　　雖然馬上年底了，很多事情需要重新梳理，但是我們的學(xué)習(xí)腳步不能停止。關(guān)于SIP協(xié)議與應(yīng)用場(chǎng)景的技術(shù)分享筆記一直在進(jìn)行中，很多讀者也和筆者打聽最近的編寫情況。本來，筆者希望完成了一個(gè)相對(duì)完整的章節(jié)再來發(fā)布，但是，一些比較新的技術(shù)新人希望盡快了解這些學(xué)習(xí)資源，另外，筆者也考慮微信文章的篇幅問題，不能支持非常長(zhǎng)的篇幅。所以，今天我們開始逐步發(fā)布這些文檔。

　　這里，讀者要注意，卷1完全是rfc3261的中文翻譯，如果讀者有其他的版本或者更好的學(xué)習(xí)資源也可以參考其他的資源學(xué)習(xí)，筆者正在翻譯的版本可能結(jié)合一些應(yīng)用場(chǎng)景和拓?fù)鋱D，方便讀者更好地了解SIP協(xié)議，所以和rfc3261 官方文檔的格式可能完全不一致，微信格式可能會(huì)造成一些閱讀問題，筆者會(huì)在最終以PDF或者word的格式發(fā)布RFC3261 中文版本，希望讀者耐心等待。

　　筆者僅發(fā)布一些最新的rfc3261的前面的章節(jié)，可能不完整，也可能和其他作者的比不是太正確，大家取長(zhǎng)補(bǔ)短，也基本不妨礙對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的進(jìn)一步了解。另外，rfc3261本身和其他技術(shù)協(xié)議一樣，完全是非常枯燥的閱讀體驗(yàn)，沒有心靈雞湯或者其他勵(lì)志的內(nèi)容匿名煽情，如果讀者想完整閱讀理解了這些協(xié)議的規(guī)范，多多少少需要一點(diǎn)耐心，還要耐得住寂寞。如果讀者已經(jīng)有了一些經(jīng)驗(yàn)的話，結(jié)合協(xié)議本身再次閱讀，會(huì)有一種對(duì)SIP技術(shù)的重新認(rèn)識(shí)，使得自己的技術(shù)得以大幅提升。無奈，如果你的才華支撐不了你的夢(mèng)想，只能死磕。所以，還是一步步了解這些枯燥的技術(shù)概念才能逐漸掌握現(xiàn)在的SIP軟交換。

　　以下是RFC3261的部分中文學(xué)習(xí)筆記。格式和排版可能不太好看，在最終的PDF版本中會(huì)糾正。希望諒解！

　　1、背景介紹

　　很多基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用軟件都要求可以實(shí)現(xiàn)會(huì)話創(chuàng)建和管理，這里的會(huì)話可以看著是關(guān)聯(lián)多個(gè)參與方交換數(shù)據(jù)的方式。實(shí)際部署這些應(yīng)用軟件是非常復(fù)雜的過程：用戶可能在幾個(gè)終端之間移動(dòng)切換，用戶也可能使用多個(gè)名字，用戶也可能使用不同的媒體，有時(shí)還同時(shí)使用不同的媒體介質(zhì)。目前，有很多不同的協(xié)議被準(zhǔn)許在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，這些協(xié)議來傳輸各種形式的實(shí)時(shí)媒體會(huì)話數(shù)據(jù)，例如語音視頻，文本信息。 Session Initiation Protocol （SIP）支持以上所說的這些功能描述和相關(guān)的協(xié)議，它可以支持開啟網(wǎng)絡(luò)的終端（called user agents）來發(fā)現(xiàn)其他的終端，準(zhǔn)許其他終端的某些會(huì)話屬性，終端之間可以共享這些會(huì)話屬性。

　　為了查詢到期望的會(huì)話參與對(duì)象，和其他的功能，SIP支持了網(wǎng)絡(luò)主機(jī)設(shè)施設(shè)備創(chuàng)建（稱為代理服務(wù)器），用戶代理可以對(duì)會(huì)話發(fā)送注冊(cè)，邀請(qǐng)和其他的請(qǐng)求。SIP是一個(gè)敏捷，通用的工具，它用來創(chuàng)建，修改和結(jié)束會(huì)話，它可以不依賴于正在工作的傳輸協(xié)議，并且無需依賴于各種已建立的會(huì)話類型。

　　2、SIP功能概述

　　SIP 一種應(yīng)用層的控制協(xié)議，它可以創(chuàng)建，修改和結(jié)束多媒體會(huì)話（會(huì)議），例如網(wǎng)絡(luò)電話呼叫。SIP也可以邀請(qǐng)參與對(duì)象加入到已存在的會(huì)話，例如多方廣播會(huì)議。它可以從當(dāng)前存在的會(huì)話中再加入媒體也可以移除媒體。SIP可以透明支持名稱映射，服務(wù)重新轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，這些服務(wù)功能支持個(gè)人移動(dòng)能力-無論網(wǎng)絡(luò)位置如何，用戶可以在網(wǎng)絡(luò)中保持一個(gè)對(duì)外單點(diǎn)可視的身份。

　　SIP支持創(chuàng)建和結(jié)束媒體通信的五個(gè)方面的功能：

用戶定位：端系統(tǒng)的決定來支持通信；
用戶有效性：決定被呼叫方是否有意愿決定加入通信；
用戶能力：決定用戶可使用的媒體和其媒體參數(shù)；
會(huì)話創(chuàng)建： "ringing"，在呼叫方和被呼叫方之間創(chuàng)建會(huì)話參數(shù)；
會(huì)話管理：包括轉(zhuǎn)發(fā)，結(jié)束會(huì)話，修改會(huì)話參數(shù)和調(diào)用服務(wù)。

　　SIP 不是一個(gè)單一，垂直集成度通信系統(tǒng)。SIP而是一個(gè)模塊，它可以用來和其他的IETF協(xié)議集成來構(gòu)建一個(gè)完整的媒體架構(gòu)。典型的架構(gòu)如，和實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議（RTP）配合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，提供QoS反饋，使用實(shí)時(shí)媒體協(xié)議（RTSP）來控制媒體流和媒體的發(fā)送控制，媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議

　�。∕EGACO）（RFC 3015[30]）來控制網(wǎng)關(guān)對(duì)PSTN網(wǎng)絡(luò)的支持，和會(huì)話描述協(xié)議（SDP）（RFC 2327[1]）來描述媒體會(huì)話。因此，SIP應(yīng)該結(jié)合其他的協(xié)議一起使用對(duì)用戶提供完整的服務(wù)。但是，基本的SIP功能和操作不會(huì)依賴于其他任何協(xié)議。

　　SIP 本身不提供服務(wù)。但是，SIP提供基本的操作，這些操作可以支持部署不同的服務(wù)。例如，SIP可以定位一個(gè)用戶，并且對(duì)當(dāng)前定位發(fā)送一個(gè)不透明的對(duì)象。如果此基本操作用來支持發(fā)送一個(gè)寫入SDP的會(huì)話描述，終端可以同意會(huì)話中的參數(shù)。如果同樣的操作用來傳遞一張呼叫方的圖片和此會(huì)話描述，那么就可以在早期部署一個(gè)“caller ID”服務(wù)。就像這個(gè)例子所展示的，一個(gè)單個(gè)基本操作往往被用來提供不同的服務(wù)。

　　SIP 不提供會(huì)議控制服務(wù)例如發(fā)言權(quán)控制和發(fā)言，它不能對(duì)會(huì)議發(fā)出命令控制如何管理會(huì)議。SIP可以用來發(fā)起一個(gè)會(huì)話，這個(gè)會(huì)話可以用來支持一些會(huì)議控制協(xié)議。因?yàn)�，SIP創(chuàng)建的消息和會(huì)話可以傳遞到完全不同的網(wǎng)絡(luò)中，SIP不能也不會(huì)提供任何網(wǎng)絡(luò)資源預(yù)設(shè)的支持能力。

　　SIP所提供的服務(wù)的本質(zhì)使得安全性特別重要。對(duì)于對(duì)端來說，SIP提供了一個(gè)安全服務(wù)單元，這些服務(wù)單元包括拒絕攻擊防止服務(wù)，認(rèn)證（包括用戶對(duì)用戶，代理對(duì)用戶），集成保護(hù)，加密和私有服務(wù)。

　　SIP 可以支持IPv4和IPv6兩種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

　　3、術(shù)語

　　在本文檔中，關(guān)鍵詞 "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT", "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "NOT RECOMMENDED", "MAY", 和 "OPTIONAL" 通過BCP 14, RFC 2119[2] 加以解釋，并且說明了遵從SIP部署要求級(jí)別和嚴(yán)格程度。讀者需要根據(jù)關(guān)鍵詞的字面意思來區(qū)分這些規(guī)則的基本和寬泛程度，盡可能最大程度對(duì)應(yīng)SIP協(xié)議的要求。很多時(shí)候，由于開發(fā)人員，特別是對(duì)英文協(xié)議了解不夠，或者對(duì)協(xié)議的理解不同，所以導(dǎo)致一些兼容性問題或者功能不一致等問題。

　　4、操作概述

　　此部分使用一個(gè)簡(jiǎn)單示例介紹了SIP的基本操作。它實(shí)際上是一個(gè)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)，沒有包含任何正式的說明。

　　第一個(gè)示例顯示了SIP的基本功能：終端定位，希望通信的意愿，創(chuàng)建會(huì)話參數(shù)的協(xié)商和創(chuàng)建會(huì)話后會(huì)話拆線。

　　圖表1 顯示了一個(gè)典型的介于兩個(gè)用戶之間的SIP消息交互，兩個(gè)用戶分別是Alice和 Bob。（每個(gè)消息都通過一個(gè)帶字母F的標(biāo)簽來標(biāo)注，文本號(hào)碼說明一個(gè)標(biāo)注號(hào)碼）。在這個(gè)例子中，Alice使用了一個(gè)在PC上運(yùn)行的SIP應(yīng)用程序（作為一個(gè)軟電話）來呼叫Bob，Bob的電話是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的SIP電話。這個(gè)圖例也同時(shí)顯示了，這里有兩個(gè)SIP 代理服務(wù)器介于Alice和BoB之間來支持會(huì)話管理工作。在圖例1中，這種典型的設(shè)置方式我們通常稱之為“SIP 拓?fù)鋱D” "SIP 框架" 。

　　Alice使用自己的SIP身份 “呼叫”Bob，這種SIP身份是一種URL類型，我們這里稱之為SIP URL。SIP URLs在Section 19.1中做了定義。它的格式和郵件的格式非常相似，一般都包括一個(gè)用戶名稱和主機(jī)名稱。在這個(gè)例子中，它就是 sip:bob@biloxi.com, 這里biloxi.com是一個(gè)Bob的SIP服務(wù)提供商。Alice可能也具有和Bob的URL同樣的類型，或點(diǎn)擊一個(gè)超鏈接后進(jìn)入一個(gè)地址薄。SIP同樣也提供一個(gè)安全的URL，被稱之為SIPS URL。安全URL的示例為sips:bob@biloxi.com。通過SIPS URL發(fā)起的呼叫可以保證安全，加密的傳輸，它用來傳輸所有從呼叫方到被呼叫方域的所有SIP消息。從這里，開始，SIP的請(qǐng)求消息安全地發(fā)送到被呼叫方，但是安全機(jī)制依賴于被呼叫方域的安全策略設(shè)置。

　　SIP 是基于一種類似于HTTP形式的請(qǐng)求/響應(yīng)事務(wù)處理模式。每個(gè)事務(wù)處理包括一個(gè)啟動(dòng)了特別method方法的請(qǐng)求，或者一個(gè)功能，和至少一個(gè)來自于服務(wù)器端的響應(yīng)構(gòu)成。在這個(gè)例子中，事務(wù)處理是以Alice的軟電話開始，軟電話發(fā)送一個(gè)INVITE請(qǐng)求，攜帶了Bob SIP URL地址。這里，INVITE就是一個(gè)SIP method方法，它指定了一個(gè)執(zhí)行命令，請(qǐng)求方（Alice）想讓服務(wù)器方（Bob）接收這個(gè)請(qǐng)求。這個(gè)INVITE請(qǐng)求中包含了幾個(gè)頭域header fields。Header fields 被命名為屬性值，這些屬性值提供了關(guān)于消息的其他額外信息。在INVITE中的某些屬性表示了呼叫的唯一身份，目的地地址，Alice的地址，和Alice和Bob之間創(chuàng)建會(huì)話所期望的會(huì)話類型的信息。INVITE （F1消息中）可能類似于這樣的流程：

　　Figure 1: SIP session setup example with SIP trapezoid

　　INVITE sip:bob@biloxi.com SIP/2.0

　　Via: SIP/2.0/UDP pc33.atlanta.com;branch=z9hG4bK776asdhds

　　Max-Forwards: 70

　　To: Bob

　　From: Alice ;tag=1928301774

　　Call-ID: a84b4c76e66710@pc33.atlanta.com

　　CSeq: 314159 INVITE

　　Contact:

　　Content-Type: application/sdp

　　Content-Length: 142

　　（Alice的SDP 消息不顯示）

　　文本消息的第一行包含了一個(gè)方法名稱method（INVITE）。緊接著的是幾行包含一個(gè)header 值域的列表。在這個(gè)示例中，它們包含了最少的要求設(shè)置。這些頭header簡(jiǎn)單描述如下：

　　Via 包含了一個(gè)地址（pc33.atlanta.com），Alice希望對(duì)這個(gè)請(qǐng)求獲得響應(yīng)的地址。它也包含了一個(gè)branch參數(shù)來確認(rèn)這個(gè)事務(wù)處理。

　　To 包含了一個(gè)顯示名稱（Bob）和一個(gè)SIP或者SIPS URL（sip:bob@biloxi.com）。Display names在RFC 2822[3]有介紹。

　　From 也包含一個(gè)顯示名稱（Alice）和一個(gè)SIP或SIPS URI （sip:alice@atlanta.com），它表示這個(gè)請(qǐng)求的發(fā)起方。這個(gè)header同時(shí)還有一個(gè)一個(gè)標(biāo)簽tag參數(shù)，此標(biāo)簽包含了一個(gè)任意字符串（1928301774），這個(gè)字符串被添加到了軟電話的URL。此標(biāo)簽也是為了確認(rèn)身份的目的。

　　Call-ID 包含一個(gè)對(duì)這個(gè)呼叫的全局唯一確認(rèn)信息，它是由一個(gè)任意字符串和軟電話主機(jī)名稱或IP地址組合而成。To tag的組合，F(xiàn)rom tag的組合，和Call-ID完整定義了一個(gè)Alice和BoB兩者之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的SIP關(guān)系，這種關(guān)系可以看作一個(gè)dialog對(duì)話。

　　CSeq 或Command Sequence包含一個(gè)整數(shù)和一個(gè)method名稱。這個(gè)CSeq是一個(gè)增長(zhǎng)的數(shù)值，它是支持每一個(gè)在dialog里新的請(qǐng)求，并且是一個(gè)普通的序列號(hào)碼。

　　Contact 包含一個(gè)SIP或者SIPS URI，它用來表示一個(gè)直接的路由去聯(lián)系A(chǔ)lice，通常情況下，它由一個(gè)用戶名稱以及它所在的全限定域名構(gòu)成（FQDN）。如果使用了全限定域名（FQDN）的話，許多終端系統(tǒng)沒有已注冊(cè)的域名，因此，這里IP地址是允許的。Via頭告訴其他參數(shù)往哪里發(fā)送響應(yīng)消息，Contact告訴其他參數(shù)往哪里發(fā)送將來的請(qǐng)求消息。

　　Max-Forwards 最大前轉(zhuǎn)來限定一個(gè)請(qǐng)求到達(dá)目的地的最大跳躍（hop）數(shù)量。它是由一個(gè)整數(shù)數(shù)值構(gòu)成，在經(jīng)過一個(gè)跳轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)降低一個(gè)數(shù)值。

　　Content-Type 包含一個(gè)信息體的描述，這里忽略。

　　Content-Length contains an octet （byte） count of the message body.

　　完整的SIP頭域集合在Section 20 中有詳細(xì)的定義。

　　會(huì)話的細(xì)節(jié)，例如媒體類型，編碼，采樣率等沒有在SIP中進(jìn)行描述。這些細(xì)節(jié)而是包含在了SIP消息體中，它們通過編碼以后以各種協(xié)議的格式出現(xiàn)。其中一種協(xié)議格式就是會(huì)話描述協(xié)議-Session Description Protocol （SDP）（RFC 2327[1]）。這個(gè)SDP消息（沒有在這里顯示）示例是通過SIP消息來傳輸，傳輸?shù)姆绞筋愃朴陔娮余]件中的附件方式來傳輸，或類似于通過HTTP消息傳輸網(wǎng)頁(yè)頁(yè)面內(nèi)容的方式。

　　因?yàn)檐涬娫挷恢繠ob的地址或biloxi.com域名中的SIP服務(wù)器地址，軟電話發(fā)送一個(gè)INVITE 到SIP 服務(wù)器端，這個(gè)SIP服務(wù)器支持Alice的域，atlanta.com。 atlanta.com SIP 服務(wù)器已經(jīng)配置了Alice的軟電話，或者通過DHCP發(fā)現(xiàn)了軟電話地址信息。

　　這個(gè)atlanta.com SIP 服務(wù)器是一個(gè)代理服務(wù)器。代理服務(wù)器接收請(qǐng)求，然后作為一個(gè)請(qǐng)求者轉(zhuǎn)發(fā)這些請(qǐng)求。在這個(gè)實(shí)例中，代理服務(wù)器接收到了INVITE請(qǐng)求，然后發(fā)送了一個(gè)100 （Trying）響應(yīng)給Alice的軟電話。這個(gè)100 （Trying）響應(yīng)表示這個(gè)INVITE已經(jīng)被收到，代理正在通過路由設(shè)置路由這個(gè)INVITE到其目的地。

　　在SIP中，響應(yīng)消息使用一個(gè)三位數(shù)的碼和描述短語作為回復(fù)消息。這個(gè)響應(yīng)消息在Via中包括同樣的To， From， Call-ID， CSeq 和 branch參數(shù) parameter，這些參數(shù)和INVITE中的一樣，這些參數(shù)允許Alice的軟電話關(guān)聯(lián)響應(yīng)消息來發(fā)送INVITE消息。這個(gè)atlanta.com代理服務(wù)器定位到這個(gè)代理服務(wù)器在biloxi.com，它可能執(zhí)行一個(gè)特別的DNS查詢來找到服務(wù)biloxi.com 域的SIP 服務(wù)器。這個(gè)部分的描述在[4]中。因此，它獲得biloxi.com 代理服務(wù)器的IP地址，然后轉(zhuǎn)發(fā)或者在這里代理其INVITE請(qǐng)求。在轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)請(qǐng)求之前，這個(gè) atlanta.com 代理服務(wù)器添加另外一個(gè)Via頭域，這個(gè)頭域包含自己的地址（這個(gè)INVITE已經(jīng)在第一個(gè)Via包含了Alice的地址）。biloxi.com 代理服務(wù)器收到這個(gè) INVITE消息后，然后回復(fù)一個(gè)帶100 （Trying）響應(yīng)消息到atlanta.com 代理服務(wù)器，表示它已經(jīng)收到了這個(gè)INVITE消息，正在處理這個(gè)請(qǐng)求。代理服務(wù)器會(huì)查詢一個(gè)定位服務(wù)器，我們稱之為定位服務(wù)，定位服務(wù)包含當(dāng)前Bob的IP地址。（我們將會(huì)在下一個(gè)部分看到如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢。）biloxi.com 代理服務(wù)器會(huì)添加另外一個(gè)Via header ，并且攜帶自己的IP地址，這個(gè)地址是對(duì)這個(gè)INVITE請(qǐng)求的，代理轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)請(qǐng)求到Bob的SIP軟電話。

　　Bob的軟電話收到這個(gè)INVITE 消息后，對(duì) Bob 發(fā)出提示，告訴他有從Alice來的電話呼叫，Bob決定是否應(yīng)答這個(gè)呼叫，這里Bob的軟電話會(huì)產(chǎn)生振鈴提示。Bob的軟電話提示180振鈴，這個(gè)響應(yīng)消息會(huì)路由根據(jù)相反的方向回到兩個(gè)代理服務(wù)器。每個(gè)代理使用Via header 域值來決定發(fā)送響應(yīng)的地址方向，并且從頂部路由記錄中刪除自己的地址。因此，盡管要求DNS和定位服務(wù)查詢路由這個(gè)初始的INVITE請(qǐng)求，180（Ringing）響應(yīng)返回到呼叫方時(shí)可以沒有查詢消息或沒有代理服務(wù)器中所保持的狀態(tài)。

　　這樣也獲得了一個(gè)合理的響應(yīng)屬性，每個(gè)看到INVITE消息的代理服務(wù)器也可以看到所有對(duì)INVITE的響應(yīng)消息。

　　當(dāng)Alice的軟電話收到這個(gè)180 （Ringing）響應(yīng)后，它會(huì)傳遞這個(gè)信息給Alice，傳遞過來的信息方式可以使用一個(gè)回鈴音（ringback tone）或或者在Alice終端屏幕顯示一個(gè)消息。

　　參考資料：

　　https://www.rfc-editor.org/rfc/pdfrfc/rfc3262.txt.pdf