SIP协议及其简单介绍

概述

SIP（Session Initiation Protocol，会话初始化协议）是一个应用层协议，用于在互联网上创建、修改和终止多媒体会话。SIP是一个客户端/服务器协议，允许在不同终端设备之间建立实时通信，包括语音、视频、消息等。SIP也可以用于呼叫控制和呼叫管理。

流程

SIP流程

SIP协议的流程如下：

• SIP客户端向SIP服务器发送请求，请求建立会话，SIP请求可以是INVITE、REGISTER、ACK、BYE、CANCEL等。

• SIP服务器接收到请求，进行鉴权验证，判断请求是否合法。

• 如果请求合法，则SIP服务器向客户端发送回复，回复可以是1xx、2xx、3xx、4xx、5xx、6xx等。

• SIP客户端接收到回复，根据回复内容判断请求是否成功，如果成功则继续会话，如果失败则终止会话。

在会话过程中，SIP客户端和服务器之间可以交换多个请求和回复，直到会话结束。

两台设备建立会话

下面是两台设备进行 SIP 通话的详细流程，包括涉及 SIP 服务器的部分：

• 设备 A 向 SIP 服务器发送 INVITE 消息：设备 A 通过 SIP 协议向 SIP 服务器发送 INVITE 消息，该消息包含了设备 A 的 SIP 地址和设备 A 希望建立会话的相关信息，例如媒体类型、编码和传输协议等。

• SIP 服务器向设备 B 发送 INVITE 消息：SIP 服务器收到设备 A 的 INVITE 消息后，会向设备 B 发送 INVITE 消息，该消息包含了设备 A 的 SIP 地址以及设备 B 的 SIP 地址和相关信息。

• 设备 B 回复 100 Trying 消息：设备 B 收到 INVITE 消息后，向 SIP 服务器发送 100 Trying 消息作为回复，表示设备 B 已经接收到 INVITE 消息并正在处理中。

• SIP 服务器将 100 Trying 消息转发给设备 A：SIP 服务器将设备 B 发送的 100 Trying 消息转发给设备 A，让设备 A 知道设备 B 已经接收到 INVITE 消息并正在处理中。

• 设备 B 向 SIP 服务器发送回复消息：设备 B 分析 INVITE 消息中包含的信息，并向 SIP 服务器发送回复消息，例如 180 Ringing 或 200 OK 等。

• SIP 服务器将回复消息转发给设备 A：SIP 服务器将设备 B 发送的回复消息转发给设备 A，让设备 A 知道设备 B 的回复。

• 设备 A 收到回复消息后，发送 ACK 消息：设备 A 收到设备 B 的回复消息后，如果该回复消息是 200 OK，则设备 A 将向 SIP 服务器发送 ACK 消息作为回复。如果回复消息是 180 Ringing，则设备 A 将等待设备 B 向其发送进一步的消息。

• 建立媒体通道：设备 A 和设备 B 成功建立会话后，将启动媒体通道来进行实时音视频传输。

• 会话结束：当通话结束时，设备 A 或设备 B 将向 SIP 服务器发送 BYE 消息来终止会话。SIP 服务器将将 BYE 消息转发给另一个设备，并回复 200 OK 消息作为回应，然后关闭媒体通道。

总的来说，SIP 通话涉及到 SIP 服务器来协调会话的建立和终止。设备 A 向 SIP 服务器发送 INVITE 消息来启动会话，SIP 服务器将 INVITE 消息转发给设备 B，设备 B 向 SIP 服务器发送回复消息，SIP 服务器将回复消息

原理

SIP协议的原理介绍如下：

SIP协议的工作原理类似于HTTP协议，SIP协议也采用了客户端/服务器模式。SIP协议定义了一系列请求和回复消息，这些消息由SIP客户端和SIP服务器之间交换，用于建立、修改和终止多媒体会话。

SIP协议中定义了多种消息头，用于传递会话相关信息，例如会话描述、呼叫控制、媒体类型等。SIP协议中也支持会话的路由和重定向，可以通过多个SIP服务器将请求路由到目标终端设备。

SIP协议中还定义了一些状态码，用于指示请求或回复的状态。例如，1xx状态码表示请求已收到但还未完成，2xx状态码表示请求已成功完成，3xx状态码表示需要进一步处理请求，4xx状态码表示请求无效，5xx状态码表示服务器内部错误，6xx状态码表示目标设备无法接受请求。

以下是一个基本的C++代码实例，用于创建和处理SIP通话。请注意，这只是一个示例代码，您需要根据您的具体情况进行修改和适应。

#include <iostream>
#include <pjsua2.hpp>using namespace pj;// 用于处理SIP通话的类
class MyCall : public Call
{
public:// 当通话状态发生变化时被调用virtual void onCallState(OnCallStateParam &prm){CallInfo ci = getInfo();// 如果通话被接通if (ci.state == PJSIP_INV_STATE_CONFIRMED) {std::cout << "Call connected" << std::endl;}}// 当接收到音频数据包时被调用virtual void onAudioMediaState(OnAudioMediaStateParam &prm){AudioMedia *aud_med = NULL;// 找到音频媒体for (unsigned i = 0; i < prm.medias.size(); i++) {if (prm.medias[i].type == PJMEDIA_TYPE_AUDIO) {aud_med = dynamic_cast<AudioMedia *>(prm.medias[i].media.get());break;}}// 如果找到音频媒体if (aud_med) {// 激活音频媒体AudioMedia::startTransmit(*aud_med, "/dev/null");}}
};// 用于处理SIP账户的类
class MyAccount : public Account
{
public:// 当新来电时被调用virtual void onIncomingCall(OnIncomingCallParam &prm){MyCall *call = new MyCall(*this, prm.callId);CallOpParam prm;prm.statusCode = PJSIP_SC_OK;call->answer(prm);}
};int main(int argc, char *argv[])
{// 初始化PJSUA2库Endpoint ep;ep.libCreate();// 配置PJSUA2库EpConfig ep_cfg;ep.libInit(ep_cfg);// 创建UDP传输对象TransportConfig tcfg;tcfg.port = 5060;ep.transportCreate(PJSIP_TRANSPORT_UDP, tcfg);// 启动PJSUA2库ep.libStart();// 创建SIP账户MyAccount acc;AccConfig acc_cfg;acc_cfg.idUri = "sip:[e-mail]";acc_cfg.regConfig.registrarUri = "sip:domain.com";acc_cfg.sipConfig.proxies.push_back("sip:proxy.domain.com");acc.create(acc_cfg);// 等待程序退出std::cout << "Press ENTER to quit..." << std::endl;std::cin.get();// 销毁PJSUA2库ep.libDestroy();return 0;
}

在此示例中，MyCall 类用于处理SIP通话，MyAccount 类用于处理SIP账户。main 函数初始化PJSUA2库，并创建一个UDP传输对象。然后，它创建一个SIP账户，并等待程序退出。当SIP账户收到新的呼入通话时，MyAccount 类会创建一个新的 MyCall 对象来处理
通话。 MyCall 类处理通话状态变化事件和音频数据包，当通话接通时打印一条消息，当收到音频数据包时将其传输到 /dev/null。

请注意，这只是一个简单的示例代码，实际的SIP通话实现需要更多的细节和处理来确保正确的通信。

使用场景

SIP协议的使用场景如下：

实时通信：SIP协议可以用于实现实时通信，包括语音、视频、消息等。例如，可以使用SIP协议在不同终端设备之间建立语音通话或视频会议。

呼叫控制：SIP协议可以用于呼叫控制和呼叫管理。例如，可以使用SIP协议将呼叫路由到目标终端设备，或者使用SIP协议终止呼叫。

电话系统：SIP协议可以用于构建电话系统。例如，可以使用SIP协议将电话呼入路由到IP电话或传统电话网，也可以使用SIP协议实现语音信箱和呼叫转移等电话功能。

联网设备：SIP协议可以用于联网设备之间的通信。例如，可以使用SIP协议在IoT设备之间传递命令和数据。
总之，SIP协议是一个非常重要的应用层协议，被广泛用于实时通信和呼叫控制。SIP协议具有灵活性和可扩展性，可以满足不同的应用需求。