“?音視頻通話控制協議SIP介紹。”

SIP（Session Initiation Protocol），即會話發起協議，在RFC2543、RFC3261等中被定義，是一個VOIP信令協議，其目的是在IP網絡中實現電話功能，即軟電話功能。

在互聯網基礎期，SIP協議常在硬件電話終端中，隨著網絡的發展，越來越多的軟件也使用SIP來作為語音視頻通話的控制協議。因此，SIP在協議還原領域從未缺位，并且地位相當重要。

SIP協議是純文本協議，通常為UDP承載，使用端口5060，本文對SIP協議的流程作簡單描述，然后對格式進行分析。

注意：網絡流量中SIP協議還會使用TCP承載，也會使用其它端口。

01

—

SIP流程

一個標準的SIP通話流程如下：

1、 A向B發送一個INVITE消息，邀請B通話。

2、B振鈴，向A回復一個RING消息，通知A振鈴中，A等待。

3、B提機，向A發一個OK消息, ?通知A可以通話，并進行雙方協商，協商信息常用SDP協議承載，SDP信息作為SIP報文的一部分。

4、A向B回復一個回應ACK消息，根據協商的結果正式啟動通話。

5、雙方通話，通話過程通常在另一條會話中進行，常見的是RTP承載。

6、B掛機，向A發一個BYE消息，通知A通話結束。

7、A向B回復一個OK消息，通話結束。

SIP的整個協議里，除上圖中的消息外，還有REGISTER等消息。

但是，在音視頻IM軟件中，SIP作為控制協議并不完全遵循于這個流程，需要具體情況具體分析，一般處理關鍵的SIP消息報文即可。

進行通話協商一般是使用SDP承載，但并不局限于SDP，通話過程則很多情況下是使用RTP、RTCP等，也有可能使用私有協議或者RTP的修改版本。

02

—

SIP格式

SIP消息分為Request和Response兩種，通常Request消息有六種方法：

REGISTER，INVITE，ACK，CANCEL，BYE，OPTIONS。
而Response則為狀態碼和狀態內容，如100 Trying，180 Ringing, 200 OK，401 Unauthorized等。
一個完整的SIP消息由一系列行組成，每行以\r\n結束，這些行分成4個部分：

1、起始行(start line)。2、消息頭部(message header)，內含多個頭部字段(head field)，每個頭部字段為一行。3、空行(empty line)，僅包含一個\r\n，表示頭部的結束。4、消息體(message body)，可有可無。

可以看出，SIP的消息和HTTP類似，因為它們是同一個組織IETF制定的。
下面將以幾個實例來體會消息的格式。

REGISTER消息：

REGISTER sip:sip.cybercity.dk SIP/2.0

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.2;branch=z9hG4bKnp151248737-46ea715e192.168.1.2;rport

From: <sip:voi18063@sip.cybercity.dk>;tag=903df0a

To: <sip:voi18063@sip.cybercity.dk>

Call-ID: 578222729-4665d775@578222732-4665d772

Contact: ?<sip:voi18063@192.168.1.2:5060;line=9c7d2dbd8822013c>;expires=1200;q=0.500

Expires: 1200

CSeq: 68 REGISTER

Content-Length: 0

Max-Forwards: 70

User-Agent: Nero SIPPS IP Phone Version 2.0.51.16?

終端向代理服務器sip.cybercity.dk發起注冊消息。第一行即為起始行，它的格式為：method request-uri sip-version\r\n其中method為請求的方法，即前文中的六種方法，request-uri為請求的用戶或服務器，sip-version為SIP版本號，三者間為空格，結束為\r\n。
之后為消息頭部，消息頭部一般要包括Via, From,?To,?CSeq, Caller-ID, Max-Forwards等字段，每個字段的格式為：name: value;value;value\r\n。name即字段名，value為一個或多個，每個之間為“;”，結束為\r\n。每個value內部可包含多段，消息頭的最后一行為空行，僅含\r\n。
對協議還原，在消息頭部需要關注的是提取?From,?To字段內的發送者接收者等標識用戶的信息，當然，對REGISTER方法，目的地址為服務器，則From、To字段內的用戶信息是相同的，Via字段內的IP、端口信息，如果有其它字段，如User-Agent，可提取終端信息，Contact則是綁定的聯系地址。另外，如果存在Content-Length字段，值非0，則表示帶有消息體，需要對消息體進行解析。
Response 100 Trying消息：

SIP/2.0 100 Trying

Call-ID: 578222729-4665d775@578222732-4665d772

CSeq: 69 REGISTER

From: <sip:voi18063@sip.cybercity.dk>;tag=8e948b0

To: <sip:voi18063@sip.cybercity.dk>

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.2;received=80.230.219.70;rport=5060;branch=z9hG4bKnp149505178-438c528b192.168.1.2

Content-Length: 0

Response消息是對請求的六個消息的響應，第一行同樣為起始行，它的格式為：sip-version status-code reason-phrase\r\n其中sip-version為SIP版本號；status-code為三位數字組成的返回狀態碼，其中第一個數字表示狀態的類型，如1xx表示中間狀態，收到的消息正在處理，2xx表示某個階段的成功，另外還有3xx，4xx，5xx，6xx等，分別表示不同含義，如跳轉，失敗，錯誤等；reason-phrase為對狀態碼的描述；三者間為空格，結束為\r\n。
之后的消息頭部與請求一致。同樣，響應消息也可以帶有消息體，由消息頭部的相關字段確定。
INVITE消息：

INVITE sip:0097239287044@sip.cybercity.dk SIP/2.0

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.2:5060;branch=z9hG4bKnp85213694-430aa1de192.168.1.2;rport

From: "arik" <sip:voi18062@sip.cybercity.dk>;tag=51449dc

To: <sip:0097239287044@sip.cybercity.dk>

Call-ID: 85216695-42dcdb1d@192.168.1.2

CSeq: 1 INVITE

User-Agent: Nero SIPPS IP Phone Version 2.0.51.16

Expires: 120

Accept: application/sdp

Content-Type: application/sdp

Content-Length: 270

Contact: <sip:voi18062@192.168.1.2>

Max-Forwards: 70

Allow: INVITE, ACK, CANCEL, BYE, REFER, OPTIONS, NOTIFY, INFO

v=0

o=SIPPS 85214742 85214739 IN IP4 192.168.1.2

s=SIP call

c=IN IP4 192.168.1.2

t=0 0

m=audio 30000 RTP/AVP 0 8 97 2 3

a=rtpmap:0 pcmu/8000

a=rtpmap:8 pcma/8000

a=rtpmap:97 iLBC/8000

a=rtpmap:2 G726-32/8000

a=rtpmap:3 GSM/8000

a=fmtp:97 mode=20

a=sendrecv

終端向代理服務器sip.cybercity.dk發起請求通話的消息，服務器收到消息后會向目的終端發起通話消息。
在INVITE消息的消息頭部，從From、To字段內就能夠提取到通話雙方的賬號信息，以及昵稱。在這個消息中，Content-Length非0，說明帶有消息體，長度為270，Content-Type字段，描述了消息體的類型，消息體可以有很多中類型，此處為SDP。
根據SDP協議的格式，可以提取到通話內容使用的IP、端口、承載協議、可使用的語音編碼相關信息。如上述消息中，提取的本端可連IP為192.168.1.2，端口為30000，內容承載協議為RTP/AVP，可選語音編碼分別為pcmu、pcma、iLBC、G726-32、GSM等，采樣頻率均為8000，傳輸中對應的編號為0，8，97，2，3。
ACK消息：

ACK sip:0097239287044@sip.cybercity.dk SIP/2.0

From: "arik" <sip:voi18062@sip.cybercity.dk>;tag=51449dc

Call-ID: 85216695-42dcdb1d@192.168.1.2

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.2:5060;branch=z9hG4bKnp85213694-430aa1de192.168.1.2;rport

To: <sip:0097239287044@sip.cybercity.dk>;tag=00-04073-1701b482-069239f90

CSeq: 1 ACK

Content-Length: 0?

ACK消息表示在對端返回Response消息之后對對端的回應，格式內容與其它消息類似。
CANCEL消息和BYE消息：

CANCEL sip:97239287044@voip.brujula.net SIP/2.0

Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.2;branch=z9hG4bKnp104984053-44ce4a41192.168.1.2;rport

From: "arik" <sip:816666@voip.brurjula.net>;tag=6433ef9

To: <sip:97239287044@voip.brujula.net>

Call-ID: 105090259-446faf7a@192.168.1.2

CSeq: 1 CANCEL

Content-Length: 0

Max-Forwards: 70

User-Agent: Nero SIPPS IP Phone Version 2.0.51.16?

CANCEL消息和BYE消息使用在不同的場景，按理解，CANCEL消息為取消的意思，而BYE消息則為結束的意思。在一次通話請求的過程中，CANCEL一般為拒絕通話，使通話結束，而BYE則是通話正常結束，對語音的控制消息的處理，二者稍有差異，但本質上是相同的。
另外，在使用SIP協議的APP中，常常會使用SIP協議進行文本聊天，文件傳輸等功能的實現，這樣，一般是承載在消息體內的，根據具體消息格式進行解析即可。
如果覺得本文有價值，請關注我，come on~

長按進行關注。