SIP协议呼叫流程及协议分析

一、SIP协议介绍：

会话发起协议SIP（Session Initiation Protocol）是一个应用层控制信令协议，用于建立、更改和终止多媒体会话或呼叫。SIP作为一个基础，可以在其上提供很多不同的服务。目前已经定义的媒体类型有音频、视频、应用、数据、控制。

二、SIP呼叫流程：

注册流程：

（1）用户首次试呼时，终端代理A 向代理服务器发送REGISTER 注册请求；

（2）代理服务器通过后端认证/计费中心获知用户信息不在数据库中，便向终端代理回送401Unauthorized 质询信息，其中包含安全认证所需的令牌；

（3）终端代理提示用户输入其标识和密码后，根据安全认证令牌将其加密后，再次用REGISTER 消息报告给代理服务器；

（4）代理服务器将REGISTER 消息中的用户信息解密，通过认证/计费中心验证其合法后，将该用户信息登记到数据库中，并向终端代理A 返回成功响应消息200 OK。

呼叫流程：

（1）用户摘机发起一路呼叫，终端代理A 向该区域的代理服务器发起Invite 请求；（2）代理服务器通过认证/计费中心确认用户认证已通过后，检查请求消息中的Via 头域中是否已包含其地址。若已包含，说明发生环回，返回指示错误的应答；如果没有问题，代理服务器在请求消息的Via 头域插入自身地址，并向Invite 消息的To 域所指示的被叫终端代理B 转送Invite 请求；

（3）代理服务器向终端代理A 送呼叫处理中的应答消息，100 Trying；

（4）终端代理B 向代理服务器送呼叫处理中的应答消息，100 Trying;

（5）终端代理B 指示被叫用户振铃，用户振铃后，向代理服务器发送180 Ringing 振铃信息；

（6）代理服务器向终端代理A 转发被叫用户振铃信息；

（7）被叫用户摘机，终端代理B 向代理服务器返回表示连接成功的应答（200 OK）；（8）代理服务器向终端代理A 转发该成功指示（200 OK）；

（9）终端代理A 收到消息后，向代理服务器发ACK 消息进行确认；

（10）代理服务器将ACK 确认消息转发给终端代理B；

（11）主被叫用户之间建立通信连接，开始通话；

结束流程：

（2）用户通话结束后，被叫用户挂机，终端代理B 向代理服务器发送Bye 消息；

（3）代理服务器转发Bye 消息至终端代理A，同时向认证/计费中心送用户通话的详细信息，请求计费；

（4）主叫用户挂机后，终端代理A 向代理服务器发送确认挂断响应消息200 OK；

（5）代理服务器转发响应消息200OK；

注：RFC3621上结束流程为：终端代理B直接发送Bye至终端代理A（未通过代理服务器转发），测试时使用的X-Lite软件Bye消息目的IP为代理服务器。此现象待分析确认。

注销流程：

（1）终端向代理服务器送Register 消息注销，其头中expire 字段置0。

（2）代理服务器收到后回送200 OK 响应，并将数据库中的用户有关信息注销。

三、SIP报文分析：

注册报文分析

Register报文：

Max-Forwards：最大转发次数，就是经过SIP服务器的转发次数，主要是为了防环

Via：SIP版本号2.0、传输类型UDP、呼叫地址

Branch是一种随机码，它被看作传输标识

Via字段中地址是消息发送方或代理转发方设备地址，一般由主机地址和端口号组成传输类型可以为UDP/TCP/TLS/SCTP

Contact：是INVITE消息所必须的，它用来路由到被叫地址设备，也称为用户代理（UA）To：使用用户名888去10.11.58.8登录

From：表示请求消息的发送方和目标方，如果里面有用户名标签，地址要求用尖括号包起来，Tag：随机码

Call-ID：呼叫ID由本地设备生成，全局唯一。每次呼叫该值唯一不变。

本地生成的From tag和Call-ID全局唯一码，被叫方生成To tag全局唯一码。这三个随机码做为整个对话中对话标识在通话双方使用。

CSeq：命令队列，每发送一个新的请求，该数自动加1

Expires：到期时间

回复认证报文：

407：要求代理权

呼叫方回应的认证报文：代理服务器回应200OK：

呼叫流程：

INVITE报文：

0：SDP版本号，目前都是0

O：主叫源地址，类型等

S：呼叫主题

C：连接信息，告诉对端我的连接信息T：时间戳

M：媒体传输类型，媒体编码，开放端口等A：媒体属性 (采样率等）

服务器转发后Trying报文：

响铃Ringing报文：

接听电话后回应200OK报文：

Content-Type：说明消息类型Content-Length：消息长度收到200OK报文后回复ACK：

结束流程报文：

Bye报文：

收到Bye后回应200OK：

用户在代理服务器上注销流程：REGISTER报文：

Expires：注销时，此值置为0 200OK报文：

四、常见的SIP消息类型：

INVITE：发起会话请求，邀请用户加入一个会话，会话描述含于消息体中。对于两方呼叫来说，主叫方在会话描述中指示其能够接受的媒体类型及其参数。被叫方必须在成功响应消息的消息体中指明其希望接受哪些媒体，还可以指示其将发送的媒体。

如果收到的是关于参加会议的邀请，被叫方可以根据Call-ID或者会话描述中的标识确定用户已经加入该会议，并返回成功响应消息。

ACK：证实已收到对于INVITE请求的最终响应。该消息仅和INVITE消息配套使用。BYE：结束会话

CANCEL：取消尚未完成的请求，对于已完成的请求则没有影响

REGISTER：注册

OPTIONS：查询服务器的能力

五、常见的响应消息状态码：