VoIP通话之SIP协议

一、前言

作为一名VoIP产品职业开发者，SIP可以说是我工作中接触最多的一种协议，是时候好好总结一下了。

二、概要

SIP(Session Initiation Protocol)属于应用层的控制协议,主要用于在一个或多个参与者之间创建,修改和中止会话，与SDP、 RTP/RTCP等协议配合，共同完成IMS中的会话建立及媒体协商。

SIP 的一个重要特点是它不定义要建立的会话的类型，而只定义应该如何管理会话。有了这种灵活性，也就意味着SIP可以用于众多应用和服务中，包括交互式游戏、音乐和视频点播以及语音、视频和 Web 会议。

SIP协议使用客户端/服务器架构，和HTTP协议有很多类似的地方，消息分两种：请求和响应。逻辑实体包括：

1、用户代理（UA）

User Agent Client(UAC)：用户代理客户端是创建新请求，然后使用客户端事务状态机发送请求的逻辑实体。
User Agent Server(UAS)：用户代理服务器是一个逻辑实体，它产生SIP请求的响应。响应接收、拒绝和重定向请求。

2、网络服务器

注册服务器：接受UA的注册请求
代理服务器：为UA转发请求或响应
重定向服务器：接受SIP请求消息，进行地址映射，将映射后的地址返回给UA
定位服务器：为重定向服务器或代理服务器提供被叫用户的可能位置信息

三、请求消息

常用的请求消息有：

REGISTER：注册请求，上报用户信息，完成号码绑定。
INVITE：主叫用户发起会话请求，邀请其他用户加入一个会话
ACK：对请求消息的响应消息进行确认
BYE：终止一个已经建立的会话
CANCEL：取消尚未建立的会话请求，一般是针对INVITE
OPTIONS：用于查询服务器的相关信息和功能
REFER：用于会议和呼叫转移
MESSAGE：用来发送即时消息，一般用于扩展私有功能
INFO：用于会话中信令消息的通讯，一般用来发送DTMF信号

四、响应消息

常见的响应消息有：

1xx：临时响应 –表示已经接收到请求消息，正在对其进行处理
2xx：成功 –表示请求已经被成功接受、处理
3xx：重定向 --表示需要采取进一步动作，以完成该请求
4xx：客户端错误 –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。
5xx：服务器端错误 --表示SIP服务器故障不能完成对正确消息的处理
6xx：全局错误 --表示请求不能在任何SIP服务器上实现

举例说明：

100试呼叫（Trying）
180振铃（Ringing）
181呼叫正在前转（Call is Being Forwarded）
200成功响应（OK）
302临时迁移（Moved Temporarily）
400错误请求（Bad Request）
401未授权（Unauthorized）
403禁止（Forbidden）
404用户不存在（Not Found）
408请求超时（Request Timeout）
480暂时无人接听（Temporarily Unavailable）
486线路忙（Busy Here）
504服务器超时（Server Time-out）
600全忙（Busy Everywhere）

五、注册过程

六、通话过程

七、VoIP系统搭建

1、服务器

常见的开源SIP服务器有：Asterisk、FreeSWITCH、Yate、Opensip等，

如果想要搭建Asterisk可以参考我这篇文章：VoIP服务器Asterisk安装及部署。

2、客户端

SIP客户端推荐Linphone，Android、IOS、Mac、Windows全平台支持，虽然界面做的丑了些，但是功能很全。

谷歌应用商店里还有一款APP，这里大力推荐一下：Calls，设计精致且功能强大。

八、wireshark分析

开发流媒体协议，wireshark是不可或缺的神器，使用wireshark分析网络抓包可以让我们更清晰的了解sip协议。

在过滤规则中加入sip，然后点击菜单中的通话 > VoIP通话 > 流序列，即可清楚的看到sip通话整个流程信令的传输。