sip协议的超时机制
0、前言：
在讲解sip协议的超时机制之前，先简单地介绍一下sip协议中的message、dialog、session 和 transaction
（1）Messages(消息)
消息是在服务器和客户端之间交换的独立文本，有两种类型的消息,分别是请求(Requests)和响应(Responses)。
（2）Dialog(对话)
对话是两个UAs(user agent) 之间持续一段时间的端到端(peer-to-peer)的SIP 关系.。一个对话由一个Call-ID、一个local tag 和 一个remote tag来标识，对话过去也叫做 "call leg"。dialog的建立是收到UAS的响应（To tag）时开始建立的。收到180响应时建立dialog叫做早期对话（early dialog），收到2XX的应答开始才是真正的dialog建立。
当UA发送初始INVITE请求后，只有接收到失败响应才有可能建立DIALOG。通过Callid、From域中的tag参数和To域中的tag参数来唯一标识DIALOG。 From域中的参数由主叫添加，To域中的参数由被叫添加。
（3）Transaction(事务)
事务发生于客户端和服务器端之间，包含从客户端发出请求给服务器，到服务器响应给客户端的最终消息(non-1xx message)之间的所有消息.。如果请求是一个"Invite"消息，并且最终的响应是一个non-2xx消息，那么该事务包含一个"Ack"响应消息。如果服务器的响应是一个2xx消息，那么，随后的ACK是一个单独的事务。
（4）Session(会话)
session是媒体交换之后才建立的，具体而言就是通过offer/answer方式交换sdp的媒体。session的建立可以使INVITE-200 也可以是200-ACK。这要看媒体的交换发生的时间。 具体来说，INVITE 中的消息体用sdp语言来描述自己可处理的媒体类型，200OK中 带回UAS端可处理的媒体类型，这个时候媒体交换就算是完成了，也就是session建立起来了。
下面的示意图清晰的显示了Transaction和Dialog之间的关系：
1、sip协议超时机制
SIP协议中无论是Client端还是Server端，在定时器和消息重发的处理上，可分为与INVITE相关的Transaction 和与INVITE不相关的Transaction。RFC3261中定义了两个基准定时器 T1＝500ms 和 T2＝4s。
无论是可靠传送还是不可靠传送，当实体发送消息（包括请求或响应消息）后，都会启动一个64 倍的T1定时器（计时器B、H、F），当此定时器终结时，如果没有收到相应的响应或确认消息，实体将会清掉相关的Transaction。
（1）INVITE客户端事务
当SIP实体（包括UA和Proxy）发送INVITE消息后，无论是可靠传送还是不可靠传送，实体都会启动定时器B（Timer B=64*T1，如果T1＝500ms，则此定时器为32S）。
在不可靠传送的情况下，实体同时会启动定时器A（初始值为T1），如果T1时间间隔后没有收到任何响应消息，实体将会重发INVITE消息，之后的间隔分别为2T1、4T1、8T1、16T1、32T1，在此期间，如果收到响应消息，实体将会终止重发行为。
当定时器B（Timer B=64T1）终结时，如果实体仍然没有收到响应消息，实体将终止该呼叫请求，客户端不产生ACK。
当客户端收到300~699的应答时，客户端需要产生ACK请求。（ACK请求必须和原始请求发送到相同的地址、端口和transport），并启动定时器D（缺省值是在非可靠通讯上至少是32秒，在可靠通讯上是0秒）
（2）INVITE服务端事务
当被叫用户应答时，被叫侧UA（UAS）将会向对端发送200消息，表示对INVITE消息的确认，主叫侧UA（UAC收到200消息）后，将会发送ACK消息，表示收到200消息。因此，对Server侧来讲，当发送200消息后，为了等待ACK消息，将会启动定时器H（Timer H=64T1）。
在不可靠传送的情况下，Server还会启动T1定时器（计时器G），如果T1终结，没有收到ACK消息，UAS将会重发200 消息。以后的间隔分别为2T1,4T1,8T1,当时间达到T2（T2＝8T1）后，后续重发的间隔将一直为T2。
当定时器H（Timer H=64T1）终了时，如果实体仍然没有收到ACK确认消息，实体将会终止该呼叫请求。
其它的最终响应消息，消息的重传和定时器保护也与200消息的相同。
（3）非INVITE客户端事务
当实体发送INFO或BYE等消息后，实体将会启动定时器F（Timer F=64T1）。如果定时器F终了时，没有收到最终响应消息，实体将会清掉Transaction。
在不可靠传送的情况下，实体同时启动定时器E（初始值T1）。如果在此期间没有收到1XX临时响应消息，实体将会以MIN(2(4,8..)*T1，T2)的间隔重发，直到间隔达到T2(4秒)。如果没有收到任何响应消息，实体重发的行为将与INVITE消息相关的最终响应行为（Server）相同。
ACK只有在响应非200 OK时才和INVITE一样，否则与INVITE不为同一事务，只属于同一个对话。
（4）非INVITE服务端事务
当收到一个不是INVITE或者ACK请求的时候，服务端的状态初始化为"Trying"状态，在此状态下，任何重发的请求都会被忽略。当服务端发送一个1XX的临时应答后，进入"Proceeding"状态；在"Proceeding"状态下收到一个重发的请求，服务端将发送一个最近的1XX临时应答；如果在"Proceeding"状态下，服务端发送一个终结应答(应答码是200—699)，那么服务端就进入“Completed”状态。
当服务端进入"Completed"状态，对于不可靠传输来说，必须设定一个定时器J=64*T1秒；对于可靠传输来说，设定为0秒（即：不设定定时器）。在“Completed”状态下，收到一个重发的请求时，服务端需要将上一次的终结应答重新发送。
服务端事务保持“Completed”状态知道定时器J触发，当定时器J触发后，服务端事务必须进入“Terminated”状态。
2、SIP协议中的各类定时器解析
| 定时器 | 缺省值 | 含义 |
|---|---|---|
| T1 | 500 ms | 一个估计的循环时间（RTT） |
| T2 | 4 秒 | 非 INVITE 请求和 INVITE 响应的最长重传时间间隔 |
| T4 | 5 秒 | 网络在客户端和服务端事务中传输消息可能的时间 |
| 定时器 A | 最初为 T1 | INVITE 请求重传时间间隔（仅适用于不可靠传输，如：UDP） |
| 定时器 B | 64*T1 | INVITE 事务超时定时器 |
|
定时器 D |
大于等于 32 秒（对于 UDP） |
响应重传的等待时间 |
| 0 秒（对于 TCP 和 SCTP） | ||
| 定时器 E | 最初为 T1 | 非 INVITE 请求重传时间间隔（仅适用于不可靠传输，如：UDP） |
| 定时器 F | 64*T1 | 非 INVITE 事务超时定时器 |
| 定时器 G | 最初为 T1 | INVITE 响应重传时间间隔 |
| 定时器 H | 64*T1 | ACK 接收的等待时间 |
|
定时器 I |
T4（对于 UDP） |
ACK 重传的等待时间 |
| 0 秒（对于 TCP 和 SCTP） | ||
|
定时器 J |
64*T1（对于 UDP） |
重传非 INVITE 请求的等待时间 |
| 0 秒（对于 TCP 和 SCTP） | ||
|
定时器 K |
T4（对于 UDP） |
响应重传的等待时间 |
| 0 秒（对于 TCP 和 SCTP） |
参考：
https://www.jianshu.com/p/84d7289a4d3b
https://blog.csdn.net/daitu3201/article/details/80831429