SIP概括
会话初始协议(Session Initiation Protocal, SIP)。SIP是一个应用层的信令控制协议，主要目的是在 IP 网络中建立、修改和释放多媒体会话的应用层协议。其主要的应用包括但不局限于语音、消息、视频、呼叫控制等。会话的参与者可以通过组播（multicast）、网状单播（unicast）或两者的混合体进行通信。
SIP的业务模式是一个点对点协议，其中有两个要素——SIP用户代理（User Agent, UA）和SIP网络服务器。
下图是SIP业务的网络结构和各个参与者的关系。
![SIP [RFC3261]_第1张图片](http://img.e-com-net.com/image/info10/4c5eefc3807c4728b2751f105eb89be2.jpg)
SIP支持建立和终止多媒体通信的五个方面
- 用户位置：确定用于通信的终端系统
- 用户可用性：确定被叫方参与通信的意愿
- 用户能力：确定要使用的媒体和媒体参数
- 会话建立：“振铃”在被叫和主叫方建立会话参数
- 会话管理：包括会话的传输和终止，修改会话参数的调用和服务。
SIP协议主要消息
SIP消息分类
SIP协议是以层协议的形式组成的，就是说它的行为是以一套相对独立的处理阶段来描述的，每个阶段之间的关系不是很密切。SIP协议将Server和User Agent之间的通讯的消息分为两类：请求消息和响应消息
请求常用方法 [请求消息]
SIP请求方法的列表
请求在两个SIP实体之间发起SIP事务，以建立，控制和终止会话。常用的SIP请求消息如下：
- INVITE：用于与用户代理之间的媒体交换建立对话。
- ACK：客户端向服务器端证实它已经收到了对INVITE请求的最终响应。
- PRACK：表示对1xx响应消息的确认请求消息。
- BYE：表示终止一个已经建立的呼叫。
- CANCEL：表示在收到对请求的最终响应之前取消该请求，对于已完成的请求则无影响。
- REGISTER：该方法为用户代理实施位置服务，该位置服务向服务器指示其地址信息。
- OPTIONS：表示查询被叫的相关信息和功能。
- NOTIFY：通知用户有关新事件的通知。
请求常用响应代码 [响应消息]
SIP响应代码列表
SIP消息类型和消息列表
- SIP协议中的响应消息用于对请求消息进行响应，指示呼叫的成功或失败状态。
临时应答(1XX) ：对请求的临时响应表明请求有效且正在处理中。
会话成功(2XX) ：200级响应表明成功完成请求。作为对INVITE的响应，它表示呼叫已建立。
重定向(3XX) ：该组指示完成请求需要重定向。该请求必须在新的目的地完成。
请求失败(4XX) ：请求包含错误的语法或无法在服务器上完成。
服务器失败(5XX) ：服务器无法完成一个明显有效的请求。
全局性错误(6XX) ：这是全球性的故障，因为请求无法在任何服务器上完成。
类型 状态码 状态说明
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）概念
最终响应（Final response）：用于结束 SIP 事务的响应，与临时响应相对。
所有的 2XX，3XX，4XX，5XX 和 6XX 响应都是最终响应。
临时响应（Provisional response）：服务器用来表示工作进展，并不结束 SIP
事务的一种响应。编码为 1XX 的响应是临时响应，其他响应都是最终响应。
SIP消息结构
SIP请求由三部分组成：请求行、请求头和请求体。SIP 是一个基于文本的协议，在这一点上与 HTTP 和 SMTP 相似，这里对比一个简单的SIP请求和HTTP请求：
GET /index.html HTTP/1.1
INVITE sip:[email protected] SIP/2.0
在 HTTP 中， GET 指明一个获取资源（文件）的动作，而 /index.html 则是资源的地址，最后是协议版本号。而在 SIP 中，INVITE 表示发起一次请求，[email protected] 为请求的地址，称为 SIP URI，最后也是版本号。其中，SIP URI很类似一个电子邮件，其格式为“协议:名称@主机”。与 HTTP 和 HTTPS 相对应，有 SIP 和 SIPS，后者是加密的；名称可以是一串数字的电话号码，也可以是字母表示的名称；而主机可以是一个域名，也可以是一个IP地址。
SIP 是一个对等的协议，类似 P2P。不像传统电话那样必须有一个中心的交换机，它可以在不需要服务器的情况下进行通信，只要通信双方都彼此知道对方地址（或者，只有一方知道另一方地 址），在不知道的情况下就需要服务器来中转。
INVITE 示例 ！！！
1、Request-Line：请求行
请求行包括三个部分：方法名、请求URL、协议版本
请求的方法，定义了请求的性质（INVATE、NOTIFY、BYE等），以及一个Request-URI，指出请求应该发送的位置。典型的SIP URI的格式为sip：username @ domainname或sip：username @ hostport。如下图示例：
![SIP [RFC3261]_第2张图片](http://img.e-com-net.com/image/info10/0bfa1d1bbeba48e9b76a082c64a2e955.png)
2、Message Header：请求头
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![SIP [RFC3261]_第3张图片](http://img.e-com-net.com/image/info10/8417b822fde441e682bc8abd4cc35759.jpg)
Message Header.png
via：SIP版本号（2.0）、传输类型（UDP）、呼叫地址 、branch。branch为分支，是一随机码，它被看作传输标识，标志会话事务。
<＝Via字段中地址是消息发送方或代理转发方设备地址，一般由主机地址和端口号组成
<＝传输类型可以为UDP、TCP、TLS、SCTP
From：表示请求消息的发送方和目标方
<＝如果里面有用户名标签，地址要求用尖括号包起来
<＝对于INVITE消息，可以在From字段中包含tag，它也是个随机码
To：请求消息的目标方
Contact：是INVITE消息所必须的，用来告诉对方，回消息给谁。**
<＝（注意区别：在180RINGING的时候，这里是目标方地址）**
Call-ID：用于标识一个特定邀请以及与这个邀请相关的所有后续事务（即标识一个会话）
CSeq：字段是用来给同一个会话中的事务进行排序的，每发送一个新的请求，该值加1，当排序到65535（也就是216的最大数），会开始新一轮的排序。
Allow：允许的请求消息类型
Supported：
Session-Expires：存活时间，用户的响应必须在这个时间范围内
Min-SE：最小长度。
X-UCM-AudioRecord：自定义字段
X-UCM-CallPark：自定义字段
Max-Forwards：最大转发数量限制了通讯中转发的数量。它是由一个整数组成，每转发一次，整数减一。如果在请求消息到达目的地之前该值变为零，那么请求将被拒绝并返回一个483（跳数过多）错误响应消息。
User-Agent：指明UA的用户类型
Content-Type：消息实体类型
Content-Length：消息实体长度，单位为字节
本地将生成From tag和Call-ID全局唯一码，被叫方代理则生成To tag全局唯一码。这三个随机码做为整个对话中对话标识（dialog indentifier）在通话双方使用。
3、Message Body：请求体
请求体主要包含的就是SDP相关的东西，详细解释可以参考这里
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![SIP [RFC3261]_第4张图片](http://img.e-com-net.com/image/info10/25025053b8764edca9b1dd13f08c4727.jpg)
Message Body
SIP主要概念模型
实体模型概述
SIP 协议模型定义了 User Agent 和 Server 等两类主要实体。
SIP 协议把 User Agent（即 UA）分为两个部分：User Agent Client 和 User
Agent Server。呼叫方（称 User Agent Client）发出邀请 （或呼叫），被叫
方（称 User Agent Server）接受或拒绝邀请 （或呼叫）。
SIP Server
Proxy Server 代理服务器
Proxy Server 作为 UAC和 UAS 间的中间媒体，它转发 UAC 发来的的邀请，在转发之前，根据被叫标识请求位置服务器获得被叫的可能位置，然后分别向它们发出邀请；
![SIP [RFC3261]_第5张图片](http://img.e-com-net.com/image/info10/b4926f550ff64686b906da8189873aa3.jpg)
Redirect Server 重定向服务器
Redirect Server 接受UAC来的邀请，根据被叫标识请求位置服务器获得被叫的可能位置，把这些信息返回给邀请的发起者（UAC），和 Proxy Server 的不同之处就在于它不转发邀请，邀请由主叫终端自己完成。
设 想 bob 和 alice 是经人介绍认识的，而他们还不熟悉，bob 想请 alice 吃饭就需要一个中间人（M）传话，而这个中间人就叫代理服务器（Proxy Server）。还有另一种中间人叫做重定向服务器（Redirect Server），它类似于这样的方式工作──中间人 M 告诉 bob，我也不知道 alice 在哪里，但我老婆知道，要不然我告诉你我老婆的电话，你直接问她吧，我老婆叫 W。这样，M 就成了一个重定向服务器，而他老婆 W 则是真正的代理服务器。这两种服务器都是 UAS，它们主要是提供一对欲通话的 UA 之间的路由选择功能。具有这种功能的设备通常称为边界会话控制器（SBC，Service Border Controller）。
Register Server 注册服务器
主要用于登记分组终端的当前位置和位置服务的原始数据；
试想这样一种情况，alice 还是个学生，没有自己的手机，但它又希望 bob 能随时找到她，于是当她在学校时就告诉中间人 M 说她在学校，如果有事打她可以打宿舍的电话；而当她回家时也通知 M 说有事打家里电话。只要 alice 换一个新的位置，它就要向 M 重新“注册”新位置的电话，以让 M 能随时找到她，这时候 M 就是一个注册服务器。
Back to Back 背靠背用户代理
RFC 3261 并没有定义 B2BUA的功能，它只是一对 UAS 和 UAC的串联。FreeSWITCH 就是一个典型的 B2BUA。
我们来看上述故 事的另一个版本：M 和 W 是一对恩爱夫妻。M 认识 bob 而 W 认识 alice。M 和 W 有意搓合两个年轻人，但见面时由于两人太腼腆而互相没留电话号码。事后 bob 相知道 alice 对他感觉如何，于是打电话问 M，M 不认识 alice，就转身问老婆 W （注意这次 M 没有直接把 W 电话给 bob），W 接着打电话给 alice，alice 说印象还不错，W 就把这句话告诉 M， M 又转过身告诉 bob。 M 和 W 一个面向 bob，一个对着 alice，他们两个合在一起，称作 B2BUA。在这里，bob 是 UAC，因为他发起请求；M 是 UAS，因为他接受 bob 的请求并为他服务；我们把 M 和 W 看做一个整体，他们背靠着背（站着坐着躺着都行），W 是 UAC，因为她又向 alice 发起了请求，最后 alice 是 UAS。其实这里UAC 和 UAS 的概念也不是那么重要，重要的是要理解这个背靠背的用户代理。因为事情还没有完，bob 一听说 alice 对他印象还不错，心花怒放，便想请 alice 吃饭，他告诉 M， M 告诉 W， W 又告诉 alice，alice 问去哪吃，W 又只好问 M， M 再问 bob…… 在这对年轻人挂断电话这前， M 和 W 只能“背对背”的工作。
这几种代理服务器的描述文字比较多，但是说的很形象。
SIP基本网络模型，来个图感受一下！！
![SIP [RFC3261]_第6张图片](http://img.e-com-net.com/image/info10/8a4c086164a942799f8c74cb7f73eb46.jpg)
参考
服务器的端口和协议要求
音频和视频会议的RTP配置文件与最小的控制
SIP常用消息实例参考
会话初始化协议（SIP）简介及应用
Session Initiation Protocol
SIP协议参数详解