SIP协议呼叫流程及协议分析

时间：2024.3.31

一、SIP协议介绍：

会话发起协议SIP（Session Initiation Protocol）是一个应用层控制信令协议，用于建立、更改和终止多媒体会话或呼叫。SIP作为一个基础，可以在其上提供很多不同的服务。目前已经定义的媒体类型有音频、视频、应用、数据、控制。

二、SIP呼叫流程：

注册流程：

（1）用户首次试呼时，终端代理A 向代理服务器发送REGISTER 注册请求；

（2）代理服务器通过后端认证/计费中心获知用户信息不在数据库中，便向终端代理回送401Unauthorized 质询信息，其中包含安全认证所需的令牌；

（3）终端代理提示用户输入其标识和密码后，根据安全认证令牌将其加密后，再次用REGISTER 消息报告给代理服务器；

（4）代理服务器将REGISTER 消息中的用户信息解密，通过认证/计费中心验证其合法后，将该用户信息登记到数据库中，并向终端代理A 返回成功响应消息200 OK。

呼叫流程：

（1）用户摘机发起一路呼叫，终端代理A 向该区域的代理服务器发起Invite 请求；

（2）代理服务器通过认证/计费中心确认用户认证已通过后，检查请求消息中的Via 头域中是否已包含其地址。若已包含，说明发生环回，返回指示错误的应答；如果没有问题，代理服务器在请求消息的Via 头域插入自身地址，并向Invite 消息的To 域所指示的被叫终端代理B 转送Invite 请求；

（3）代理服务器向终端代理A 送呼叫处理中的应答消息，100 Trying；

（4）终端代理B 向代理服务器送呼叫处理中的应答消息，100 Trying;

（5）终端代理B 指示被叫用户振铃，用户振铃后，向代理服务器发送180 Ringing 振铃信息；

（6）代理服务器向终端代理A 转发被叫用户振铃信息；

（7）被叫用户摘机，终端代理B 向代理服务器返回表示连接成功的应答（200 OK）；

（8）代理服务器向终端代理A 转发该成功指示（200 OK）；

（9）终端代理A 收到消息后，向代理服务器发ACK 消息进行确认；

（10）代理服务器将ACK 确认消息转发给终端代理B；

（11）主被叫用户之间建立通信连接，开始通话；

结束流程：

（2）用户通话结束后，被叫用户挂机，终端代理B 向代理服务器发送Bye 消息；

（3）代理服务器转发Bye 消息至终端代理A，同时向认证/计费中心送用户通话的详细信息，请求计费；

（4）主叫用户挂机后，终端代理A 向代理服务器发送确认挂断响应消息200 OK；

（5）代理服务器转发响应消息200OK；

注：RFC3621上结束流程为：终端代理B直接发送Bye至终端代理A（未通过代理服务器转发），测试时使用的X-Lite软件Bye消息目的IP为代理服务器。此现象待分析确认。

注销流程：

（1）终端向代理服务器送Register 消息注销，其头中expire 字段置0。

（2）代理服务器收到后回送200 OK 响应，并将数据库中的用户有关信息注销。

三、SIP报文分析：

注册报文分析

Register报文：

Max-Forwards：最大转发次数，就是经过SIP服务器的转发次数，主要是为了防环

Via：SIP版本号2.0、传输类型UDP、呼叫地址

Branch是一种随机码，它被看作传输标识

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

Contact：是INVITE消息所必须的，它用来路由到被叫地址设备，也称为用户代理（UA）

To：使用用户名888去10.11.58.8登录

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，Tag：随机码

Call-ID：呼叫ID由本地设备生成，全局唯一。每次呼叫该值唯一不变。

本地生成的From tag和Call-ID全局唯一码，被叫方生成To tag全局唯一码。这三个随机码做为整个对话中对话标识在通话双方使用。

CSeq：命令队列，每发送一个新的请求，该数自动加1

Expires：到期时间

回复认证报文：

407：要求代理权

呼叫方回应的认证报文：

代理服务器回应200OK：

呼叫流程：

INVITE报文：

0：SDP版本号，目前都是0

O：主叫源地址，类型等

S：呼叫主题

C：连接信息，告诉对端我的连接信息

T：时间戳

M：媒体传输类型，媒体编码，开放端口等

A：媒体属性 (采样率等）

服务器转发后Trying报文：

响铃Ringing报文：

接听电话后回应200OK报文：

Content-Type：说明消息类型

Content-Length：消息长度

收到200OK报文后回复ACK：

结束流程报文：

Bye报文：

收到Bye后回应200OK：

用户在代理服务器上注销流程：

REGISTER报文：

Expires：注销时，此值置为0

200OK报文：

四、常见的SIP消息类型：

INVITE：发起会话请求，邀请用户加入一个会话，会话描述含于消息体中。对于两方呼叫来说，主叫方在会话描述中指示其能够接受的媒体类型及其参数。被叫方必须在成功响应消息的消息体中指明其希望接受哪些媒体，还可以指示其将发送的媒体。

如果收到的是关于参加会议的邀请，被叫方可以根据Call-ID或者会话描述中的标识确定用户已经加入该会议，并返回成功响应消息。

ACK：证实已收到对于INVITE请求的最终响应。该消息仅和INVITE消息配套使用。

BYE：结束会话

CANCEL：取消尚未完成的请求，对于已完成的请求则没有影响

REGISTER：注册

OPTIONS：查询服务器的能力

五、常见的响应消息状态码：

第二篇：会话初始协议技术要求第二部分基于会话初始协议(SIP)的呼叫控制的应用(征求意见稿)

会话初始协议技术要求第二部分基于会话初始协议SIP的呼叫控制的应用征求意见稿

YD/T XXXX-200X

中华人民共和国通信行业标准

会话初始协议技术规范

第二部分基于会话初始协议（SIP）

的呼叫控制的应用

Technical Specification of SIP Protocol

Part2 Applications about call controlling based on SIP protocol

（征求意见稿）

2001-xx-xx发布 2001-xx-xx实施

中华人民共和国信息产业部发布

YD/T XXXX－200X

前言...............................................................................................................................................II

1. 范围................................................................................................................................................................3

2. 规范的引用文件..............................................................................................................................................3

3. 名词术语和缩略语..........................................................................................................................................3

4. 基于会话初始协议（SIP）的呼叫控制的应用网络....................................................................................4

5. SIP与ISUP互通要求.....................................................................................................................................4

6. SIP终端之间的呼叫....................................................................................................................................10

7. 软交换与应用服务器之间的交互................................................................................................................10

YD/T XXXX－200X

前言

本标准规定了SIP和SIP-T在NGN或软交换控制的网络中应用的场合,适用于采用SIP和SIP-T的软交换、应用服务器、SIP终端的研制、生产、引进和购买。

本标准由信息产业部电信研究院提出并归口。

本标准起草单位：信息产业部电信传输研究所、

本标准主要起草人：

YD/T XXXX－200X

会话初始协议技术规范

第二部分基于会话初始协议（SIP）的呼叫控制的应用

1. 范围

本标准规定了SIP和SIP-T在NGN或软交换控制的网络中应用的场合。

本标准适用于采用SIP和SIP-T的软交换、应用服务器、SIP终端的研制、生产、引进和

购买。

2. 规范的引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其

随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准

达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版

本适用于本标准。

Q.1902.4 与承载无关的呼叫控制

Q.764 ISUP的格式与编码 3GPP TS 24.229 V5.1.0(2002-06) 基于SIP和SDP的IP多媒体呼叫控制协议 RFC 3261 会话初始协议

RFC 3262 SIP临时性响应的可靠性

RFC 3263 定位SIP服务器

RFC 3264 使用SDP的提供/应答模式

RFC 3265 SIP-特定事件的通知

RFC 3204 IUSP和QSIG对象的MIME媒体类型

RFC 3515 SIP的REFER方法

RFC 2976 SIP的INFO方法

3. 名词术语和缩略语

3.1 名词术语

SIP终端：支持SIP协议的硬件终端和软终端，并且开发、集成相应的服务器软件

YD/T XXXX－200X

3.2 缩略语

SIP Session Initiation Protocol

SIP-T Session Initiation Protocol for Telephone

ISUP ISDN User Part

PSTN Public Switched Telephone Network

4. 基于会话初始协议（SIP）的呼叫控制的应用网络

如图1所示，是基于会话初始协议（SIP）的呼叫控制的应用网络环境，它可以应用在SIP终端与软交换、软交换与软交换、软交换与应用服务器(或第三方)之间，完成呼叫的接续

会话初始协议技术要求第二部分基于会话初始协议SIP的呼叫控制的应用征求意见稿

5. SIP与ISUP互通要求

5.1 SIP Profile A与ISUP的互通

如图2所示，是SIP Profile A与ISUP的互通网络逻辑结构图，SIP Profile A用于3GPP IMS网络，其内容参见3GPP TS24.229 V5.1.0(2002-06)。

YD/T XXXX－200X

图2 发起/终结SIP呼叫的网络逻辑结构图

SIP终端

表1给出SIP Profile A与ISUP互通的能力。表1

ISUP功能/业务

互通点的终结/发起

基本呼叫信令流程话音/3.1 kHz音频

否

Q.1902.4 [7] Q.764

Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764

会话初始协议技术要求第二部分基于会话初始协议SIP的呼叫控制的应用征求意见稿

Q.1902.4 [7]/ Q.764

V5.1.0 (2002-06)

Note(1) Note(1) 3GPP TS 24.229 V5.1.0 (2002-06)

Note(1) Note(1)

Note(1)

ISUP建议技术规范

64 kbit/s 不受限多速率连接类型

N × 64 kbit/s 连接类型成组方式是是是否

重叠方式转接网选择导通指示

前向转移简单分段

音信号和录音通知接入递交信息

用户业务信息的传送暂停和恢复

允许回叫能力的连接类型的信令流程传播延迟确定程序简单的回声控制信令流程自动重复试呼闭塞和解除闭塞

是是是是是是是是是是是是是是

Note(1) Note(1)

YD/T XXXX－200X

CIC 组查询同抢复位收到不合理的信令信息兼容性程序 ISUP信令拥塞控制自动拥塞控制

会话初始协议技术要求第二部分基于会话初始协议SIP的呼叫控制的应用征求意见稿

与 INAP的交互未配置的 CIC ISUP有效性控制 MTP 暂停与恢复超长消息

是是是是是是是是是是是是

Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4[7]/Q.764 Q.1902.4[7]/Q.764 Q.1902.4[7]/Q.764Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764

5.2 SIP Profile C与ISUP的互通

软交换接收到NO.7信令网的ISUP消息时，经封装和翻译把这些信息保存在SIP消息中，然后发送到终结点的软交换；终结点的软交换接收到 SIP消息后，重新使用从SIP消息中提取出的ISUP信息而发送到目的地的NO.7信令网中。

图3具有ISUP MIME编码的转接SIP呼叫的网络逻辑结构图

软交换

YD/T XXXX－200X

图4具有ISUP MIME编码的发起/终结呼叫SIP的网络逻辑结构图

SIP

软交换接收到NO.7信令网的ISUP消息时，经封装和翻译把这些信息保存在SIP消息中，然后发送到终结点的软交换或终结点SIP终端；终结点的软交换接收到 SIP消息后，把SIP消息转接给SIP终端；SIP终端接收到SIP消息后将丢弃封装的ISUP信息。

如果SIP终端发送的消息要终结到NO.7信令网，网关的软交换把SIP消息转换为ISUP发送到NO.7信令网。

表2给出SIP Profile C与ISUP互通的能力。

表2

ISUP功能/业务

在互通点发起/终结

基本呼叫信令流程话音/3.1 kHz音频

否

Q.1902.4 [7] Q.764

RFC 3261 [1], RFC 3264 [2],

RFC SDPNEW [3], RFC 3262 [4],

[5],

RFC UPDATE [6]. Note(1) Note(1) Note(1)

RFC 3261 [1]

会话初始协议技术要求第二部分基于会话初始协议SIP的呼叫控制的应用征求意见稿

OVERLAP RFC 3204

RFC 2976

Note(1) RFC 3204 RFC 3204 7

ISUP建议和扩展RFC

64 kbit/s 不受限多速率连接类型

N × 64 kbit/s 连接类型成组方式重叠方式转接网选择导通指示前向转移

简单分段

音信号和录音通知接入递交信息

用户业务信息的传送暂停和恢复

是是是否否否是否是是否否否

YD/T XXXX－200X

允许回叫能力的连接类型的信令流程

传播延迟确定程序

简单的回声控制信令流程自动重复试呼闭塞和解除闭塞 CIC 组查询同抢复位收到不合理的信令信息兼容性程序 ISUP信令拥塞控制自动拥塞控制与 INAP的交互未配置的 CIC ISUP有效性控制 MTP 暂停与恢复超长消息

临时替换路由(TAR)

跳数计数器程序收集呼叫请求程序

难以到达（Hard-to-Reach）呼叫测量位置程序运营商选择指示通用信令程序通用号码转移通用数字转移通用通知程序业务激活

远程操作业务单元 (ROSE)能力网络特定的性能早释信息传送应用传送机制 (APM) 重定向 Pivot 路由补充业务

直接拨入 (DDI) 多用户号码 (MSN)

主叫线识别显示 (CLIP) 主叫线识别限制 (CLIR) 被连接线识别显示 (COLP) 被连接线识别限制 (COLR) 恶意呼叫识别 (MCID) 子地址 (SUB) 8

否是否是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是是否否否否否否否否否否否否否否否否否否

Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4[7]/Q.764 Q.1902.4[7]/Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7]/ Q.764 Q.1902.4 [7] Q.730 [8] Q.730 [8] Q.730 [8] Q.730 [8] Q.730 [8] Q.730 [8] Q.765 [34] Q.730 [8] Q.730 [8]

Q.731.1 [9]

Q.731.3 [10] Q.731.5 [12] Q.731.6 [13] Q.731.7 [14] Q.731.8 [15]

RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204

RFC 3204 Note(1) RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 2976 RFC 3204 RFC 2976 RFC 3204 RFC 3204

RFC 3261 [1] RFC PRIVACY [9], RFC P-ASS-ID [10] RFC P-ASS-ID [10] RFC PRIVACY [9], RFC P-ASS-ID [10] RFC PRIVACY [9], RFC P-ASS-ID [10] RFC 3204 RFC 3204

YD/T XXXX－200X

遇忙呼叫前转 (CFB) 无应答呼叫前转(CFNR) 无条件呼叫前转 (CFU) 呼叫转向 (CD) 明确的呼叫转移 (ECT) 呼叫等待 (CW) 呼叫转移(HOLD)

遇忙呼叫完成 (CCBS) 无应答呼叫完成 (CCNR) 终端可携带(TP) 会议呼叫(CONF) 三方业务 (3PTY) 闭合用户群 (CUG) 多级优先控制(MLPP)

全球虚拟网络业务 (GVNS) 国际电信计费卡 (ITCC) 反向计费(REV)

用户到用户信令(UUS)

附加功能/业务

对包含PSS1信息流的VPN应用的支持

对GAT协议的支持对号码可携带(NP)的支持双向音频会话

否否否否否否否是是否否否否否否否否否否否否否

Q.732.2 [17] Q.732.2 [18] Q.732.2 [19] Q.732.7 [20] Q.733.1 [21] Q.733.2 [22] Q.733.3 [23] Q.733.5 [25] Q.733.4 [24] Q.734.1 [26] Q.734.2 [27] Q.735.3 [29] Q.735.6 [30] Q.736.1 [31] Q736.3 [32] Q.737.1 [33]

Q.765.1 [35] Q.765.4 [36]

Q.769.1 [37] RFC 3261 [1], RFC 3264 [2],

RFC SDPNEW [3], RFC 3262 [4],

RFC MANYFOLKS [5], RFC UPDATE [6]. RFC 3261 [1], RFC 3264 [2],

RFC SDPNEW [3], RFC 3262 [4],

RFC MANYFOLKS [5], RFC UPDATE [6].

RFC3261 RFC 3204 RFC3261 RFC 3204 RFC3261 RFC 3204 RFC3261 RFC 3204 RFC3261 RFC 3204 RFC3261 RFC 3204 RFC3261

RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 3204 RFC 2976

RFC 3204 RFC 2976

RFC 3204 RFC 2976 RFC 3204

Q.1902.4[7] /Q.764

其他特性…… 是

YD/T XXXX－200X

6. SIP终端之间的呼叫

表3给出了SIP终端的能力。

表3 SIP终端的功能/业务和扩展RFC

RFC 3261 发起呼叫

RFC 3261 会话建立

结束会话

用户注册

用户定位

用户能力查询

参数协商

重定向

已建立呼叫的参数修改

呼叫中参数修改

多用户号码

呼叫前转

呼叫转移

呼叫等待

呼叫保持

多方会议

三方会话

主叫号码显示

主叫号码显示限制

呼叫日志

对号码可携带

会话初始协议技术要求第二部分基于会话初始协议SIP的呼叫控制的应用征求意见稿

(NP)的支持 RFC 3261 RFC 3261 RFC 3261 ,RFC 3263 RFC 3261 RFC 3261 RFC 3261 RFC 3261 RFC 3204, RFC 2976,RFC 3265 RFC 3515 ,RFC 2976,RFC 3265 RFC 3261,RFC3204 RFC 3261,RFC3204 RFC 2976,RFC3515,RFC 3265,RFC 3204 RFC 2976,RFC3515,RFC 3265,RFC 3204 RFC 3261,RFC PRIVACY , RFC P-ASS-ID RFC PRIVACY , RFC P-ASS-ID RFC 3261 RFC 3204

7. 软交换与应用服务器之间的交互

软交换与应用服务器间使用SIP协议进行通信。软交换和应用服务器都可作为SIP用户代10

YD/T XXXX－200X

理进行通信。

基本的SIP功能和扩展的呼叫控制功能结合在一起，可使软交换将呼叫转至应用服务器进行增值业务处理，处理完以后，应用服务器通过软交换将呼叫转回，并将自己从呼叫中退出。表4给出软交换与应用服务器之间的SIP的能力。

表4 软交换与应用服务器之间SIP的功能/业务

发起呼叫

会话建立

结束会话

用户注册

用户定位

用户能力查询

参数协商

重定向

呼叫前转

呼叫转移

呼叫等待

呼叫保持

主叫号码显示

主叫号码显示限制

呼叫日志 SIP/SDP和扩展RFC RFC 3261 RFC 3261 RFC 3261 RFC 3261 ,RFC 3263 RFC 3261 RFC 3261,RFC 3264 RFC 3261 RFC 3204, RFC 2976,RFC 3265 RFC 3515 ,RFC 2976,RFC 3265 RFC 3261,RFC3204 RFC 3261,RFC3204 RFC 3261,RFC PRIVACY , RFC P-ASS-ID RFC 3261

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第二篇：会话初始协议技术要求 第二部分 基于会话初始协议(SIP)的呼叫控制的应用(征求意见稿)

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