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SIP 会话初始协议

hanghai tian

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SIP

SIP（Session initialization Protocol，会话初始协议）是由IETF（Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组）制定的多媒体通信协议。它是一个基于文本的应用层控制协议，用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。SIP 是一种源于互联网的IP 语音会话控制协议，具有灵活、易于实现、便于扩展等特点。^1

简介

SIP(Session Initiation Protocol)是一个应用层的信令控制协议。用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。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与负责语音质量的资源预留协议（RSVP）互操作。它还与若干个其他协议进行协作，包括负责定位的轻型目录访问协议(LDAP)、负责身份验证的远程身份验证拨入用户服务 (RADIUS) 以及负责实时传输的 RTP 等多个协议。 [2]随着计算机科学技术的进步，基于分组交换技术的IP数据网络以其便捷性和廉价性，取代了基于电路交换的传统电话网在通信领域的核心地位。SIP协议作为应用层信令控制协议，为多种即时通信业务提供完整的会话创建和会话更改服务，由此，SIP协议的安全性对于即时通信的安全起着至关重要的作用。

  • 压缩机制
    SIP 压缩机制主要是通过改变 SIP 消息的长度来降低时延。典型的 SIP 消息的大小由几百到几千字节，为了适合在窄带无线信道上传输，IMS对SIP进行了扩展，支持SIP消息的压缩。当无线信道一定时， 一条SIP消息所含帧数 k仅取决于消息大小。从时延模型可以看出，不仅影响 SIP 消息传输时延， 还影响SIP重传的概率， 对自适应的定时器来说，k还成了影响定时器初值的关键因素。

会话构成

SIP 会话使用多达四个主要组件：SIP 用户代理、SIP 注册服务器、SIP 代理服务器和 SIP 重定向服务器。这些系统通过传输包括了 SDP 协议（用于定义消息的内容和特点）的消息来完成 SIP 会话。下面概括性地介绍各个 SIP 组件及其在此过程中的作用。

  • 用户代理
    SIP 用户代理(User Agent，UA) 是终端用户设备，如用于创建和管理 SIP 会话的移动电话、多媒体手持设备、PC、PDA 等。用户代理客户机发出消息。用户代理服务器对消息进行响应。

  • 注册服务器
    SIP 注册服务器是包含域中所有用户代理的位置的数据库。在 SIP 通信中，这些服务器会检索出对方的 IP 地址和其他相关信息，并将其发送到 SIP 代理服务器。

  • 代理服务器
    SIP 代理服务器接受 SIP UA 的会话请求并查询 SIP 注册服务器，获取收件方 UA 的地址信息。然后，它将会话邀请信息直接转发给收件方 UA（如果它位于同一域中）或代理服务器（如果 UA 位于另一域中）。

  • 重定向服务器

SIP 重定向服务器允许 SIP 代理服务器将 SIP 会话邀请信息定向到外部域。SIP 重定向服务器可以与 SIP 注册服务器和 SIP 代理服务器同在一个硬件上。

SIP通过以下逻辑功能来完成通信：

  • 用户定位功能：确定参与通信的终端用户位置。
  • 用户通信能力协商功能：确定参与通信的媒体终端类型和具体参数。
  • 用户是否参与交互功能：确定某个终端是否加入某个特定会话中。
  • 建立呼叫和控制呼叫功能：包括向被叫“振铃”、确定主叫和被叫的呼叫参数、呼叫重定向、呼叫转移、终止呼叫等。

以下几个情景说明 SIP 组件之间如何进行协调以在同一域和不同域中的 UA 之间建立 SIP 会话：
在同一域中建立 SIP 会话
如图1所示，说明了在预订同一个 ISP 从而使用同一域的两个用户之间建立 SIP 会话的过程。用户 A 使用 SIP 电话。用户 B 有一台 PC，运行支持语音和视频的软客户程序。加电后，两个用户都在 ISP 网络中的 SIP 代理服务器上注册了他们的空闲情况和 IP 地址。用户 A 发起此呼叫，告诉 SIP 代理服务器要联系用户 B。然后，SIP 代理服务器向 SIP 注册服务器发出请求，要求提供用户 B 的 IP 地址，并收到用户 B 的 IP 地址。SIP 代理服务器转发用户 A 与用户 B 进行通信的邀请信息（使用 SDP），包括用户 A 要使用的媒体。用户 B 通知 SIP 代理服务器可以接受用户 A 的邀请，且已做好接收消息的准备。SIP 代理服务器将此消息传达给用户 A，从而建立 SIP 会话。然后，用户创建一个点到点 RTP 连接，实现用户间的交互通信。

软件

kamailio

Kamailio 是一款开源 SIP 服务器，每秒可处理数千个呼叫建立。Kamailio 可用于构建大型 VoIP 和实时通信平台，例如 presence、WebRTC、即时通讯和其他应用。此外，它还可以轻松扩展 SIP-to-PSTN 网关、PBX 系统或媒体服务器（例如 Asterisk、FreeSWITCH 或 SEMS）。

MicroSIP

调试经验： MicroSIP 的 ini 配置文件中 ICE=1 会导致拨号时带上 docker 虚拟网卡等虚拟接口信息，引起 SIP 信令中的 SDP 携带错误的 IP 地址，造成无法接通。需改为 ICE=0。

配置路径

Windows 下配置文件位置：%APPDATA%\MicroSIP\microsip.ini
Linux (Wine) 下：~/.wine/drive_c/users/<user>/AppData/Roaming/MicroSIP/microsip.ini

[Network]
ICE=0          ; 改为0，禁用ICE，避免虚拟网卡干扰
; ICE=1  # 默认值，会导致 docker/vmnet 等虚拟接口被选为候选地址

排查方法

如果 MicroSIP 注册成功但呼叫无法接通（对方能看到来电但无声或无应答），检查：

  1. 打开 MicroSIP 设置 → 网络 → 关闭 ICE
  2. 或在 ini 文件中直接修改
  3. 如 SIP 日志显示 SDP 中有 192.168.x.x 之外的奇怪 IP（如 172.17.0.x docker 网段），就是 ICE 选了错误的网卡

参考文献

参考文献

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