目 录

第3章 协议

3.1.4 SIP协议的应用

3.2 协议消息

3.2.1 消息类型

3.2.2 消息结构

3.3 基本消息流程

3.3.1 SIP用户注册流程

3.3.2 成功的SIP用户呼叫流程

3.3.3 成功的SIP中继呼叫流程

3.3.4 成功的SIP-T中继呼叫流程

第3章 SIP协议

3.1 概述

3.1.1 基本概念

会话启动协议SIP（Session Initiation Protocol）是由IETF提出并主持研究的一个在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，它被用来创建、修改、和终结一个或多个参加者参加的会话进程。这些会话包括Internet多媒体会议、Internet电话、远程教育以及远程医疗等。即所有的因特网上交互式两方或多方多媒体通信活动，统称为多媒体会话。参加会话的成员可以通过组播方式、单播联网方式或者两者结合的方式进行通信。

SIP协议是一个正在发展和不断研究中的协议。一方面，它借鉴了其他Internet标准和协议的设计思想，在风格上遵循因特网一贯坚持的简练、开放、兼容和可扩展等原则，并充分注意到因特网开放而复杂的网络环境下的安全问题。另一方面，它也充分考虑了对传统公共电话网的各种业务，包括IN业务和ISDN业务的支持。

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图解 SIP 穿透NAT的问题

NAT是指网络地址转换。 它是这样一种技术， 在Internet公网的IP不够的情况下，让公司或者家庭的多台电脑，共用一个公网的IP地址上网。常见的宽带路由器，就有这样的功能。 如下面的示意图。

RTP 协议

RTP 即实时传输协议（Real-Time Transport Protocol）。RTP是传输语音、视频图像等实时数据的协议。使用RTP传输时，需要知道对方的IP地址和端口。

SIP协议

SIP协议，就是帮助呼叫双方，找到对方的IP地址和端口，及协商 多媒体的类型和格式等信息。如图。 你与朋友打电话，你的 IP是

1.2.3.4 ， RTP端口是 8000。朋友的IP是193.226.0.1 ，用的RTP端口是9000。 这样，知道了双方的IP地址与端口，双方就能够通信。

SIP+RTP 穿透问题

SIP穿透NAT时，遇到的问题，实际上不是SIP穿不过NAT，本质上是RTP的问题，是RTP的数据穿不过NAT。 SIP设备要在SIP消息包中，声明它所使用的RTP端口。当SIP设备在NAT后面时，它难以准确地预知 NAT分给它的公网的RTP端口；也就是说，SIP设备难以知道它使用RTP端口（NAT公网IP上分给RTP的端口）是多少。

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SIP 协议讲解SIP 工作架构原理简介RTP/RTCPSIP/SDPUDP/TCP IP图 1 协议结构图 SIP 协议是一种会话建立和控制的信令协议，SIP 协议本身不能实现多媒体的业务，SIP 协议和 SDP 协议，媒体流 RTP/RTCP 协议配合完成完整的多媒体会话业务。SIP Session 建立流程1. INVITE bob@ieee.org 2. INVITE bob@ieee.org 3. bob 4. play.com 6. ACK 7. INVITE bob@play.com 8. INVITE bob@play.comSIP Redirect & Location Servers (Ieee.org) 3 SIP Proxy 2 5 6 7 (sjsu.edu) 11 10 12 9 8 (play.com) 4 SIP Proxy9. Ringing ok 10. Ringing ok 11. ACK 12. ACK5. Bob moved. Temporarily contact bob@play.com1RTP Media SIP Client SIP Client (User Agent Server)图 2 会话建立流程图

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关于本章

SIP协议

本章将对SIP协议做一简要介绍，包括涉及的基本概念、消息结构以及简要的消息流程。

14.1 概述

SIP（Session Initiation Protocol）是一个应用层控制协议，用于创建、更改和终止会话。这里的会话类型包括多媒体会议、Internet电话等类似的应用。SIP是实现VOIP（Voice over IP）的关键协议之一。

SIP支持别名映射、重定向服务、ISDN和智能网业务。它支持个人移动（personal mobility），即终端用户能够在任何地方、任何时间请求和获得已订购的任何电信业务。总的来说，SIP能够支持下列五种多媒体通信的信令功能。

l用户定位：确定参加通信的终端用户的位置；

l用户通信能力协商：确定通信的媒体类型和参数；

l用户意愿交互：确定被叫是否乐意参加某个通信；

l建立呼叫：包括向被叫“振铃”，确定主叫和被叫的呼叫参数；

l呼叫处理和控制：包括呼叫重定向、呼叫转移、终止呼叫等等。

SIP可以通过MCU（Multipoint Control Unit）、单播联网方式、或组播方式创建多方会话，支持PSTN和IP电话之间的网关功能。

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SIP穿越问题解析

1. 问题描述

大多数传统的voip协议（SIP、h323…）在设计之初都没有充分考虑NAT穿越问题，它们只关注怎样传输呼叫信号（连线、拆线…）和应用RTP（实时传输协议）传输声音信息。 呼叫信号通常应用固定的或标准的端口，而RTP 却应用任意端口收发声音信息。 大多数防火墙/NATs没有能力将呼叫信号协议包和声音信息包捆绑在一起，同时它们也不能识别声音将向哪里发送。

这样，在呼叫者发起呼叫时，虽然呼叫可以顺利获得通过，响起振铃，被叫者也可以选择拾起或者挂断这个电话，但是，线路上会出现一方或双方都没有声音的现象。

2. NATs 和防火墙

在下面几种情况下，UDP 可能会受到NAT 或者防火墙影响：

2.1 全锥型NAT：

全锥型NAT是指所有来自同一个内部IP地址和端口的请求都被指向同一个外部IP地址和端口，而且，任何外部主机都可以通过发送信息包到这个被指向的外部地址，向内部主机发送信息包。

2.2 限制锥型NAT：

限制锥型NAT是指所有来自同一个内部IP地址和端口的请求都被指向同一个外部IP地址和端口，与全锥型NAT不同的是，只有在一个内部主机先向IP地址XXXX发送信息包后，IP地址是XXXX的外部主机才可以向这个内部主机发送信息。

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关于SIP防火墙穿越的汇总

术语和基础知识

防火墙

一个防火墙限制私人内网和公众因特网之间的通讯，典型地防火墙就是丢弃那些它认为未经许可的数据包。在数据包穿越一个防火墙时，它检查但是不修改包里的 IP地址和TCP/ UDP 端口信息。

网络地址转换(NAT)

当数据包穿过NAT时，NAT不仅检查同时也修改数据的包头信息，并且允许更多的在NAT后的主机分享少数公网IP地址(通常只有1个)。

NAT的类型和说明

NAT通常有2种主要类型

Basic Nat

一个Basic NAT映射一个内在的私有IP地址到一个公网IP地址，但当数据包穿过NAT时，不更换它的TCP/UDP端口号。Basic Nat通常是只用在一些具备公共IP地址池的NAT上，通过它可以地址绑定，即代表一台内部主机。

Network Address/Port Translator (NAPT)

但是最通常的，当数据包穿过NAT时，一个NAPT检查并修改它的TCP/UDP端口，那么就可以允许多台内网主机同时共享一个单独的公网IP地址了。

关于 NAT 的分类和术语，[NAT-TRAD] 和 [NAT-TERM]中有更多的信息。那些将来分类的NAPT的附加术语在较近的工作[STUN]中被定义。当一个内网的主机经过一个NAT和外部进行TCP或者UDP连接的期间，NAPT分配一个公网IP 住址和端口，以便来自外部终端响应的数据包能被NAPT接收，解释，并转发给内网的主机。这个结果是由 NAPT 建立一个(私有IP地址，私有端口)和(公网IP地址，公网端口)之间的端口绑定实现的。在这个期间NAPT将为绑定的端口执行地址翻译。一个关于P2P应用的问题是，当一个内部主机从一个私有IP，私有端口同时与外网上的多台不同的主机建立多个连接时，NAT是如何运作的。

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SIP深入介绍

目 录

1、 SIP 的提出和发起

2、 SIP协议的功能概述

3、 SIP协议所使用的环境及其运行的网络构成

4、 SIP协议消息的格式与操作

5、 SIP协议的应用实例

6、 SIP协议消息的可靠性机制

一、 SIP的提出和发起

1． SIP（Session Initiation Protocol，会话发起协议）的引入：

? IETF提出的IP电话信令协议

? 解决IP网中的信令控制，以及同Softswitch的通信

如图：

2．H.323和SIP的比较：

相同点：

? 均为多媒体通信的应用层控制（信令）协议，目前一般用于IP电话

? 能实现的信令控制功能基本相同

? 都利用RTP作为媒体传输的协议

异同点：

? H.323由ITU-T提出，采用的是传统的实现电话信令的模式，便于与传统的电话网互通；

H.323协议发展得比较成熟，但相对复杂得多。

? SIP由IETF提出，借鉴了其他Internet标准和协议的设计思想，SIP协议简单，采用文

本方式，因而具有更好的功能扩充性和网络可扩展性，并易于实现。 ．．．．．．．．．．．

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IMS对SIP协议的要求及应用

20xx年7月25日 09:14 中国联通网站

作 者：电信快报 李丽 张顺颐

1、IMS和SIP协议简单介绍

IP多媒体核心子系统(IMS)是第三代移动通信合作伙伴项目(3GPP)提出的支持IP多媒体业务的子系统，它的显著特点是采用了会话发起协议(SIP)，通信与接入方式无关，可以提供多种媒体业务，控制功能与承载能力分离、呼叫与会话分离、应用与服务分离、业务与网络分离、移动网与互联网业务融合。IMS顺应了通信网络融合发展的趋势。

SIP是基于因特网两个最成功的服务Web和E-mail进行设计的。借鉴了Internet的标准和协议设计思想，坚持简洁、开放和可扩展、可重用性的原则，为组建多媒体通信网络、提供多媒体业务提供了一种可以将简单的应用结合到复杂的服务中去的方法。SIP通过一种便捷的方式来建立和控制各种类型的点到点媒体会话。和Internet协议类似，它采用的是一种模块化结构，请求/应答模式，基于文本方式，因此使用非常简单灵活，升级、扩展方便。SIP由SIP基本协议和一系列针对移动业务的SIP扩展组成。SIP基本协议由因特网工程任务组(IETF)请求说明文档(RFC)3261定义，SIP扩展则由一系列RFC文档组成，主要包括RFC3455、RFC3311、RFC3262、RFC 3325等20多个文档。

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