SIP协议结构及java实现
SIP协议详解
第3章SIP协议3.1 概述3.1.1 基本概念会话启动协议SIP（Session Initiation Protocol）是由IETF提出并主持研究的一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，它被用来创建、修改、和终结一个或多个参加者参加的会话进程。
这些会话包括Internet多媒体会议、Internet电话、远程教育以及远程医疗等。
即所有的因特网上交互式两方或多方多媒体通信活动，统称为多媒体会话。
参加会话的成员可以通过组播方式、单播联网方式或者两者结合的方式进行通信。
SIP协议是一个正在发展和不断研究中的协议。
一方面，它借鉴了其他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。
另一方面，它也充分考虑了对传统公共电话网的各种业务，包括IN业务和ISDN业务的支持。
利用带有会话描述的SIP邀请消息来创建会话，以使参加者能够通过SIP交互进行媒体类型协商。
它通过代理和重定向请求用户当前位置，以支持用户的移动性。
用户也可以登记它们的当前位置。
SIP协议独立于其他会议控制协议，它在设计上独立于下面的传输层协议，因此可以灵活方便地扩展其他附加功能。
SIP作为一个应用层的多媒体会话信令协议，可以被用来发起一个会话进程、在会话中邀请其他参加者加入会议，会话本身可以通过基于组播协议的会话通告协议（SAP）、电子邮件、网页通告、以及轻量级号薄访问协议（LDAP）等方式预先通告各个可能的参加者。
SIP协议支持别名映射、重定向服务、ISDN和IN业务。
它支持个人移动（personal mobility），即终端用户能够在任何地方、任何时间请求和获得已订购的任何电信业务。
总的来说，会话启动协议能够支持下列五种多媒体通信的信令功能：●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；●用户意愿交互：确定被叫是否乐意参加某个通信；●建立呼叫：包括向被叫“振铃”，确定主叫和被叫的呼叫参数；●呼叫处理和控制：包括呼叫重定向、呼叫转移、终止呼叫等等。
SIP协议
SIP协议简介SIP（Session Initiation Protocol）是一种用于建立、修改和终止多媒体会话的协议。
它是互联网工程任务组（IETF）定义的一种应用层协议，被广泛应用于语音通话、视频通话、即时消息和多媒体会议等实时通信领域。
SIP协议的主要目标是提供一种灵活、可扩展的机制，用于建立和管理通信会话。
它采用文本格式的消息交换方式，基于请求‑应答模式进行通信。
SIP协议使用统一资源标识符（URI）来标识终端设备和用户，通过SIP消息的交换来实现会话的控制。
SIP协议的设计思想是简单、可扩展和松散耦合。
它允许在不同的网络环境中使用各种传输协议，如UDP、TCP和TLS等。
同时，SIP协议也提供了灵活的会话控制功能，包括呼叫的建立、会话参数的修改和会话的终止。
SIP协议在实时通信领域有着广泛的应用。
它被广泛用于VoIP（Voice over IP）系统，使得用户可以通过互联网进行语音通话。
此外，SIP协议还支持视频通话、实时消息传递和多媒体会议等功能。
它提供了一种开放的架构，允许不同厂商的设备和应用进行互操作。
然而，SIP协议也面临着一些安全性和挑战。
由于SIP协议的开放性和可扩展性，攻击者可能利用其中的漏洞进行恶意攻击。
因此，实施SIP协议时需要采取一些安全措施，如认证、加密和防火墙等，以保护通信的安全和隐私。
总之，SIP协议作为一种用于建立和管理多媒体会话的协议，为实时通信提供了一种灵活、可扩展的机制。
它在VoIP 和其他实时通信应用中发挥着重要的作用，并为用户提供了丰富的通信体验。
然而，为了确保通信的安全性，使用SIP 协议时需要注意相关的安全措施。
SIP协议的工作原理SIP（Session Initiation Protocol）协议是一种基于文本的协议，用于建立、修改和终止多媒体会话。
它采用了简单而灵活的工作原理，使得通信设备能够进行会话的控制和管理。
SIP协议的工作原理可以概括为以下几个步骤：1.定位和寻址：SIP协议使用统一资源标识符（URI）来标识终端设备和用户。
阐述：SIP协议是什么
阐述：SIP协议是什么sip协议是什么?可能刚刚接触这个协议的朋友会掌握不好它的定义。
那么⾸先我们要了解⼀下，⽬前企业中⼤多数VoIP应⽤都使⽤H.323协议,但是,随着越来越多的企业研究SIP协议,不久的将来基于SIP协议的VoIP必将迅速发展.那么在了解sip协议是什么之前，我们先来看看H.323协议的定义。
H.323协议簇 1.1基本概念 H.323是ITU-T第16⼯作组的建议,H.323由⼀组协议构成,其中有负责⾳频与视频信号的编码、解码和包装,有负责呼叫信令收发和控制的信令,还有负责能⼒交换的信令.1999年7⽉前,多数系统是基于H.323第⼆版的,⽽在此之后,H.323第三版开始应⽤.H.323是个框架性的协议,由系列协议组成,包括:H.225、H.245、G.711、G.723.1、G.729等. 1.2基本功能 ⽬前我国⽹上使⽤的H.323协议基本上是第⼆版本的.针对信令⽅⾯主要为H.225、H.245. 1.2.1H.225协议的功能 （1）RAS信令功能:就是采⽤H.225中的消息在端点和⽹守之间实现注册、接⼊许可、带宽修改、状态和拆除程序. （2）呼叫信令功能:采⽤H.225呼叫信令在H.323端点之间建⽴连接,包括呼叫建⽴和拆除等流程. 1.2.2H.245协议的功能 （1）控制功能:H.245控制功能采⽤H.245控制通路交换端到端控制信息,从⽽保证H.323实体的运作,其中包括能⼒交换、打开/关闭逻辑通路模式选择、流控消息、⼀般命令和指⽰.H.245信令在两个端点和⼀个⽹守之间建⽴.端点必须为其参与的每个呼叫建⽴正确的H.245控制通路,这个通路必须使⽤H.245消息和流程. （2）H.245的能⼒交换:指提供独⽴的接收和传送功能. （3）逻辑通路信令.每个逻辑通路承载从⼀个发送⽅⾄另⼀个或多个接收⽅的信息. （4）模式选择.接收⽅可以使⽤requestMode消息请求发送⽅发送⼀个特定模式. （5）主从决定.主从决定主要是解决冲突问题. 好了，到这⾥，⼤家爱应该能够清楚H.323等⼀系列协议的内容了，那么这⾥我们就具体讲解⼀下sip协议是什么。
SIP简介
SIP简介，第1部分：SIP初探时间：2006-04-07作者：Emmanuel Proulx浏览次数：18851本文关键字：SIP, JAIN, RFC3261signaling, WebLogic Communications Platform, 会话发起协议, 信令文章工具推荐给朋友打印文章摘要会话发起协议（Session Initiation Protocol，SIP）是一种信令协议，它对于通信业有着重要的意义。
本文从技术上对SIP进行了一般性的介绍，并说明了SIP如何为通信解决方案提供重要支持。
简介我曾经构想过一种软件，它可以“浮于”应用程序之上，提供辅助作用。
这不是一个哑的“帮助”系统，而是一个活动的技术支持代理，可以在Internet上进行讨论。
那时曾有人告诉我，“现有的工具、库、协议或带宽实现不了这样的要求！”时代已经不同了！许多人家中已经拥有基于DSL、光纤和其他技术的宽带网络。
存在大量高质量的工具和库，无论是商业的还是开源的。
标准驱动应用。
现在是时候来实现上述创新思路了。
了解SIP首先，我将向您介绍SIP，也就是会话发起协议。
SIP是一种轻量级的可扩展请求/响应协议，用于在两个端点之间开始通信会话。
这听起来是不是很熟悉？SIP在概念上源自于HTTP和SMTP，但是它的目的却不同。
可以把SIP消息与CB（民用波段）隐语10-code和Q-signal进行比较。
图1.用于管理CB呼叫的隐语在这个例子中，真正的消息包含在专用的呼叫协商消息中。
SIP是IETF于1999年提出的，在2002年进行了修订。
RFC 3261对它进行了描述。
本文中有关SIP的信息就选自RFC。
对SIP存在很多扩展，这些扩展中的很多都能在SIP-related RFCs and drafts清单中找到。
SIP有哪些优点呢？通常情况下，两个端点使用它来协商一次“呼叫”。
这里的协商包括介质（文本、语音等）、传输（通常是RTP、Real Time Protocol）和编码（codec）。
SIP协议结构及java实现
SIP事件子层（SIP transaction sublayer）
SIP事件子层（SIP transaction sublayer）
• 作用：尽管提供了很多功能。最主要的功能是用 来可靠地传输UDP数据。此外他还可以被事件用 户使用，透明传输。 • 可靠： （1）请求与相应的相关性（branch） （2）传输机制
• 协议实现的所有对象不都是由SipFactory创建 的。一些其他对象是由以下工厂创建： the MessageFactory（创建对象表示SIP消息） the AddressFactory（创建对象表示SIP地址） the HeaderFactory（创建对象表示SIP头部） 这三者的实体可通过调用SipFactory的工厂创 建的方法得到。
SIP核心子层（SIP core sublayer）
SIP核心子层在SIP体系结构的顶端，在这个 子层，实现了每个SIP实体的特定服务逻辑。每个 SIP实体尽管在其他层会共用某种逻辑，但是在核 心子层，他们有各自不同的服务逻辑。这些服务 逻辑 就是SIP核心。这样每个实体的不同服务逻 辑就将他们区分开来。这些核心包括 UAC,UAS,REGISTRAR,STATEFUL PROXY&STATELESS PROXY 注意：这些SIP实体是逻辑元素，不是物理元素。
JAIN SIP概况
• 行业术语通常称一个协议的实现过程为协 议栈。 • SIP协议栈可以由Java代码编写，也可以由 其他编程语言编写。 • JAIN SIP比较底层，变成结构表现的都是 些底层概念：消息，头部，IP地址，端口 等等。用于创建用户代理，代理服务器等 SIP实体。有利于深刻理解SIP的工作机制。
创建消息（请求/响应）
实例
事件监听模式
SIP协议解析实现语音和视频通信的协议
SIP协议解析实现语音和视频通信的协议SIP（Session Initiation Protocol）是一种用于建立、管理和终止多媒体会话的通信协议。
它是一种基于IP网络的协议，可实现语音、视频以及其他多媒体应用程序之间的通信。
本文将对SIP协议进行解析，并讨论它如何实现语音和视频通信。
一、SIP协议的基本结构SIP协议采用了一种客户端/服务器架构，其中客户端被称为SIP用户代理（SIP User Agent），服务器被称为SIP服务器。
SIP协议主要包含以下几个组成部分：1. SIP消息格式：SIP消息由请求和响应组成。
请求消息用于发起会话、修改会话和终止会话等操作，响应消息用于回应请求消息。
2. SIP请求方法：SIP定义了一系列的请求方法，如INVITE（邀请对方参与会话）、ACK（确认请求消息已被接收）和BYE（终止会话）等。
3. SIP状态码：SIP状态码用于指示请求的处理状态，如200表示请求成功，404表示未找到资源等。
4. SIP头部字段：SIP头部字段包含了一些用于描述会话的元数据，如Call-ID（会话标识符）、From（发起方标识）和To（接收方标识）等。
5. SIP会话描述协议（SDP）：SDP用于在SIP会话中协商媒体类型、编码方式和传输参数等。
6. SIP代理：SIP代理用于处理SIP消息的传输和路由。
它可以将消息转发给下一个代理或目标终端，并负责处理各种网络地址转换等。
二、SIP协议的工作流程SIP协议的工作流程通常包括以下几个步骤：1. 注册：SIP用户代理向SIP服务器发送注册请求，以告知服务器其可用性和位置信息。
2. 呼叫建立：SIP用户代理向服务器发送INVITE请求，请求建立通话。
服务器根据请求中的目标地址找到被叫用户代理，并向其发送INVITE请求。
3. 呼叫传输：被叫用户代理发送响应消息，表示接受或拒绝通话。
如果接受通话，双方开始通过SDP协商媒体类型和传输参数。
SIP协议在Java消息服务系统中的应用研究
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摘 要 ： 会话 发起协 ｉ ｓｓｉｎｉ ｔ ｔ ｎｐｏ ｃｌＳＰ作 为一 种新 兴的 因特 网多媒体 通讯 协议 ， 建立 多方 多媒体通 讯和 Ｉ ￣（ｅｓ ｉａｏ ｒｔ ｏ，Ｉ） ｏ ｎｉｉ ｏ 在 Ｐ多 媒 体 子 系统 等方 面有 着很 大的优越 性 ， 同时作为 Ｎ Ｎ 中的重要 协议 ， Ｉ Ｇ ＳＰ协议 也越 来越 受到 业界的 关注 。Ｊｖ ａａ为 ＳＰ应 用 系 Ｉ 统开发提 供 了强 大的 Ｊ Ｉ Ｊｖ ＡＰ ｆｒ ｔ ｒｔｄ ｅ ｒｓ一Ｉ Ａ Ｎ（ ａ Ｉｏ ｉ ｅ ａ ｎ ｔ ｋ） Ｐ开发平 台， 于构 建复杂 的分 布式 ＳＰ应 用 系统 。对 ＳＰ消息结 ａ ｎ ｇ ｅ ｗｏ Ｓ 用 Ｉ Ｉ 构和 通信过程 进行 了初 步研 究 ， 结合 实际 项 目阐述 了如何使 用 ＳＰＳｒｌ 来 建立基 于 ＳＰ的消 息服 务 系统 。 并 Ｉ ｅｖｅ ｔ Ｉ 关键 词： Ｉ ＳＰ协议 ； 消息服 务 系统； 分布 式应 用 系统 ； 即 时消息传 递；ＳＰ应 用 Ｉ
自己动手写SIP协议栈
自己动手写SIP协议栈首先，SIP协议栈需要实现SIP协议的各个功能，包括请求和响应的解析与生成、消息的路由和转发、状态维护、媒体的协商与传输等。
以下是一个简单的SIP协议栈的实现步骤：1.理解SIP协议：阅读SIP协议的官方文档和RFC标准，了解SIP协议的语法、语义以及各个消息的格式和含义。
2. 实现SIP消息的解析与生成：根据SIP协议的规范，实现对SIP请求和响应消息的解析和生成功能，包括解析消息头、解析和生成SIP URI、解析和生成SDP（Session Description Protocol）等。
3.实现SIP消息的路由与转发：根据SIP消息的目的地址，实现对SIP消息的路由功能，将消息转发到正确的目的地。
4.实现SIP会话的状态维护：根据SIP协议定义的各个状态和状态转换规则，实现SIP会话的状态维护功能，包括会话的建立、修改和终止。
5.实现媒体协商与传输：SIP协议通常用于建立多媒体会话，如音频或视频通话。
实现SIP协议栈的媒体协商与传输功能，包括与对方进行媒体协商、建立媒体通道、传输媒体数据等。
6.实现网络通信功能：SIP协议栈需要与网络进行通信，接收和发送SIP消息。
实现底层的网络通信功能，包括建立和维护TCP或UDP连接、接收和发送SIP消息等。
7.调试和测试：在实现完SIP协议栈的各个功能后，进行调试和测试，确保SIP协议栈的正确性和稳定性。
以上只是一个简单的实现步骤，实际的SIP协议栈实现可能更加复杂。
在实现过程中，还需要考虑对SIP协议的各种拓展和扩展，如支持SIP中的各种扩展头、支持SIP的安全性等。
总结起来，实现一个SIP协议栈是一个非常复杂的任务，需要对SIP协议有深入的理解，并具备底层网络通信的知识。
在实现过程中，需要遵循SIP协议的规范，并进行充分的调试和测试，以确保SIP协议栈的正确性和稳定性。
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SIP核心子层（SIP core sublayer）
SIP事件子层（SIP transaction sublayer）
• SIP事件子层是实现事件处理的层次。对于许多 SIP实体，这一层的服务逻辑是相同的。 • SIP事件的两个组成部分： （1）客户端事件（Client Transaction） （2）服务器事件（Server Transaction）
SIP事件子层（SIP transaction sublayer）
• 可靠传输机制：一个SIP事件包含请求，以及与请 求相关的临时相应和最终响应。
SIP传输子层（ SIP Transport Sublayer ）
• 作用：这一层负责SIP消息的实际传输与接收。 （1）确定为哪个将要被发送或接收的请求或响应 建立传输连接。 （2）命令传输层建立传输连接 （3）命令传输层监听过来的消息 （4）命令传输层发送或接受SIP消息 （5）将从传输层收到的响应交付给相应的传输用 户 （6）负责封装SIP消息 （7）处理传输层的错误
• 协议实现的所有对象不都是由SipFactory创建 的。一些其他对象是由以下工厂创建： the MessageFactory（创建对象表示SIP消息） the AddressFactory（创建对象表示SIP地址） the HeaderFactory（创建对象表示SIP头部） 这三者的实体可通过调用SipFactory的工厂创 建的方法得到。
SIP协议结构及java实现
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SIP实现的功能在协议内部是如何工作与实现的？
SIP核心子层（SIP core sublayer）
SIP核心子层在SIP体系结构的顶端，在这个 子层，实现了每个SIP实体的特定服务逻辑。每个 SIP实体尽管在其他层会共用某种逻辑，但是在核 心子层，他们有各自不同的服务逻辑。这些服务 逻辑 就是SIP核心。这样每个实体的不同服务逻 辑就将他们区分开来。这些核心包括 UAC,UAS,REGISTRAR,STATEFUL PROXY&STATELESS PROXY 注意：这些SI• JAIN（Java APIs for Integrated Networks） • JAIN SIP 是Java平台专为SIP提供的集成 网络接口。 • JAIN SIP主要为应用开发人员提供如下接 口：
（1）构建和解析SIP消息 （2）使用SIP事件子层 （3）使用SIP传输子层
创建消息（请求/响应）
实例
JAIN SIP概况
• 行业术语通常称一个协议的实现过程为协 议栈。 • SIP协议栈可以由Java代码编写，也可以由 其他编程语言编写。 • JAIN SIP比较底层，变成结构表现的都是 些底层概念：消息，头部，IP地址，端口 等等。用于创建用户代理，代理服务器等 SIP实体。有利于深刻理解SIP的工作机制。
JAIN SIP概况
JAIN SIP 体系结构
• JAIN SIP 体系结构基于三种模式：
提供者模式 工厂模式
事务监听模式
提供者模式（peer-provider pattern）
• 提供者允许应用接受和发送SIP消息，在JAIN SIP中这个提供者就是SipProvider接口 • 除了SipProvider之外还有两个接口用来实现 SIP的其他方面：SipStack接口和 ListeningPoint接口 • SipStack接口用于管理和配置底层的SIP协议 栈 • ListeningPoint接口是SP消息实体发送接收消 息的套接字的Java表示
SIP传输子层（ SIP Transport Sublayer ）
• 组成： （1）客户端传输： 负责从传输用户接收请求并将请求传送到网 络；从网络收到响应再交付给适当的传输用户 （2）服务器传输： 负责从网络接受请求，并将请求交付给适当 的传输用户；从传输用户接受响应再传送到网络。
SIP语法和编码功能
SIP核心子层（SIP core sublayer）
• 在这一层，SIP核心的实现可分为两种类型：
• 一个核心用到事件子层服务，即称他是事 件用户。 • UAS core, UAC core, STATEFUL PROXY core, REGISTRAR core
事件用户
传输用户
• 用到传输子层服务的实体，都是传输用户。 • 事件子层一定是传输用户。核心子层中只 有STATELESS PROXY core 是传输用户
SIP事件子层（SIP transaction sublayer）
SIP事件子层（SIP transaction sublayer）
• 作用：尽管提供了很多功能。最主要的功能是用 来可靠地传输UDP数据。此外他还可以被事件用 户使用，透明传输。 • 可靠： （1）请求与相应的相关性（branch） （2）传输机制
工厂模式
• 应用程序需要创建具有SIP功能的SIP对象。 这一动作需要通过工厂完成。 • 所谓工厂就是对访问实现SIP协议栈的方法 进行封装并允许应用获取其实现类实例的 中介。 • 工厂类在JAIN SIP中叫做SipFactory。 • 工厂是个单例类，整个系统中仅有他的唯 一一个实例。
工厂模式
事件监听模式
• 这种处理事务的机制被事件监听接口定义。 这个接口包含有适用于每种事件的 processEvent操作。当SIP协议栈从网络收 到SIP消息，SipProvider视之为一个事件， “告知”事件监听器 • 这个事件包括：请求事件和响应事件
如何使用这些类与接口
SIP监听器
• 一旦有事件触发（接收到网络上传递来的消息或 计时器超时）SipProvider负责将事件传递给SIP 监听器（SipListener）
• 这个功能是指在信道传输的SIP消息的具体 编码。 • 数据通过SIP传输子层交付到Socket API， 要用TCP/IP协议族传输数据必须遵循SIP 消息语法以及特定的编码规则。 • 编码规则指定要用Augmented BackusNaur Form(ABNF) grammar [RFC 4234].