IMS注册呼叫信令流程详解汇编
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SIP请求中的首行
请求中的首行格式包括方法、请求的URI、协议版本。 例如： INVITE sip:bob.smith@ SIP/2.0 REGISTER sip:home1.fr SIP/2.0
Path:由P-CSCF设置，在REGISTER请求中，将P-CSCF的IP地址通过该消息头发 往S-CSCF，S-CSCF在后续的会话过程中通过该消息头找到P-CSCF。 如： Path:<SIP:PCSCF1.Home1.fr>;lr
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S-CSCF分配
当一个用户注册到网络中要接入IMS业务时，I-CSCF就分配一个SCSCF给UE
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1 IMS中相关协议简介 1 SIP相关协议 2 SIP协议消息格式 3 SIP消息主要头域
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SIP相关协议介绍
会话初始协议SIP（Session Initiation Protocol）：是一个在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，与SDP、RTP/RTCP、RTSP、DNS等协议配合， 共同完成IMS中的会话建立及媒体协商。
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。
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SIP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，如UPDATA，INFO， SUBSCRIBER，NOTIFY，MESSAGE，PRACK，REFER。
请求消息 INVITE ACK BYE CANCEL
REGISTER OPTIONS
消息含义 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 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 结束会话 取消尚未完成的请求，对于已完成的请求（即已收到最终响应的请求）则 没有影响 用于在IMS中注册，完成地址绑定 查询对端能力或状态
序号 1xx 2xx 3xx
状态码 临时响应 成功响应 重定向响应
4xx 客户端出错
5xx 服务器端出错 6xx 全局错误
消息功能 表示已经接收到请求消息，正在进行处理 表示请求已经被成功接受、处理 指引呼叫者重新定向另外一个地址 表示请求消息中包含语法错误或者SIP服务器不能完成对 该请求消息的处理 表示服务器故障不能完成对消息的处理 表示请求不能在任何SIP服务器上实现
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理解Route和Record-Route消息头（会话流程）
UE
P-CSCF
S-CSCF
（1）INVITE（根据顶端Route消息头， 将请求消息发网Ｐ，加入Via头）
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SIP消息中的头域
Contact：消息发送者的联系地址，可以有expires参数， 表明注册有效期 如：Contact:<sip:10.78.224.12>expires=6000
Route:对请求消息进行路由转发。 如：Route:sip:10.78.224.12;lr
Record-Route:为一个会话的后续请求记录Route消息头的条目,用于会话流程， 对后续会话流程进行路由转发。 如：Record-Route:<sip:pcscf1.home1.fr>;lr
Service-Route:由S-CSCF设置，在REGISTER请求的200（OK）响应中将S-CSCF 的IP地址通过该消息头返回给P-CSCF，在后续的会话过程中， P-CSCF通过该 消息头找到S-CSCF。 如：Service-Route:<sip:SCSCF1.home.fr>;lr
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SIP消息中的头域
Call-ID：标识一个对话，一个对话包括对话的建立、修改结束。 如:Call-Id: apb03sdfksjgs94r5，注意区分大小写。
CSeq：用于对话内事务的排序，相同事务的CSeq相同，如会话的建立过程中， 主叫方发送INVITE请求的事务与PRACK请求的事务的CSeq不相同。 如：Cseq: 1 INVITE
会话描述协议SDP（Session Description Protocol）协议为应用层的控制 协议,用于SIP会话建立过程中的媒体协商过程。
RTP/RTCP：都为应用层的承载面协议，SIP会话建立后，RTP协议保证媒体 流的实时传输。RTCP协议对实时传输的媒体流进行监控。
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P-CSCF发现过程
为了和IMS网络通信，UE必须知道P-CSCF的至少一个IP地址，UE 查找P-CSCF IP地址的过程为CSCF发现过程
三种机制：
GPRS方式 由GPRS提供P－CSCF发现的能力
DHCP/DNS方式 在终端上配置P-CSCF的统一域名，由终端通过DNS SRV/A查询获 得P-CSCF地址，此时需要DNS能够根据终端的DNS请求的源IP地 址返回不同的P-CSCF；
（2）INVITE（删除顶端Route消息 头，并根据顶端Route消息头，将请求 消息发往S。加入Via头，Record-Route）
(４)183(根据Ｖia消息头找到UE，将 Record-Route消息头中带回)
(3)183(根据最顶端Via头找到Ｐ, 将 Record-Route消息头中带回)
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理解PATH和Service-Route消息头（注册过程）
UE
P-CSCF
I-CSCF
S-CSCF
REGISTER
REGISTER
(将P的SIP URI加入到PATH消息 头中，并发送)
REGISTER
（将PATH消息头发往S,S保存 该消息头）
200(OK)
UE保存Service-Route消息 头，用于会话
静态配置在UE中
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P-CSCF发现过程
PDSN
PDSN
分配终端的IP地址 和P-CSCF地址
其他接入方式
IP 网络
DHCP relay
DHCP server
(５)PRACK(将Record-Route消息头颠倒 顺序，变换成Route消息头，后续请求 路由根据一系列的Route消息头路由)
（6）PRACK
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SIP消息中的头域
Via：用以指示请求消息历经的路径，它可以防止请求消息传送产生环路，并 确保响应和请求消息选择同样的路径。 如:Via：SIP/2.0/UDP 10.78.224.12;branch=0uetb
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To：指定请求的接收者或用户需要注册的地址，TAG标签用来区分不同被叫建 立的会话。 如 To:<sip:tobias@home1.fr >;tag=acgt
Max-Forwards：消息的剩余跳数 如 Max-Forwards：70
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1 IMS中相关协议简介 1 SIP相关协议 2 SIP协议消息格式 3 SIP消息要头域
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SIP消息中的头域
From：标识请求的发起者 如 From:<sip:tobias@home1.fr>;tag=pohia
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1 IMS中相关协议简介 1 SIP相关协议 2 SIP协议消息格式 3 SIP消息主要头域
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IMS注册流程(VoLTE)
VoLTE注册信令流程图下图为VoLTE注册GN平台信令流程图，主要包括ENodeB、EPC和IMS部分下图为网络上下载的一个注册流程图，结合分析，便于后续理解IMS注册流程1.首先，UE向找到的HZPSBC04发送一个SIP REGISTER请求。
这个请求会包含：一个需要被注册的用户标识符和所属地域名（HZICSCF04的地址）。
2.当HZPSBC04收到注册信息流的时候，HZPSBC04(IPV6)转IPV4(HZPSBC04_PCSCF端口)，然后通过归属地域名称去确认归属地的接入点（ HZICSCF04）。
然后，HZPSBC04_PCSCF转发INVITE消息到HZICSCF043.HZICSCF04发送USER-AUTHORIZATION-REQUEST(UAR)到L-DRA2， L-DRA2转发UAR到10.71.14.90(HZHSS38FE30BNK[IMS-HSS])。
此阶段鉴权主要是校验是否该用户已经注册，同时需要确认该用户是否允许注册。
如果校验鉴权通过，10.71.14.90(HZHSS38FE30BNK)将HZSCSCF05的名称或HZSCSCF05的能力反馈给HZICSCF04，以供后续注册，如果校验不通过，这里将反馈注册请求拒绝（reject）注:HSS提供与I-CSCF间基于Diameter协议的Cx接口。
L-DRA2负责LTE 网络中Diameter信令的转接和路由4.HZICSCF04将注册请求发送给HZSCSCF05（含HZPSBC04_PCSCF名称/地址，公共用户标识，私有用户标识，归属地网络域名称，HZPSBC04_PCSCF网络标识，UE分配的IP地址）。
5.HZSCSCF05发送MAR(MULTIMEDIA-AUTH REQUEST)到HZHSS38FE30BNK，发现用户没有被授权，因此它会从HZHSS38FE30BNK获取认证数据（鉴权向量）并用401 UNAUTHORIZED(Cause:401)应答来质疑用户6.用户对AUTN认证，完成用户对网络鉴权，并通过共享密钥和RAND计算出RES、IK、CK，重新构造REGISTER7.用户重选发起注册(步骤1-3)注:本次注册包含鉴权信息（RES,IK,CK），见抓包分析的第三阶段。
[电信IMS项目]IMS基本信令流程
![[电信IMS项目]IMS基本信令流程](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/e2073d30ee06eff9aef807cd.webp)
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注销例子 － S-CSCF 进行网络注销
发起原因
S-CSCF需要下电或者升级 用户未付费
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知识回顾
IMS网络中有哪些网元对IMS用户进行注册的？
Service Profile 闭锁设臵 注册设臵 漫游设臵 。。。 iFC1 iFC2 iFC3 iFC n
该用户向哪个（些）AS注册
该用户做主叫时触发哪个（些）AS
该用户做被叫时触发哪个（些）AS
注册的基本概念－隐式注册、第三方注册
隐式注册（IRS－Implicit Registration Set）
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注册过程中各网元功能
注册过程中各主要网元的功能见下表
网元 PCSCF 功能
－》检查IMPI、IMPU和归属域
－》根据归属域查询DNS获取ICSCF的地址并转发促使注册请求 －》查询HSS进行SCSCF的选择并指定SCSCF －》向SCSCF转发注册请求 －》从HSS下载鉴权数据，对终端进行鉴权 －》鉴权成功后从HSS下载用户的业务签约数据（Service Profile） －》根据iFC进行第三方鉴权 －》与ICSCF(下发SCSCF列表与每个SCSCF所支持的性能)交互 确定SCSCF －》下发鉴权数据和用户业务签约数据，记录用户注册状态
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注册流程相关概念－业务签约
volte呼叫信令流程
一、终端开机的IMS注册过程：用户开机以后，首先完成附着过程，附着完成以后，发起IMS注册过程。
在IMS注册流程中，先建立QCI=5的SIP信令承载。
然后进行SIP的注册过程，当完成注册过程以后，就可以进行VoLTE呼叫了。
SIP信令的注册过程如下图所示。
二、VoL TE呼叫VoL TE的信令呼叫流程：三、Volte呼叫volte的AMR-WB 12.65K的确定AMR-WB采样频率为16kHz，AMR的采用频率为8kHZ。
AMR-WB总共支持8种模式，其中模式2代表AMR-WB 12.65kbps，模式8代表AMR-WB 23.85kbps。
在上图中就是mode-set=2，表示AMR-WB只适应12.65kbps编码方式。
VOLTE呼叫过程中，I NVITE消息中携带的媒体类型和编码格式：主被叫协商以后，在UPDATE消息中确定的媒体类型和编码格式：AMR-WB采样频率为16kHz，AMR的采用频率为8kHZ。
AMR-WB总共支持8种模式，其中模式2代表AMR-WB 12.65kbps，模式8代表AMR-WB 23.85kbps。
在上图中就是mode-set=2，表示AMR-WB只适应12.65kbps编码方式。
建立语音业务承载QCI=1，打开ROHCTTI-Bundling关闭关闭SPS功能，通过查看qci=1语音承载RRCConnectionReconfiguration消息，没有sps 相关ie。
四、Volte呼叫vollte的AMR-WB 23.85k的确定：1：Invite消息中的AMR-23.85k的编码方法：2：update 消息中协商以后的媒体类型和编码方式。
下图中：媒体类型为AMR-WB，采样频率为16k，单通道。
采用的模式为AMR-WB的mode 8。
mode8对应的编码速率为23.85kbps。
五、VoL TE呼叫2G上图是VoLTE呼叫2G信令流程。
流程和VoLTE呼叫VoLTE是相同的。
IMS基本信令流程
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内容介绍
1. IMS注册及相关流程 2. IMS会话及相关流程
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第三方注册 (Third-Party Resgister)
如果用户已签约IMS业务，则用户成功注册后，S-CSCF要检查所下载 的初始过滤准则iFC，并触发去为用户服务的AS的路由，通知AS用户
已经注册并且可到达。
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鉴权相应第三方注册page21diameter消息消息全称说明uaruserauthorizationrequest用户鉴权请求uaauserauthorizationanswer用户鉴权响应marmultimediaauthenticationrequest多媒体鉴权请求maamultimediaauthenticationanswer多媒体鉴权响应sarserverassignmentrequest服务器分配请求saaserverassignmentanswer服务器分配响应page22注册过程中各网元功能功能pcscf检查impiimpu和归属域根据归属域查询dns获取icscf的地址并转发促使注册请求icscf查询hss进行scscf的选择并指定scscf向scscf转发注册请求scscf从hss下载鉴权数据对终端进行鉴权鉴权成功后从hss下载用户的业务签约数据serviceprofile根据ifc进行第三方鉴权hss与icscf下发scscf列表与每个scscf所支持的性能交互确定scscf下发鉴权数据和用户业务签约数据记录用户注册状态page23注册过程中各网元保存的信息注册前注册中注册后终端impiimpu域名pcscf名或地址鉴权密码impiimpu域名pcscf名或地址鉴权密码impiimpu域名pcscf名或地址鉴权密码pcscfdns地址icscf地址ueip地址impiimpuscscf地址ueip地impiimpuicscfhss地址scscf地址临时无信息保存scscfhss地址hss地址userprofilepcscf地址pcscfnetworkidueip地址impiimpuhss地址userprofilepcscf地址pcscfnetworkidueip地址impiimpuhss用户serviceprofilepcscfnetworkidscscfip地址page24注销流程注册定时器超时前hss发起的imssip用户注销注册定时器超时前as发起的imssip用户注销注册定时器超时scscf发起的注销page25注销例子用户主动注销page26注销例子scscf进行网络注销用户未付费发起原因page27知识回顾ims用户注册时分了多少个步骤
IMS注册呼叫信令流程详解
l Max-Forwards：消息的剩余跳数 如 Max-Forwards：70
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IMS注册呼叫信令流程详解
SIP消息中的头域
l Call-ID：标识一个对话，一个对话包括对话的建立、修改结束。 如:Call-Id: apb03sdfksjgs94r5，注意区分大小写。
l CSeq：用于对话内事务的排序，相同事务的CSeq相同，如会话的建立过程中， 主叫方发送INVITE请求的事务与PRACK请求的事务的CSeq不相同。 如：Cseq: 1 INVITE
IMS注册呼叫信令流程详解
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目录
•1 •IMS中相关协议简介 •1 •SIP相关协议 •2 •SIP协议消息格式 •3 •SIP消息主要头域
IMS注册呼叫信令流程详解
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。 请求消息和响应消
IMS注册呼叫信令流程 详解
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2020/11/2
IMS注册呼叫信令流程详解
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•1 •IMS中相关协议简介 •2 •IMS注册及相关流程 •3 •IMS会话及相关流程
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IMS注册呼叫信令流程详解
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•1 •IMS中相关协议简介 •1 •SIP相关协议 •2 •SIP协议消息格式 •3 •SIP消息主要头域
IMS注册呼叫信令流程详解
理解Route和Record-Route消息头（会话流程）
IMS注册呼叫信令流程详解
IMS注册呼叫信令流程详解
1.IMS注册过程：
-移动设备启动时，会向IMS注册服务发送注册请求。
该请求包含设备的标识信息和网络接入类型等。
-IMS注册服务收到注册请求后，会验证设备的合法性，并且分配一个唯一的标识号码给该设备。
-设备收到来自IMS注册服务的确认消息后，将得到的标识号码保存为设备的IMS私有标识。
2.呼叫设置过程：
-主叫设备向IMS呼叫服务发送呼叫请求。
该请求包含被叫设备的标识号码和呼叫类型等。
-IMS呼叫服务根据被叫设备的标识号码找到对应的位置信息，并将呼叫请求发送给被叫设备。
-被叫设备收到呼叫请求后，可以选择接受或拒绝该呼叫请求。
如果接受请求，被叫设备会回复一个确认消息给IMS呼叫服务。
-IMS呼叫服务收到被叫设备的确认消息后，会将呼叫的相关信息传递给主叫设备，并向主叫设备发送呼叫确认消息。
3.呼叫释放过程：
-当呼叫结束时，主叫设备会向IMS呼叫服务发送呼叫释放请求。
-IMS呼叫服务收到释放请求后，会向被叫设备发送释放消息。
-被叫设备收到释放消息后，向IMS呼叫服务发送释放确认消息。
-IMS呼叫服务收到释放确认消息后，将呼叫释放的相关信息传递给
主叫设备，并向主叫设备发送释放确认消息。
总结起来，IMS注册呼叫信令流程包括注册过程、呼叫设置过程和呼
叫释放过程。
通过这些过程，移动设备可以在IMS网络上实现多媒体通信，包括语音、视频、短信和数据传输等。
这些信令过程保证了设备之间的顺
畅通信，使人们能够享受高质量的多媒体通信服务。
IMS注册及业务基本流程
I-CSCF(Interrogating CSCF)：类似IMS的关口 节点，提供本域用户服务节点分配、路由查询以 及IMS域间拓朴隐藏功能；
GGSN
ARM
承载控制层
ARM
承载核心网
SGSN 2G/3G RAN
SIP SIP
MGCP/H.248
SG iMG
TMG
PSTN/PLMN
IAD AG
IAD Internet / VoIP
Байду номын сангаас
SIP Terminals
xDSL/LAN 接入
SIP/H.323 Terminals
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IMS逻辑架构
✓ 负责与IMS SIP终端之间可选的SIP消息压缩/解压缩，提高无线接入空口带 宽的利用率；
✓ 在会话建立过程中解析用户面SDP信息，通过Diameter与QoS策略执行实 体PDF的交互，将QoS承载需求（带宽，时延/抖动级别等）知会PDF，再 由PDF通过COPS将QoS策略决定最终下发到IP接入汇聚层设备或边缘路 由器进行策略执行，最终为IMS业务所使用的本地接入网IP QoS资源提供 认证授权功能，实现IMS业务的端到端QoS服务保障；在会话释放时通知 PDF在IP承载控制层释放相应资源占用信息；
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IMS的网络分层结构
应用层
SCP Gaming Meeting
第三方应用
呼叫信令流程
3、终端开机的IMS注册过程
用户开机以后，首先完成EPC附着过程，建立QCI=9默认承载，附着完成以后，发起IMS注册过程和鉴权。
在IMS注册流程中，先建立QCI=5的SIP信令承载。
然后进行SIP的注册过程，当完成注册过程以后，就可以进行VoLTE呼叫了。
SIP信令的注册过程如下图所示。
SIP注册过程：
4、VoLTE呼叫VoLTE的信令呼叫流程
对关键流程的解释如下表所示：
RRC Connection Request 连接请求
RRC Connection Success 连接成功
RRC Connection Reestablishment Request RRC连接重建请求
RRC Connection Reestablishment Failure RRC连接重建失败RRC Connection Reconfiguration Complete RRC连接重配置完成 RRC Connection Reestablishment Success RRC连接重建成功
7、Volte语音呼叫2G
上图是VoLTE呼叫2G信令流程。
流程和VoLTE呼叫VoLTE是相同的。
区别是如果VoLTE 使用AMR-WB语音，在协商之后，会变为AMR12.2。
下图中，主要使用AMR-WB语音，被叫为GSM语音是的语音编码协商结果。
语音采用采样频率为8k的AMR语音，mode-set=7，表示使用AMR 12.2 kbit/s (GSM-EFR)。
INVITE消息中，VoLTE终端支持的语音编码方案：
协商后的语音编码方案：
8、Volte视频呼叫2G 流程如下所示：。
IMS注册呼叫信令流程详解
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。
SIP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，如UPDATA，INFO，SUBSCRIBER，NOTIFY， MESSAGE，PRACK，REFER。
• (3)183(根据最顶端Via头找到Ｐ, 将 • Record-Route消息头中带回)
• (５)PRACK(将Record-Route消息头 颠倒
• 顺序，变换成Route消息头，后续 请求
• 路由根据一系列的Route消息头路 由)
• （6）PRACK
SIP消息中的头域
Service-Route:由S-CSCF设置，在REGISTER请求的200（OK）响应中将S-CSCF 的IP地址通过该消息头返回给P-CSCF，在后续的会话过程中， P-CSCF通过该 消息头找到S-CSCF。 如：Service-Route:<sip:SCSCF1.home.fr>;lr
会话描述协议SDP（Session Description Protocol）协议为应用层的控制 协议,用于SIP会话建立过程中的媒体协商过程。
RTP/RTCP：都为应用层的承载面协议，SIP会话建立后，RTP协议保证媒体 流的实时传输。RTCP协议对实时传输的媒体流进行监控。
目录
IMS注册呼叫信令流程详解汇总
3xx
4xx 5xx 6xx
重定向响应
客户端出错 服务器端出错 全局错误
指引呼叫者重新定向另外一个地址
表示请求消息中包含语法错误或者SIP服务器不能完成对 该请求消息的处理 表示服务器故障不能完成对消息的处理 表示请求不能在任何SIP服务器上实现
To：指定请求的接收者或用户需要注册的地址，TAG标签用来区分不同被叫建 立的会话。 如 To:<sip:tobias@home1.fr >;tag=acgt
Max-Forwards：消息的剩余跳数 如 Max-Forwards：70
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SIP请求中的首行
请求中的首行格式包括方法、请求的URI、协议版本。 例如： INVITE sip:bob.smith@ SIP/2.0 REGISTER sip:home1.fr SIP/2.0
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，与SDP、RTP/RTCP、RTSP、DNS等协议配合， 共同完成IMS中的会话建立及媒体协商。
会话描述协议SDP（Session Description Protocol）协议为应用层的控制 协议,用于SIP会话建立过程中的媒体协商过程。 RTP/RTCP：都为应用层的承载面协议，SIP会话建立后，RTP协议保证媒体 流的实时传输。RTCP协议对实时传输的媒体流进行监控。