视频通讯使用的SIP协议详解计算机ja [复制链接]

年参与过一个“视频通讯的App”项目，使用Sip协议通信。当时通信协议这块不是自己负责，加上时间紧、任务重等方面的原因，一直未对Sip协议进行过深入的了解。

年春天疫情突发，宅在家里终于有了空余时间。这里来详细了解一下Sip协议。

以下内容大致分为以下几个部分：

协议简介两种Sip会话模式SessionModel与PagerModel；Sip消息体结构Sip消息举例一、Sip协议简介：

SIP（SessionInitiationProtocol，会话初始协议）是由IETF（InternetEngineeringTaskForce，因特网工程任务组）制定的多媒体通信协议。广泛应用于CS（CircuitSwitched，电路交换）、NGN（NextGenerationNetwork，下一代网络）以及IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒体子系统）的网络中，可以支持并应用于语音、视频、数据等多媒体业务，同时也可以应用于Presence（呈现）、InstantMessage（即时消息）等特色业务。可以说，有IP网络的地方就有SIP协议的存在。

SIP是类似于HTTP，SIP可以减少应用特别是高级应用的开发时间。由于基于IP协议的SIP利用了IP网络，固定网运营商也会逐渐认识到SIP技术对于他们的远意义。

二、Sip消息的两种会话模式

在SipIM通信应用过程中，一般存在着两种会话模式：

SessionModelPagerModel2.1、SessionModel

会话中，对于消息体内容大于字节时，一般采用SessionModel。其会话建立过程如下图所示：

主叫方A呼叫被叫方B：

步骤1：主叫方A发送INVITE请求到代理服务器；步骤2：代理服务器发送Trying响应主叫方A；步骤3~6：代理服务器搜索被叫方B的地址，获取地址后转发INVITE请求；步骤7~9：被叫方B生成的振铃响应，返回给主叫方A；步骤10~12：被叫方B生成的OK响应，返回给主叫方A；步骤13~17：主叫方A收到被叫方BOK响应后，向被叫方B发送一个ACK，会话建立；步骤18~20：会话结束后，任何参与者（A或B）都可以发送一个BYE请求来终止会话；步骤21~23：主叫方A发送OK响应来确认BYE，会话终止。注：以上的整个流程称之为一个Dialog

2.2、PagerModel

在Sip消息中，对于消息体不大于字节时，一般采用PagerModel。Sip消息通信中采用MESSAGE方法，MESSAGE方法本身并不建立Dialog，在多数应用中，每条IM消息都是独立的，颇似分页消息。

2.2.1MESSAGE方法的由来

RFC对Sip协议进行了扩展，在Sip协议中增加了MESSAGE请求方法。采用PagerModel进行通信，传递不超过字节的数据。

2.2.2MESSAGE方法消息体

当User1想给User2发送IM消息时，只需构造一个MESSAGE，发出去即可。

对于其消息体body可以是任何MIME格式。但必须支持plain/text格式，可以选择支持message/cpim（见RFC）格式，可能用message/cpim会好一点，因为已有的IM系统标准是message/cpim格式。

2.2.3PagerModel请求流程如下

以User1向User2发送MESSAGE消息为例：

步骤1：User1发送MESSAGE请求到代理服务器；步骤2：代理服务器转发User1的MESSAGE请求给USER2；步骤3：User2收到User1的消息后，回复OK给代理服务器；步骤7~9：代理服务器转发OK回复给User1

三、SIP消息体格式

SIP消息体结构与Http协议结构相似，均由三部分组成：

请求行(request-line)or状态行(status-line)消息头(header)正文(body)3.1、请求行

请求行格式：MethodRequest-URISIP-VersionCRLF

请求行举例：INVITESIP/2.0/r/n

Method以下列出了几种消息Method方法：

Request-URI

指示请求的用户或者服务的地址信息

SIP-Version请求和响应消息都需要包含SIP版本信息

3.2、状态行

状态行格式：

SIP-VersionStatus-CodeReason-PhraseCRLF

状态行举例：

SIP/2.0OK/r/n

Status-Code状态码：状态代码由3位数字组成，表示请求是否被理解或被满足。

状态代码的第一个数字定义了响应的类别，后面两位没有具体的分类。

第一个数字有五种可能的取值：

常用的状态码举例：

3.3、消息头

发送MESSAGE消息给user2

Header字段含义说明：

四、SIP消息举例

这里举两个例子：

MESSAGE消息（PagerMode）REGISTER消息4.1、MESSAGE消息（PagerModel）

以User1发送MESSAGE消息给user2为例：

步骤1：User1发送MESSAGE请求到代理服务器

步骤2：代理服务器转发User1的MESSAGE请求给USER2

代理服务器收到步骤1请求，到数据库中查找User2（注册过程中生成数据库），随后生成步骤2的数据。

步骤3：User2收到User1的消息后，回复OK给代理服务器

直接回应（-OK）没有Body，也不携带Contact头域

步骤4：代理服务器转发OK回复给User1

代理服务器收到回复后，去掉最顶端的Via，转发如下消息给User1

4.2、REGISTER消息

首先举例一个非鉴权注册消息。

4.2.1非鉴权注册消息

..2.机器发送注册消息给..2.89服务器：

当注册成功（回送OK）时，服务器发送的res消息参考如下：

4.2.2鉴权注册消息

当需要鉴权注册时

请求端..2.发送注册消息给..2.89服务器服务器对..2.发送“Unauthorized”信息给请求端，提示请求端需要带上鉴权信息重新注册请求端带上鉴权信息后（带有“Authorization”头字段）重新向服务器注册服务器验证鉴权头的正确性，如果鉴权成功，给请求端发送OK消息。若失败，继续发送消息。请求端..2.发送注册消息给..2.89服务器

服务器对..2.发送Unauthorized信息给请求端，提示请求端需要带上鉴权信息重新注册：

请求端..2.通过Authorization头字段带上鉴权头信息，发送一个新的REGISTER消息：

服务器验证鉴权头的正确性，如果鉴权成功，给请求端发送OK消息。若失败，继续发送消息

五、CPIM消息格式：

Message/CPIM是一个两部分实体，第一部分为消息元数据，第二部分为消息内容。这两部分与包装好的MIME头域相互独立，并且两部分之间用空格行隔开。消息元数据头信息遵循比MIME消息内容的头格式更严格的格式要求。

一个完整的消息格式如下：

m:Content-type:Message/CPIM

s/p>

hmessage-metadata-headers)

s/p>

eencapsulatedMIMEmessage-body)

其中，标签“m：”，“s：”，“h：”，“x：”并不是消息格式的一部分，而是用来区分消息的不同部分。具体含义如下：

m:整个消息的MIME消息头

s:空格分隔行

h:消息头

e:包含消息内容在内的封装好的MIME对象

x:符合MIME安全的若干消息包装

uMessage/CPIM消息的MIME消息头（m：）

消息的MIME消息头表示该消息采用的CPIM格式。具体形式为：

Content-type:Message/CPIM

u消息头（h：）

在传输过程中，消息头的格式、顺序及内容都不能被修改。

具体格式为：Key：Value

对消息头的要求有：

确保一个消息头在同一行；

每行一个消息头；

处理器不能对消息头的长度限制；

消息头的开始和结尾不能出现空格；

必须使用UTF-8字符；

使用CR，LF结束该行；

消息头名称只能包含USASCII码字符；

不能包含任何控制字符；

消息头名称冒号后必须有一个空格；

多行可以使用相同的消息头；

消息头必须配对；

在不能识别消息头的情况下，该消息头将被忽略；

消息头的顺序不能改变；

例如：

TooohBear

From/p>

DateTime:1-02-02T10:48:54-05:00

CPIM定义的消息头有：NS、Require、From、To、cc、DateTime、Sunject。

下面是一个Message/CPIM消息的例子：

m:Content-type:Message/CPIM

s/p>

h:From:MRSANDERS

hoepressedDonkey

hateTime:0-12-13T13:40:00-08:00

h:Subject:theweatherwillbefinetoday

h:Subject:;lang=frbeautempsprevupouraujourdhui

h:NS:MyFeatures

h:Require:MyFeatures.VitalMessageOption

h:MyFeatures.VitalMessageOption:Confirmation-requested

h:MyFeatures.WackyMessageOption:Use-silly-font

s/p>

e:Content-type:text/xml;charset=utf-8

e:Content-ID

e:

e:body

e:Hereisthetextofmymessage.

e:/body

为了确保Message/CPIM的安全性，应用部署可以使用RFC，或其它合适的安全协议（如S/MIME或openPGP）对上述消息加密。

使用S/MIME和pkcs7，上述消息变为：

x:Content-Type:multipart/signed;boundary=next;micalg=sha1;protocol=application/pkcs7-signature

x:

x:--next

m:Content-Type:Message/CPIM

s:

h:From:MRSANDERS

hoopeyDonkey

hateTime

h:Subject:theweatherwillbefinetoday

h:Subject:;lang=frbeautempsprevupouraujourdhui

h:NS:MyFeatures

h:Require:MyFeatures.VitalMessageOption

h:MyFeatures.VitalMessageOption:Confirmation-requested

h:MyFeatures.WackyMessageOption:Use-silly-font

s:

e:Content-type:text/xml;charset=utf-8

e:Content-ID:

e:

e:body

e:Hereisthetextofmymessage.

e:/body

x:--next

x:Content-Type:application/pkcs7-signature

x:

xsignaturestuff)

:

x:--next--