SIP协议

1. SIP简介

SIP协议全称会话初始化协议（Session Initiation Protocol）,相较于其他会话协议，如H323， SIP提供了更加灵活的解决方案，与H323相比更简单、更易于实现，更容易支持智能用户设备和实现一些高级功能。

SIP是互联网工程任务组（IETF）多媒体数据和控制体系结构的一个组成部分，因此它与IETF的许多其他协议都有联系，如会话描述协议（SDP）、实时流协议（RTSP）和会话声明协议（SAP）。

SIP协议在RFC 2543中定义， SIP被认为是未来VoIP信令方式。事实上，许多人认为SIP结合MGCP或者MEGACO（媒体网关控制和软交换体系结构）将在未来支配语音IP（VoIP）的信令体系。

2.SIP的体系结构

SIP是一个信令协议，用来处理多媒体会话的建立、更改、拆卸，与其他协议相比较，SIP描述了潜在的会话参与者的会话特征。SIP会话中的媒体交换可以使用任何传输协议，但一般都以RTP作为传输协议。SIP消息通常与媒体单独传输，这样做很必要，因为信令在传输过程中可能要经过一个或者多个代理服务器或者重定向服务器，而媒体数据流更多是采用直接通路。

2.1 SIP网络实体

SIP定义两类网络实体：客户机和服务器。客户（也称用户代理）是发送SIP请求的应用程序，而服务器是回应这些请求的实体。因此说SIP是一个客户-服务器协议。

SIP中存在四种类型的服务器， 它们是代理服务器、重定向服务器、用户代理服务器以及注册服务器。

这里的代理服务器类似于LAN（企业局域网）中用于访问Web页面的代理服务器。 下图是一个代理服务器如何工作的实例。

代理服务器既接收请求又发送请求，因此它结合了客户机和服务器二者的功能。代理服务器可用于呼叫转移或者呼叫跟随等业务。

重定向服务器作用是接受SIP请求， 把目的地址映射到零个或者多个新的地址，然后把这些翻译过的地址返回给请求的发起者，最后这个请求发起者就可以按照重定向服务器返回的地址发起请求，而重定向服务器本身并不发起任何SIP请求。

用户代理服务器（user agent server）作为用户的代理人，接受SIP请求并同用户联系，用户对用户代理服务器进行回应之后，用户代理服务器进行SIP回应。实际上，一个SIP设备（如一个具备SIP功能的电话）能同时充当用户代理客户端和用户代理服务器。作为用户代理客户端，SIP设备可以发起SIP请求，作为用户代理服务器，SIP设备可以接收并回应SIP请求。一般来说，用户代理服务器可发起并接收呼叫，使得SIP作为客户—服务器协议进行对等通信。

注册服务器用来接受SIP REGISTER请求， SIP包含用户注册的概念，这样用户可以向网络指出他在特定地址上是可用的。这些注册功能通过用户向注册服务器提交REGISTER请求实现。通常，注册服务器与代理服务器或者重定向服务器是结合在一起的。

在实际实现中，用户代理客户和用户代理服务器通常结合在一起，注册服务器通常和代理服务器或者重定向服务器结合在一起，因此，在实际网路中可能仅涉及用户代理和重定向服务器或者代理服务器。

2.2 SIP呼叫建立过程

SIP呼叫建立过程是非常简单的，过程如下：首先呼叫方到被叫方发送一个SIP INVITE消息，这个消息请求被叫方加入一个会话—即一个呼叫。在被叫方开始接受请求之前，会存在一个对INVITE消息的中间回应。

如上图，呼叫过程如下：呼叫方接收到通知：这个呼叫已经排队并且（或者）正在提醒被叫方（即电话振铃），随后被叫方应答这个呼叫，这时会生成一个OK消息以回应呼叫方。呼叫方客户端通过提交一个ACK消息，以表明它已经接收到被叫方的应答，这个时候就开始进行媒体交换。媒体通常是以普通话音的形式，但有时也可以是其他形式，比如视频。最后，其中一方挂机，这时会发送一个BYE消息，接收BYE消息的一方则发送OK消息以表明它已接收到BYE消息，这时整个呼叫过程结束。

2.3 SIP的优点

1. SIP使信令过程尽可能地简单。 任何呼叫信令协议必须具备一方呼叫另一方的功能、指出呼叫已被接受的功能及释放呼叫的功能。SIP能够执行这些动作或者更多一些， 但不会超过这些基本需求。同H323相比，SIP使用更少的信令就建立起来了通话。
2. SIP可以容纳更多的消息。不仅SIP消息本身使得SIP功能强大，而且各种可以被容纳到消息或者回应中的信息使得SIP成为一个有用的协议。SIP不仅使一些标准信息能被容纳进请求和回应消息中，而且它还允许容纳许多非标准消息。通过容纳进许多有用信息，SIP允许用户设备和用户自己对呼叫处理做不同的智能判定，从而呼叫和被叫方可以生成多种不同的业务。 如下是一个遇忙时，定时重新邀请的呼叫流程。