sip协议原理及实例分析.ppt

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1、SIP协议原理及实例分析,接入网产品导入部,学习目标,学习完此课程，您将会： 了解SIP协议原理 掌握SIP命令和消息 掌握SIP协议的消息交互过程 了解SIP业务基本故障分析处理方法,Page 2,第1章 SIP协议原理 第2章 SIP命令和消息 第3章 业务流程分析,Page 3,SIP协议概念,SIP的前世,SIP的前世,有关SIP的完整定义最早出现在 1999 年公布的RFC 2543中，当前SIP详细定义于RFC 3261 (June 2002)。,Multi-Party Multimedia Working Group于1996年提出两项关于在Internet 中实现多媒体通信的建

2、议： Session Initiation Protocol (SIP) Simple Conference Invitation Protocol (SCIP) 最终两项建议统一于Session Initiation Protocol SIP。,Page 4,SIP协议概念,SIP是Session Initialization Protocol （会话初始协议）的缩写，用来建立、更改和终止一个或者多个参与者的会话。这些会话包括多媒体会议、网络呼叫等。 IETF制订的多媒体通信系统框架协议之一， 但是SIP 单独不能完成多媒体呼叫，必须要与其他协议一起才能组建完整的多媒体通信系统，与RTP/R

3、TCP、SDP等协议配合共同完成多媒体会话过程。,Page 5,SIP协议功能描述,用户定位：确定参加通信的终端用户的位置。 用户通信能力协商：确定通信的媒体类型和参数 。 用户交互意愿：确定被叫加入通信的意愿。 呼叫建立：建立主叫和被叫的会话参数。 呼叫处理和控制：包括呼叫重定向、呼叫转移、终止呼叫等。,Page 6,SIP协议特点,借鉴了其他internet标准和协议的设计思想，在风格上遵循因特网一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩展等原则 ，并充分注意到因特网开放而复杂的网络环境下的安全问题； 充分考虑了对传统公共电话网的各种业务，包括IN业务（Internet）和ISDN业务的支持； 通过

4、代理和重定向请求用户当前位置，以支持用户的移动性； 独立于传输层协议，可以承载在不同的传输协议上（UDP、TCP、SCTP、TLS），因此可以灵活方便地扩展其他附加功能； SIP协议独立于业务，协议不限制具体业务范畴，只描述建立/更改/终止一个会话，并不描述会话的内容，所以可以承载任何的会话内容，如语音/视频/游戏等。,Page 7,SIP与H.248对比,Page 8,SIP协议的应用,SIP协议的典型应用 IP电话（VoIP） 移动游戏 即时通信 视频与协调 SIP扩展应用 3G WCDMA IMS,Page 9,SIP协议栈,在TCP/IP五层模型中属于应用层协议 在OSI七层模型中属于

5、会话层协议,Page 10,SIP协议在网络中的位置,Page 11,SIP协议在NGN中的实现,SoftX3000,SoftPhone,SoftX3000,SoftPhone,SIP,SIP,SIP,IP,IP,IP,IP,IP Core,Page 12,SIP在网络中的主要实体,SIP 在网络中存在多种逻辑实体，不同实体作用互不相同： UA（User Agent） Proxy server Registrar server Redirect server Location server 不同的逻辑实体可以存在于同一个物理实体之上。,Page 13,SIP在网络中的主要实体,用户助理（ Us

6、er Agent ）：用来发起或者接收请求的逻辑实体称为User Agent。 用户助理客户（User Agent Client）：发起请求的一方称为UAC，SIP Phone就是UAC的一种实际形态； 用户助理服务器（User Agent Server）：接收请求，产生响应的一方称为UAS，SoftX3000就是UAS的一种实际形态。 UAC和UAS的划分是针对一个事务而言的。 代理服务器：作为一个逻辑网络实体代表客户端转发请求或者响应，可以同时作为客户端和服务器端。主要功能有：路由、认证鉴权、计费控制、呼叫控制、业务提供等。它可以采取分支，循环，递归查询等方式向多个地址尝试转发请求。 So

7、ftX3000兼任代理服务器的角色。它有三种形态： Stateless：其作用为一般的路由器 Transaction Stateful：关联一次事务过程 Call Dialog：关联一次会话过程,Page 14,SIP在网络中的主要实体,注册服务器：接收注册请求的服务器,需要将注册请求中的地址映射关系保存到数据库中，供后续的相关呼叫过程使用，同时可以提供定位服务。 SoftX3000兼任注册服务器的角色。 重定向服务器：为所收到的请求返回一个或多个新的地址,客户端直接向这些新的地址发起请求。重定向服务器并不接收或者拒绝呼叫，主要完成路由功能，与注册过程配合可以支持SIP终端的移动性。 Soft

8、X3000兼任重定向服务器的角色。 定位服务器：提供被叫位置的服务器， SoftX3000兼任定位服务器的角色。,Page 15,相关术语,呼叫：一个呼叫是由一个公共源端所邀请的在一个会议中的所有参加者组成，由一个全球唯一的Call-ID进行标识。例如：由同一个源邀请的一个会议的所有参加者构成一个呼叫；点到点IP电话会话是一种最简单的会话，它映射为单一的SIP呼叫。通常情况下，呼叫由主叫方创建，但是更一般说来，呼叫可由并不参与媒体通信的第三方创建，此时会话的主叫方和会话的邀请方并不相同。 事务：SIP是一个客户/服务器协议。客户和服务器之间的操作从第1个请求至最终响应为止的所有消息构成一个SI

9、P事务。一个正常的呼叫一般包含三个事务。其中，呼叫启动包含两个操作请求：邀请（Invite）和证实（ACK），前者需要回送响应，后者只是证实已收到最终响应，不需要回送响应。呼叫终结包含一个操作请求：再见（Bye）。,Page 16,相关术语,SIP URL：为了能正确传送协议消息，SIP还需解决两个重要的问题。一是寻址，即采用什么样的地址形式标识终端用户；二是用户定位。SIP 沿用WWW技术解决这两个问题。 寻址采用SIP URL（Uniform Resource Locators），按照RFC2396规定的URI导则定义其语法，特别是用户名字段可以是电话号码，以支持IP电话网关寻址，实现IP

10、电话和PSTN的互通。,Page 17,相关术语,SIP URL的一般结构为： SIP：用户名：口令主机：端口；传送参数；用户参数；方法参数；生存期参数；服务器地址参数,“SIP”表示需采用SIP 协议和所指示的端系统通信。,“用户名”可以由任意字符组成，一般可取类似与E-mail 用户名形式，也可以是电话号码（SoftX3000 目前用户名是电话号码）。,“口令”可以置于SIP URL 中，但一般不建议这样做，因为其安全性是有问题的。,“主机”可为主机域名或IPv4 地址。,“端口”指示请求消息送往的端口号，其缺省值为5060，即公开的SIP 端口号。,“传送参数”指示采用TCP 还是UDP

11、 传送，缺省值为UDP。,“用户参数”，SIP URL 的一个特定功能是允许主机类型为IP 电话网关，此时，用户名可以为一般的电话号码。由于BNF 语法表示无法区分电话号码和一般的用户名，因此，在域名后增加了“用户参数”字段。该字段有两个可选值：IP 和电话，当其设定为“电话”时，表示用户名为电话号码，对应的端系统为IP 电话网关。,“方法参数”指示所用的方法,“生存期参数”指示UDP 多播数据包的寿命，仅当传送参数为UDP、服务器地址参数为多播地址时才能使用。,“服务器地址参数”指示和该用户通信的服务器的地址，它覆盖“主机”字段中的地址，通常为多播地址。,“传送参数”、 “方法参数”、“生存

12、期参数”和“服务器地址参数”均属于URL参数，只能在重定向地址，即后面所说的Contact字段中才能使用。,Page 18,相关术语,下面给出若干个SIP URL的示例： Sip:55500200191.169.1.112; 55500200为用户名，191.169.1.112 为IP电话网关的IP地址。 Sip:55500200 191.169.1.112 :5061; User=phone; 55500200为用户名， 191.169.1.112为主机的IP 地址，5061为主机端口号。用户参数为“电话”，表示用户名为电话号码。 Sip:alice; method=REGISTER; Al

13、ice为用户名，为主机域名。方法参数为“登记”。需要注意的是SoftX3000目前只支持用户名是电话号码，不支持这种形式的用户名。 Sips:123410.110.25.239 SIPS 表示安全的SIP URI，传输层使用的是基于安全的TLS协议。,Page 19,问题,SIP有哪些网络实体？它们的功能是什么？ SIP协议的协议栈模型是怎样的？,Page 20,第1章 SIP协议原理 第2章 SIP命令和消息 第3章 业务流程分析,Page 21,SIP协议消息的分类,SIP消息采用文本方式编码，分为两类：请求消息和响应消息。 请求消息和响应消息都包括SIP头字段和SIP消息字段。 请求消息

14、和响应消息在形式上的区别仅在消息的第一行，请求的第一行为请求行，响应的第一行为状态行。,Page 22,请求消息,请求消息：客户端为了激活按特定操作而发给服务器的SIP消息。 RFC3261定义了六个基本方法，包括INVITE，ACK, OPTIONS, BYE, CANCEL, REGISTER。后续RFC扩展了其他的请求方法，包括UPDATE，INFO，SUBSCRIBER，NOTIFY，MESSAGE，PRACK，REFER。,Page 23,请求消息格式,请求消息由起始行、消息头和消息体组成。通过换行符区分消息头中的每一条参数行。对于不同的请求消息，有些参数可选。,Page 24,响应

15、消息,响应消息：用于对请求消息进行响应，指示呼叫的成功或失败状态。不同类的响应消息由状态码来区分。状态码包含三位整数，状态码的第一位用于定义响应类型，另外两位用于进一步对响应进行更加详细的说明。,除1XX外其余都是最终响应。,Page 25,响应消息格式,对于不同的响应消息，有些参数可选。,Page 26,消息的头域,5个必须包含在每个SIP消息中的头域： Call-ID From To CSeq Via Call-ID ：用于唯一标识一次会话，一般格式为： Call-ID: 本地标识主机 主机应为全局域名或者全局IP地址，此时本地标识可由在主机范围内唯一的URI字符组成。否则，本地标识必须是

16、全局唯一的，以保证Call-ID的全局唯一性。 举例：Call-Id: call-973636852-4191.169.150.101,Page 27,消息的头域,From ：用于标识请求的发起者，服务器将此字段从请求消息中复制到响应消息，一般格式为： From：显示名；tagXXXX 显示名为用户界面上显示的字符，如果系统不予显示，应置显示名为“匿名”。 Tag称为标记，为16进制数字串，中间可带连字符“”。当两个共享同一SIP地址的用户实例用相同的Call-ID发起呼叫时，就需用此标记予以区分。标记值必须全局唯一，用户在整个呼叫期间应保持相同的Call-ID和标记值。 举例： From: 123456 ;tag=a48s,Page 28,消息的头域,To ：用于表示请求的接收者，其格式和From相同，仅第一个关键字不同; To：显示名；tagXXXX Tag可用于区分由同一SIP URL标识的不同的用户实例。由于代理服务器可以并行分发请求，同一请求可能到达用户的不同实例，每个实例都可能响应，因此需