。SIP是用于通过因特网协议创建,修改和终止多媒体会话的信令协议。会话只不过是两个端点之间的简单调用。端点可以是智能电话,笔记本电脑或可以通过因特网接收和发送多媒体内容的任何设备。
SIP是由IETF(Internet Engineering Task Force)标准定义的应用层协议。它在RFC 3261中定义。
SIP体现了客户端 - 服务器体系结构,以及使用HTTP和URL的URL和URI 以及SMTP的文本编码方案和头样式。
SIP采用SDP(会话描述协议)的帮助,它描述了用于通过IP网络传送语音和视频的会话和RTP(实时传输协议)。
SIP可用于双方(单播)或多方(多播)会话。
其他SIP应用包括文件传输,即时通讯,视频会议,网络游戏,以及流多媒体分发。
SIP可以用来控制会话的建立、取消、关闭等操作。
SIP主要可以实现以下功能:
用户定位:检查终端用户的位置,用于通信;
用户有效性:检查用户参与会话的意愿程度;
用户能力:检查媒体和媒体参数;
建立会话:“振铃”,在呼叫和被叫方同时建立会话的参数;
会话管理:包括会话的传输和终止,修改会话参数以及请求服务
 
 
SIP - 系统架构
 
SIP被构造为分层协议,这意味着其行为根据一组相当独立的处理阶段来描述,只有每个阶段之间的松散耦合。
SIP的最低层是其语法和编码。其编码使用增强的Backus-Naur表格语法(BNF)来指定。
第二层是传输层。它定义客户端如何发送请求并接收响应,以及服务器如何接收请求并通过网络发送响应。所有SIP元素都包含传输层。
接下来是事务层。事务是由客户端事务(使用传输层)发送到服务器事务的请求,以及从服务器事务发送回客户端的对该请求的所有响应。用户代理客户端(UAC)完成的任何任务都将使用一系列事务进行。无状态代理不包含事务层。
事务层上面的层称为事务用户。除了无状态代理之外,每个SIP实体都是一个事务用户。

 
在SIP协议中主要包含以下几种逻辑上的角色:UA、Proxy Server、 Register/Location Server、Redirect Server。
UA:用户代理(User Agent)类似于http协议中浏览器的角色,是用户操作的终端界面,用户代理需要符合SIP协议的要求,但是结合其他的协议根据不同的应用场景,会有不同的实现逻辑。比如,SIP协议结合H.323VoIP协议可以实现软件电话功能。用户代理分为UAC(UA Client)和UAS(UA Server)两种逻辑实体,UAC发送SIP Request并接受Response,UAS接收SIP Request并返回Response,一个物理设备既可以是UAC同时也可以是UAS。
Proxy Server:代理服务器的作用主要是转发Request和Response给其他的Proxy Server或者UA,Proxy Server分为有状态代理服务器(Stateful Proxy)和无状态代理服务器(Stateless Proxy),前者会保留一次通信事务的状态,通过一个有限状态机来控制转发操作,而后者不保存状态,只是实现透明的转发操作。
Registration/Location Server:注册和定位服务器用于登记和定位UA,在线的UA会定时的向Registration服务器发送SIP消息来表明UA当前的位置(如IP地址、端口号等),Registration服务器会将该信息存入数据库(或者散列表)中,当其他UA向该UA发送request时就能获得该UA的位置。
Redirect Server:用于重定向,在逻辑上相当于一个特殊功能的UA。

 
SIP - 消息
 
SIP消息分为两大类:请求和响应。响应又分为最终响应和临时响应。
请求消息:请求消息分为6种:INVITE、ACK、BYE、CANCEL、REGISTER和OPTIONS。
响应消息:响应消息分为6类:1xxInformational(通知)、2xxSuccessful(成功)、3xxRedirection(重定向)、4xx Request Failure(请求失败)、5xx Server Failure(服务失败)、6xx Global Failures(全局错误)。

 
SIP - 操作
 
SIP操作包括:SIP服务器定位、SIP事务、SIP邀请、用户定位和注册服务。
 
SIP - 服务器定位
 
客户在发起呼叫时,需要将请求发送到本地配置的独立于Request-URI的SIP服务器或者由Request-URI标识的IP地址和端口。
 
SIP - 事务
 
一个SIP事务存在于一个客户与一个服务之间,由所有的(从最初的请求到最后的应答)消息组成。 
一个事务只对应于一个呼叫,由Call-ID标识。所有对于一个请求的应答都包含相同的Call-ID、CSeq、To、From域(或其他包含的值)。客户机与服务器之间的每一个Call-ID只能有一个未结束的事务。

 
SIP - 邀请
 
SIP会话由INVITE方法发起,通常情况下,INVITE包括会话描述(一般使用SDP格式),为被叫提供足够的会话信息;如果被叫同意加入会话,主叫就发送ACK方法确认呼叫成功;如果被叫拒绝加入会话或产生其他错误,主叫则发送BYE方法指示呼叫失败。
 
SIP - 用户定位
 
考虑到用户可以在不同终端移动,SIP提供了定位功能。用户可以在SIP服务器或位置服务器注册其位置信息,一个用户可以注册到不同的位置。位置服务器可以采用其他协议。位置服务器可以解析出零个或多个可能位置,这些位置可以按照成功访问的概率来存储。
 
SIP - 注册服务
 
用户在发起会话前,首先应到注册服务器注册。注册使用REGISTER方法。注册服务器通常将用户注册的地址信息保存在位置服务器,这样使代理服务器或者重定向服务器就知道那些地址是可以到达的。注册信息是随时刷新的(默认周期是1h),所以用户每隔一段时间都应主动注册。注册服务一般伴随其他功能,如提供用户鉴权功能,或者通过注册服务安装呼叫处理程序或第三方应用。
 
 
SIP - 注册服务与鉴权
 
SIP注册服务的目的是使SIP客户机能够使用SIP服务器提供的服务,或使之失效。在注册请求中,客户机将提供包含在Contact域中的一个或几个地址给注册服务器。这样代理服务器就可以使用注册信息进行IP电话的路由。同时,注册也可以提供鉴权服务。如果不提供鉴权服务,冒名顶替者就可以截听任何人的电话。

 
SIP - 响应码
 
SIP响应是由用户代理服务器(UAS)或SIP服务器生成的用于回复客户端生成的请求的消息。这可能是一个正式的确认,以防止UAC转发请求。
响应可能包含UAC所需的一些额外的信息头字段。
SIP有六个响应。
从HTTP中借用1xx到5xx,在SIP中引入了6xx。
1xx被视为临时响应,其余的是最终响应。
 
SIP - Header
 
报头是SIP消息的组成部分,其传达有关消息的信息。它被构造为头序列字段序列。
SIP头字段在大多数情况下遵循与HTTP头字段相同的规则。标头字段定义为标题:字段,其中标题用于表示标题字段名称,字段是包含信息的标记集。每个字段由一个字段名,后跟冒号(“:”)和字段值(即字段名称:字段值)组成。
 
SIP协议- 会话构成
 
SIP协议会话使用多达四个主要组件:SIP协议 用户代理、SIP协议 注册服务器、SIP协议 代理服务器和 SIP协议 重定向服务器。这些系统通过传输包括了 SDP 协议(用于定义消息的内容和特点)的消息来完成 SIP协议 会话。下面概括性地介绍各个 SIP协议 组件及其在此过程中的作用。

 
SIP协议用户代理 (UA) 是终端用户设备,如用于创建和管理 SIP协议 会话的移动电话、多媒体手持设备、PC、PDA 等。用户代理客户机发出消息。用户代理服务器对消息进行响应。
 
SIP协议注册服务器是包含域中所有用户代理的位置的数据库。在 SIP协议 通信中,这些服务器会检索参与方的 IP 地址和其他相关信息,并将其发送到 SIP协议 代理服务器。
 
SIP协议代理服务器接受 SIP协议 UA 的会话请求并查询 SIP协议 注册服务器,获取收件方 UA 的地址信息。然后,它将会话邀请信息直接转发给收件方 UA(如果它位于同一域中)或代理服务器(如果 UA 位于另一域中)。
 
SIP协议重定向服务器允许 SIP协议 代理服务器将 SIP协议 会话邀请信息定向到外部域。SIP协议 重定向服务器可以与 SIP协议 注册服务器和 SIP协议 代理服务器同在一个硬件上。

 
 
展望SIP协议未来
 
SIP协议 能够连接使用任何 IP 网络(有线 LAN 和 WAN、公共 Internet 骨干网、移动 2.5G、3G 和 Wi-Fi)和任何 IP 设备(电话、PC、PDA、移动手持设备)的用户,从而出现了众多利润丰厚的新商机,改进了企业和用户的通信方式。基于 SIP协议 的应用(如 VOIP、多媒体会议、push-to-talk(按键通话)、定位服务、在线信息和 IM)即使单独使用,也会为服务提供商、ISV、网络设备供应商和开发商提供许多新的商机。不过,SIP协议 的根本价值在于它能够将这些功能组合起来,形成各种更大规模的无缝通信服务。
 
使用 SIP协议,服务提供商及其合作伙伴可以定制和提供基于 SIP协议 的组合服务,使用户可以在单个通信会话中使用会议、Web 控制、在线信息、IM 等服务。实际上,服务提供商可以创建一个满足多个最终用户需求的灵活应用程序组合,而不是安装和支持依赖于终端设备有限特定功能或类型的单一分散的应用程序。
 
通过在单一、开放的标准 SIP协议 应用架构下合并基于 IP 的通信服务,服务提供商可以大大降低为用户设计和部署基于 IP 的新的创新性托管服务的成本。它是 SIP协议 可扩展性促进本行业和市场发展的强大动力,是我们所有人的希望所在。
 
综上所述,H.320标准是已经淘汰过时的;H.323标准是目前最常用的,SIP是面向未来的一种接入方式,代表了未来的趋势。

SIP协议应用

EnjoyTalk云通信基于SIP协议应用,致力于向社会企事业单位提供自主研发的VoIP全系列语音通信产品。包括统一通信、智能呼叫中心、IP指挥调度、云平台等产品及方案。公司产品充分利用Internet和全球IP互连的环境,提供比传统业务更全面、更专业的服务解决方案。

欢迎广大客户电话垂询合作、共享、共赢。

SIP未来的发展趋势。

 
 
 
 
 
 
 
 

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