SIP [RFC3261]
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。
网络结构和各参与者的关系图
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]
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。
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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:seven@freeswitch.org.cn 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，seven@freeswitch.org.cn 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请求头示例
2、Message Header：请求头
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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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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；
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基本网络模型.png
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
