Протокол сигнализации SIP

Определение
«SIP*- является протоколом управления прикладного уровня для создания, изменения и завершения сеансов связи с одним или большим количеством участников. В понятие сеанса входят мультимедиа конференции, обучение на расстоянии, Internet-телефония и подобные приложения» (RFC 2543)
*SIP – Session Initiation Protocol – Протокол инициализации сессии

История создания протокола
Session Invitation Protocol:
Установление сеанса
Элементарные возможности согласования
Работа только поверх UDP
SDP для описания сеанса
Simple Conference Invitation Protocol:
Базировался на TCP
Использовал HTTP и SMTP
Session Initiation Protocol:
Работа поверх UDP
Использование SDP
Поддержка TCP
…

История создания протокола
Разработкой протокола занимается группа MMUSIC (Multiparty Multimedia Session Control) комитета IETF
1996 – создания первой версии SIP
1999 – 11 версий документа Draft-ietf-mmusic-SIP
В настоящее время действующей редакцией является RFC 3261

Принципы, заложенные в основу протокола
Персональная мобильность пользователя
Масштабируемость сети
Расширяемость протокола SIP
Интеграция в стек существующих протоколов Интернет
Взаимодействие с различными протоколами сигнализации

Сравнение систем сигнализации

Организации стандартизации
телефония
Международный союз электросвязи
ITU-T
(ех. CCITT)
H.323, E.164, Z.100
Интернет
Группа разработчиков Интернет
(IETF – Internet Engineering Task Force)
RFC 2543, RFC 2030

Принципы, заложенные в основу SIP
Расширяемость протокола – возможность дополнения протокола новыми функциями
Масштабируемость сети – возможность увеличения элементов в сети при её расширении
Интеграция в стек существующих протоколов Интернет
Взаимодействие с другими протоколами сигнализации
Персональная мобильность - возможность быть доступными в любом месте с любым терминалам в любое время (сообщение REGISTER) → единый номер для всех услуг электросвязи

Особенности протокола SIP
Основан на НТТР → проверенная технология для работы в Интернет
Использует и UDP, и TCP
Работает поверх различных транспортных протоколов (IP, IPX, X.25, ATM)
Использует адресацию типа e-mail ([e-mail])
Текстовый формат сообщений → простота и удобство техобслуживания и программирования
Высокая информативность сообщений → минимальное время установления соединения

Возможности протокола SIP
SIP поддерживает пять аспектов организации и завершения мультимедийной связи:
Определение местоположения пользователя
Определение готовности пользователя участвовать в сеансе
Установление сеанса связи как для вызывающей, так и для вызываемой сторон, управление сеансом связи
Передача пользовательской информации
Организация конференций трех видов:
В режиме многоадресной рассылки
При помощи устройства управления конференцией, которому участники передают информацию в режиме точка-точка, а оно, в свою очередь, обрабатывает эту информацию и рассылает участникам конференции
Соединение каждого пользователя с каждым в режиме точка-точка
Определение функциональной возможности терминалов пользователей

Основные характеристики протокола SIP
Назначение: для IP-коммуникаций
Архитектура: peer-to-peer
Преемственность: не пытается воспроизвести ТфОП
Стандарты: IETF-стандарт RFC
Интеллект: рассредоточен по элементам сети
Сложность: еще простой, хотя уже содержит 13 запросов
Масштабируемость: высшая степень
Передача информации: речь, данные, видео

Основные характеристики протокола SIP
Описание функциональных возможностей конечного оборудования: использование протокола SDP для обмена данными о функциональных возможностях
Контроль доступа: поддерживается
Качество обслуживания: процедуры QoS
Адресация: поддержка IP- адресов и имен доменов через DNS
Обнаружение закольцованных маршрутов: с помощью специальных заголовков
Защита информации: протоколы IPSec, TLS, SSL и HTTP Digest
Кодирование: текстовое кодирование

Место протокола SIP в стеке протоколов TCP/IP

Формирование сообщения сигнализации SIP

Адресация в SIP
В Интернет – URL (Uniform Resource Location)
В SIP – SIP URL (sip:name@host)
тип адреса пример
«имя@домен» - sip:[e-mail]
«имя@хост» - sip:[e-mail]
«имя@IP-адрес» - sip:vova@192.168.100.1
«№ телефона@шлюз» - sip:[e-mail]

Уровни протокола SIP
Первый уровень – отвечает за синтаксис и кодирование
Второй уровень – транспортный – определяет, как клиент передает запросы и принимает ответы, и как сервер получает запросы и передает ответы по сети
Третий уровень – уровень транзакций – производит повторную передачу сообщений прикладного уровня, определяет соответствие ответов запросу и уведомляет верхний уровень о срабатывании таймера.
Четвертый уровень – пользователь транзакций – создает/отменяет клиентские запросы

Понятие транзакции
Транзакция - это запрос, переданный клиентской стороной серверной стороне с использованием транспортного уровня SIP, вместе со всеми ответами на этот запрос, переданными серверной стороной клиенту.

Архитектура «клиент-сервер»

Элементы сети SIP
Агент пользователя (UA – User Agent)
Прокси-сервер (proxy server)
Сервер переадресации (redirect server)
Сервер определения местоположения (location server) (не стандартизирован в RFC 2543)

Агент пользователя
Агент пользователя (User Agent):
Клиент агента пользователя (User Agent Client) – часть программного обеспечения агента пользователя, которая создает новые запросы, отправляет их и обрабатывает принятые ответы.
Сервер агента пользователя (User Agent Server) - часть программного обеспечения агента пользователя, которая принимает запросы и генерирует ответы, основываясь на действиях пользователя, полученных сообщениях, результатах выполнения программ или на каких-либо других событиях.

Агент пользователя

Клиент агента пользователя UAC
Запрос, составленный клиентом агента пользователя включает в себя :
Стартовую строку, в кот. указан тип запроса
Поле request-URI и версию SIP
Базовый набор полей заголовков: To, from, Cseq, Call-ID, Max-Forwards и Via
Эти заголовки:
Обязательны для всех SIP-запросов
Яв-ся основными частями SIP-сообщения
Обеспечивают большинство услуг маршрутизации сообщений, в т.ч. адресацию, маршр-ю ответов, сохранение очередности сообщений, уникальную идентификацию

Сервер агента пользователя UAS
Пошаговая обработка запроса:
Аутентификация
Анализ типа запроса
Анализ полей заголовков
…
Если запрос принимается – должны быть произведены изменения состояния соединения, если не принимается – ни одно из изменений производиться не должно

Сервер агента пользователя UAS
принимает запросы, обрабатывает их и, в зависимости от типа запроса, выполняет определенные действия.
Бывает двух типов:
Без сохранения состояний (Stateless) –принимает запросы, перенаправляет их дальше и забывает
С сохранением состояний (Stateful) – принимает запросы, перенаправляет их и ждет ответы

Сообщения SIP

Структура сообщения SIP

Стартовая строка
Начальная строка любого SIP сообщения. Если сообщение является запросом, то в этой строке указывается тип запроса, адресат и номер версии протокола. Если сообщение является ответом на запрос, в стартовой строке указывается номер версии протокола, тип ответа и его короткая расшифровка, предназначенная только для пользователя.

Заголовки
служат для передачи информации об отправителе, адресате, пути следования и других сведений, т.е. переносят необходимую для обслуживания данного сообщения информацию. О типе заголовка можно узнать из его имени. В протоколе SIP определено 4 типа заголовков:
Общие заголовки
Заголовки содержания
Заголовки, передающие дополнительную информацию о запросе
Заголовки, передающие дополнительную информацию об ответе

Заголовки. Формат
Каждое поле состоит из имени поля, знака «:» и значение поля:
Имя поля: значение поля
Поля заголовков могут быть расширены на несколько строк, тогда каждая следующая строка отделяется пробелом или знаком табуляции
Порядок следования заголовков не имеет значения
Формат значения заголовка зависит от имени заголовка
Заголовок может иметь неограниченное число параметров
Одно и то же имя параметра не может использоваться более одного раза

Заголовки
Заголовок Call-ID – уникальный идентификатор сеанса связи (call reference - DSS-1): [e-mail]
Заголовок То – определяет адресата. Если необходим визуальный вывод имени пользователя, например, на дисплей, то имя пользователя также размещается в поле То.
Заголовок From – идентифицирует отправителя запроса; по структуре аналогичен полю То.
Заголовок CSeq - уникальный идентификатор запроса, относящегося к одному соединению. Он служит для корреляции запроса с ответом на него. CSeq: 2 INVITE.

Заголовки
Заголовок Via указывается весь путь, пройденный запросом: каждый прокси-сервер добавляет поле со своим адресом.
Например, запрос на своем пути обрабатывался двумя прокси-серверами: сначала сервером loniis.ru, потом sip.telecom.com. Тогда в запросе появятся следующие поля:
Via: SIP/2.0/UDP sip.telecom.com:5060;branch=721e418c4.1
Via: SIP/2.0/UDP loniis.ru:5060
Заголовок Content-Type определяет формат описания сеанса связи. Само описание сеанса, например, в формате протокола SDP включается в тело сообщения.
Заголовок Content-Length указывает размер тела сообщения

Сжатые имена заголовков

Тело сообщения
Запросы:
Содержит описание сеансов связи
Тело сообщения есть не во всех сообщениях (например, сообщение BYE не содержит тела сообщения)
Ответы:
Любые ответы могут содержать тело сообщения, но содержимое тела в них может быть разным

Пример сообщения SIP

Пример сообщения SIP

Запросы
Запросы предназначены для выполнения широкого круга задач при предоставлении базовых и дополнительных услуг связи в стационарных сетях и сетях подвижной связи.
С помощью запросов клиент сообщает о своем текущем местоположении, приглашает пользователей принять участие в сеансах связи, модифицирует уже установленные сеансы, завершает их и т.д.

Запросы

Запросы

Структура запроса

Структура запроса
SIP – запросы характеризуются наличием строки Request-Line в стартовой строке.
Request-Line состоит из названия типа запроса, Request-URI и версии протокола, разделенных пробелом.
Request-Line заканчивается символами возврата каретки и перевода строки (CRLF).
Оба символа вместе или по одиночке не должны встречаться в других частях строки.
Использование линейного пробела не допускается.

Тип запроса
6 типов запросов (RFC 3261):
REGISTER
INVITE
ACK
CANCEL
BYE
OPTION

Request-URI
Указывает пользователя или услугу, к которой адресован запрос. Поле Request-URI не должно содержать пробелов и управляющих символов, а также не должно быть заключено в угловые скобки «<>»

Версия протокола
И запросы и ответы содержат данные действующей версии SIP-протокола, принимая во внимание порядок, соответствие требованиям и изменение численного индекса версии

Запрос INVITE
приглашает вызываемого пользователя принять участие в сеансе связи.
содержит описание сессии, в котором передается вид принимаемой информации и параметры, необходимые для приема информации, также может указываться вид информации, который вызываемый пользователь желает передавать.
В ответе на запрос INVITE указывается вид информации, которая будет приниматься вызываемым пользователем, кроме того, может указываться вид информации, которую вызываемый пользователь собирается передавать (возможные параметры передачи информации).

Пример запроса INVITE
INVITE sip: [e-mail] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP kton.loniis.ru
From: Anton [e-mail]>
To: Alexander
Call-ID: [e-mail]
Cseq: 1 INVITE
Content-Type: application/sdp
Content-Length: ...
v=0
o=bell 53655765 2353687637 IN IP4 128.3.4.5
C=IN IP4 kton.loniis.ru
m=audio 3456 RTP/AVP 0 3 4

Запросы
ACK
подтверждает прием ответа на команду INVITE.
оборудование вызывающего пользователя показывает, что оно получило окончательный ответ на свой запрос INVITE.
может содержаться окончательное описание сессии, передаваемое вызывающим пользователем.
CANCEL
отменяет обработку ранее переданных запросов.

Запросы. Register
В этом запросе пользователи сообщают свое текущее местоположение.
В этом сообщении содержатся следующие заголовки:
То содержит адресную информацию, которую надо сохранить или модифицировать на сервере.
From содержит адрес инициатора регистрации.
Contact содержит новый контактный адрес пользователя, по которому должны посылаться все дальнейшие запросы INVITE.
Expires указывается время в секундах, по истечении которого регистрация заканчивается.

Запрос INFO
предназначен для обмена сигнальной информацией по SIP сигнальному тракту в процессе установления и поддержания соединения.
Запрос INFO не изменяет состояния SIP вызовов, также как не изменяет состояния сессий, инициированных при помощи протокола SIP.
Обеспечивает передачу дополнительной информации прикладного уровня, которая в дальнейшем может способствовать более производительному функционированию приложений, использующих протокол SIP для доставки данной информации.

Запрос INFO
Возможными применениями для типа запроса INFO являются:
Перенос текущих сигнальных сообщений ТфОП между шлюзами ТфОП в течении разговорной сессии
Перенос DTMF сигналов, сгенерированных в ходе сессии
Перенос защищённой информации сигналов беспроводных систем для поддержки беспроводной мобильности приложений
Перенос информации об остатке на счёте (билинговой информации)
Перенос изображений и другой не потоковой информации между участниками сессии

Запрос UPDATE
Используется, когда необходимо изменить параметры сеанса:
Вызывающая сторона создаёт начальную INVITE-транзакцию.
В поле заголовка Allow запроса INVITE среди прочих типов запроса указывается UPDATE для того, чтобы указать способность вызывающей стороны принимать запросы этого типа. INVITE-транзакция протекает надлежащим образом. Любой ответ (предварительный или окончательный) от вызываемой стороны также содержит заголовок Allow с указанным в нём значением UPDATE.

Запрос UPDATE
После установления диалога (находящегося на ранней стадии или установленного), вызывающая сторона может создать запрос UPDATE, который содержит информацию offer (предложение с описанием сеанса связи в формате SDP), предназначенное для обновления параметров сессии.
Ответ на этот запрос переносит информацию answer (ответ на предложение с указанием принятых параметров также в формате SDP)
Запрос UPDATE является запросом, обновляющим текущий адрес удалённого пользователя (target refresh request).

Запрос UPDATE. Пример

Сообщения SUBSCRIBE и NOTIFY
Для услуг, которые требуют взаимодействия между конечными точками, необходима возможность запрашивать асинхронное уведомление о событиях
Эти услуги включают:
услуги автоматического обратного вызова (связанные с событиями изменения состояния терминала пользователя)
интерактивные списки контактов «buddy lists» (связанные с событиями присутствия пользователя), оповещение об ожидающем сообщении (связанные с событиями изменения состояния почтового ящика)
передача информации о состоянии вызова при взаимодействии сетей Internet и ТфОП.

Сообщения SUBSCRIBE и NOTIFY
Для услуг, которые требуют взаимодействия между конечными точками, необходима возможность запрашивать асинхронное уведомление о событиях
Эти услуги включают:
услуги автоматического обратного вызова (связанные с событиями изменения состояния терминала пользователя)
интерактивные списки контактов «buddy lists» (связанные с событиями присутствия пользователя), оповещение об ожидающем сообщении (связанные с событиями изменения состояния почтового ящика)
передача информации о состоянии вызова при взаимодействии сетей Internet и ТфОП.

Сообщения SUBSCRIBE и NOTIFY
(1) – запрос подписки на предоставление информации о состоянии
(2) – подтверждение подписки
(3) – передача информации о текущем состоянии
(4) – подтверждение приёма
(5) – передача информации о текущем состоянии
(6) – подтверждение приёма

Сообщения SUBSCRIBE и NOTIFY
Запрос SUBSCRIBE используется для запроса информации о текущем состоянии и информации об обновлениях состояния удалённого ресурса.
SUBSCRIBE – это запрос, создающий диалог.
Если начальное сообщение SUBSCRIBE представляет собой запрос вне диалога, его формирование проходит с привлечение процедур по созданию запроса вне диалога для UAC.
Идентификация событий, на которые осуществляется подписка, обеспечивается с помощью трёх компонентов запроса SUBSCRIBE: поля Request URI, заголовка Event и опционально тела сообщения.

Сообщения SUBSCRIBE и NOTIFY
Запрос SUBSCRIBE должен быть подтверждён окончательным ответом.
После того, как подписка была успешно создана или обновлена, уведомитель должен незамедлительно отослать сообщение NOTIFY, чтобы сообщить подписчику текущее состояние ресурса
Запрос NOTIFY посылается в том же диалоге, который был создан ответом на запрос SUBSCRIBE (если не существовало заранее установленного диалога).
Тип запроса NOTIFY используется для уведомления узла SIP о том, что событие, информация о котором запрашивалась в запросе SUBSCRIBE, произошло.

Сообщение Message
Запрос типа MESSAGE предназначен для передачи мгновенных текстовых сообщений (instant massages), используя модель, походящую на функционирование двустороннего пейджера или работу телефона при отправке SMS.
Каждое текущее сообщение (IM) независимо – информация о том, что происходит взаимодействие, переговоры между участниками, может быть отражена только в пользовательском интерфейсе клиента
Такой подход полностью противоположен сессионной модели, где происходит однозначное взаимодействие участников с чётко определённым началом и концом.

Сообщение Message
Когда один пользователь решает послать другому пользователю текущее текстовое сообщение (IM), отправитель формирует запрос типа MESSAGE и передаёт его.
Поле Request-URI запроса как обычно будет указывать публичный адрес получателя текущего сообщения, однако оно может содержать и адрес устройства в случаях, когда клиент владеет информацией о текущем местонахождении получателя
Тело сообщения будет включать текстовое сообщение, которое необходимо доставить.

Сообщение Message
Запрос MESSAGE пройдёт через группу прокси-серверов и будет доставлен получателю.
Получив запрос, UA получателя перейдёт к его обработке и в случае успеха в итоге отошлёт окончательный ответ с кодом 200 (OK); это означает, что текстовое сообщение было доставлено пользователю, но указывает на то, что пользователь с ним ознакомился.

Сообщение Message
MESSAGE sip:[e-mail] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/TCP serv3.niits.ru;branch=z9hG4bK776sgdkse
Max-Forwards: 70
From: sip:[e-mail];tag=49583 To: sip:[e-mail]
Call-ID: asd88asd77a@1.2.3.4
CSeq: 1 MESSAGE
Content-Type: text/plain
Content-Length: 18
Александр, иди сюда.

Ответы
Шесть типов ответов:
1хх – информационные
2хх – успех
3хх – перенаправление
4хх – ошибка клиента
5хх – ошибка сервера
6хх – глобальная ошибка

Ответы 1хх
100 Trying - Запрос обрабатывается, например, сервер обращается к базам данных, но местоположение вызываемого пользователя в настоящий момент не определено
180 Ringing - Местоположение вызываемого пользователя определено. Ему дается сигнал о входящем вызове
183 Session Progress – Этот ответ используется для того, чтобы заранее получить от шлюзов, стоящих на пути к вызываемому пользователю, описание сессии для проключения разговорного тракта в предответном состоянии
Информационные ответы

Ответы 2хх
Ответы об успешной обработке запроса
200 ОК - Kоманда успешно выполнена
202 Accepted – Запрос принят для обработки, но она еще не завершена.

Ответы 3хх
Ответы переадресации вызова
300 Multiple Choices - Вызываемый пользователь доступен по нескольким адресам. Вызывающий пользователь может выбрать любой из них.
301 Moved Permanently - Пользователь изменил свое местоположение, его новый адрес указан в поле Contact
302 Moved Temporarily Пользователь временно изменил свое местоположение, его новый адрес указан в поле Contact

Ответы 4хх
400 Bad Request - В запросе обнаружена синтаксическая ошибка
401 Unauthorized – Запрос требует проведения процедуры авторизации пользователя
404 Not Found – Вызываемый пользователь не обнаружен
407 Proxy Authentication Required – Перед вызовом требуется пройти процедуру аутентификации
486 Busy Here – Вызываемый пользователь в данный момент либо не желает либо не имеет возможности принять еще один вызов в дополнение к уже принятым

Ответы 5хх
Ответы об отказе сервера
500 Internal Server Error - Внутренняя ошибка сервера
501 Not Implemented - Сервер не может обслужить запрос, потому что в сервере не реализованы соответствующие функции
503 Service Unaviable – Обслуживание временно невозможно вследствие перегрузки или из-за проведения технического обслуживания

Ответы 6хх
600 Busy Everywhere Вызываемый пользователь занят и не желает принимать вызов в данный момент. Ответ может указывать подходящее для вызова время.
603 Decline Вызываемый пользователь не может или не желает принять входящий вызов, не указывая причины отказа
604 Does Not Exist Anywhere – Вызываемый пользователь не существует
Ответы о полной невозможности установить соединение

Диалог
Равноправное взаимодействие двух агентов пользователя по протоколу SIP, которое длится определённое время.
Диалог устанавливает последовательность сообщений между UA и обеспечивает верную маршрутизацию запросов.
Идентифицируется каждым агентом пользователя с помощью идентификатора диалога (dialog ID), который состоит из значения Call-ID, локальной метки (local tag) и удалённой метки (remote tag).

Диалог
У участвующих в диалоге сторон идентификатор диалога имеет свои отличия: локальная метка одного UA идентична удалённой метке другого и наоборот.
Идентификатор диалога напрямую связан со всеми запросами, имеющими параметр «tag» в поле заголовка To.

Диалог
Компоненты, описывающие состояние диалога и используемые для передачи сообщений в ходе диалога:
идентификатор диалога
локальный порядковый номер (для упорядочивания запросов UA, направляемых своему собеседнику),
удалённый порядковый номер (для упорядочивания запросов от собеседника к UA)
локальный URI
удалённый URI
текущий адрес удалённого пользователя (remote target)
булев флаг «secure»
установленный маршрут (route set)

Создание диалога
Диалоги создаются путём возврата ответов, не информирующих об ошибках, на запросы определённых типов.
В данной версии протокола установить диалог возможно только ответами 101-199 и 2хх с параметром «tag» в поле заголовка To на запрос INVITE.
Диалог, установленный предварительным ответом на запрос, называется диалогом «на ранней стадии» (early dialog).

Диалог
Как только соединение между двумя агентами пользователя установлено, любой из них может стать инициатором новых транзакций, необходимых в рамках диалога:
UA, отсылающий запросы будет выполнять роль клиента в транзакции,
UA, принимающий запросы, будет выполнять роль сервера.
Эти роли могут отличаться от тех, которые исполняли агенты пользователя в транзакции создания диалога.

Завершение диалога
Когда на любой запрос вне диалога приходит окончательный ответ класса, отличного от 2хх, диалоги, находящиеся на «ранней стадии», созданные посредством предварительных ответов, разрушаются.
Для разрушения установленных диалогов используется запрос BYE

Транзакции
Транзакция состоит из запроса и любого количества ответов на него.
Транзакция имеет клиентскую сторону и серверную сторону, соответственно они носят название клиентской транзакции и серверной транзакции.
Клиентская транзакция занимается отправкой запросов,
Серверная транзакция – отправкой ответов.
Они создаются в агентах пользователя и прокси-серверах с сохранением состояний (stateful).

Транзакции. Взаимодействие клиентской и серверной транзакции.

Функционирование клиентских транзакций
Когда TU нужно инициировать новую транзакцию, он создает клиентскую транзакцию и передаёт ей:
SIP-запрос, предназначенный для отправки,
IP-адрес,
номер порта,
тип транспортного протокола, на которые должен быть передан запрос.

Функционирование клиентских транзакций
Существует два конечных автомата клиентских транзакций в зависимости от типа запроса, который передаёт TU:
Один из них поддерживает клиентские транзакции для запросов INVITE (клиентская INVITE-транзакция)
Второй тип поддерживает клиентские транзакции всех типов запросов, исключая INVITE и ACK
Не существует отдельной клиентской транзакции для запроса ACK: когда у TU возникает необходимость передать этот запрос (при подтверждении ответа класса 2хх на запрос INVITE), он отправляет его напрямую транспортному уровню SIP для доставки по сети.

Конечный автомат клиентской INVITE-транзакции

Конечный автомат клиентской не-INVITE-транзакции

Соответствие ответов клиентским транзакциям
Когда транспортный уровень клиента принимает ответ, он должен выяснить, какой клиентской транзакции он принадлежит.
Для этой цели существует параметр «branch» в верхнем заголовке Via.
Ответ соответствует клиентской транзакции при выполнении двух условий:
Верхний заголовок Via ответа имеет то же значение параметра «branch», что и аналогичный верхний заголовок запроса, инициировавшего транзакцию.
Поле типа запроса в заголовке CSeq соответствует типу запроса, создавшему транзакцию.

Функционирование серверных транзакций
Серверная транзакция отвечает за доставку запросов TU и надёжную передачу ответов.
Серверные транзакции создаются при получении запросов при условии, что создание транзакции желаемо для запроса.
Как в клиентских транзакциях механизм функционирования зависит от типа запроса.

Серверная Invite-транзакция

Серверная не-Invite-транзакция

Соответствие запросов серверным транзакциям
Запрос соответствует транзакции, когда:
параметр «branch» запроса совпадает с аналогичным параметром в первом заголовке Via запроса, создавшего транзакцию.
имя хоста и номер порта в первом значении заголовка Via совпадают с аналогичными в первом значении заголовка Via запроса, создавшего транзакцию.
тип запроса соответствует типу запроса, создавшего транзакцию, за исключением запроса ACK, для которого тип запроса, создавшего транзакцию, будет INVITE.

Прокси-сервер
Прокси-сервер

Прокси-сервер
это элементы сети SIP, которые маршрутизируют SIP-запросы серверам агента пользователя и SIP-ответы – клиентам агента пользователя.
Запрос может проходить несколько прокси-серверов на пути к UAS.
Каждый из них будет принимать решения о дальнейшей маршрутизации, внося изменения в запрос перед его пересылкой следующему элементу сети.
Ответы будут маршрутизироваться через ту же группу прокси-серверов, которая была пройдена запросами, но в обратном порядке.

Прокси-сервер с сохранением состояний
В режиме с сохранением состояний прокси-сервер действует как механизм обработки SIP-транзакций.
При функционировании прокси-сервер задействует серверную транзакцию и одну или несколько клиентских транзакций
Входящие запросы обрабатываются серверной транзакцией.
От серверной транзакции запросы направляются ядру прокси-сервера.
Ядро прокси-сервера определяет, куда маршрутизировать запрос, выбирая один или несколько мест назначения для следующей пересылки запроса.

Прокси-сервер с сохранением состояний

Функции прокси-сервера с сохранением состояния
Для каждого запроса элемент, выполняющий роль прокси-сервера, должен осуществлять следующие функции:
Проверка правильности составления запроса
Предварительная обработка маршрутной информации
Определение адреса (адресов) для пересылки
Пересылка запроса
Обработка всех ответов

Сервер без сохранения состояния
Работает как ретранслирующий узел сети
Он пересылает каждый запрос следующему элементу, принимая решения о маршрутизации исходя из информации, содержащейся в запросе.
Полученные ответы он просто пересылает обратно.
Он удаляет информацию о прошедшем сообщении, как только сообщение было ретранслировано.

Сервер переадресации
Сервер переадресации предназначен для определения текущего адреса пользователя
Не генерирует своих запросов
Не терминирует вызовы
Не содержит клиентскую часть программного обеспечения

Сервер переадресации
Сервер
переадресации

Сервер определения местоположения
Служит для хранения текущего адреса пользователя.
Позволяет агентам регистрировать свое местоположение , обеспечивая тем самым мобильность пользователя
Может быть совмещен с прокси-сервером
О своем местоположении пользователь информирует сервер при помощи сообщения REGISTER. 2 режима регистрации:
Новый адрес сообщается один раз
Новый адрес сообщается через определенные промежутки времени

Сервер определения местоположения
Локальная Удаленная

Пример построения SIP-сети

Tesla
Marconi
INVITE
180 Ringing
200 OK
ACK
Media Session
BYE
200 OK
Пример установления соединения в SIP сети

SUBSCRIBE
200 OK
NOTIFY
200 OK
…
NOTIFY
200 OK
MESSAGE
200 OK
MESSAGE
200 OK
Пример услуги «мгновенного обмена сообщениями»

Alice
Registrar Server
REGISTER
Contact: sip:alice@128.175.13.16
200 OK
Пример регистрации в сети SIP

Регистрация в сети SIP
Alice
Registrar Server
SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP 128.175.13.50:5060;
branch=z9hG4bKus19
To: Alice
From: Alice
;tag=3431
Call-ID: 23@128.175.13.50
CSeq: 1 REGISTER
Contact:
;expires=3600
Content-Length: 0
REGISTER sip:registrar.udel.edu
Via: SIP/2.0/UDP 128.175.13.50:5060;
branch=z9hG4bKus19
Max-Forwards: 70
To: Alice
From: Alice
;tag=3431
Call-ID: 23@128.175.13.50
CSeq: 1 REGISTER
Contact: sip:alice@128.175.13.50
Content-Length: 0

SIP Redirect Server
INVITE sip:[e-mail] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 100.101.102.103:5060;
branch=z9hG4bKmp17a
To: Bob
From: Alice
;tag=42
Subject: Where are you exactly?
Contact:
Alice
Bob
Redirect Server
SIP/2.0 302 Moved Temporarily
Via: SIP/2.0/UDP 100.101.102.103:5060;
branch=z9hG4bKmp17a
To: Bob
;tag=64
From: Alice
;tag=42
Subject: Where are you exactly?
Contact: sip:alice@200.201.202.203
ACK
INVITE sip:bob@200.201.202.203 SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 100.101.102.103:5060;
branch=z9hG4bKmp17a
To: Bob
From: Alice
;tag=13473
Subject: Where are you exactly?
Contact:

Алгоритм работы сервера перенаправления
Разговор

Алгоритм работы прокси-сервера
Alice
Bob
Outbound proxy server
Inbound proxy server
Location server
DNS server
Media (RTP)
INVITE sip:[e-mail] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 100.101.102.103:5060;
branch=z9hG4bKmp17a
To: Bob
From: Alice
;tag=42
Subject: Where are you exactly?
Contact:
INVITE sip:[e-mail] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP proxy.yahoo.com:5060;
branch=z9hG4bKtiop3
Via: SIP/2.0/UDP proxy.udel.com:5060;
branch=z9hG4bK83842.1
Via: SIP/2.0/UDP 100.101.102.103:5060;
branch=z9hG4bKmp17a
To: Bob
From: Alice
;tag=42
Subject: Where are you exactly?
Contact:
100 Trying
100 Trying
180 Ringing
180 Ringing
180 Ringing
200 OK
200 OK
200 OK
ACK
BYE
200 OK
INVITE sip:[e-mail] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP proxy.udel.com:5060;
branch=z9hG4bK83842.1
Via: SIP/2.0/UDP 100.101.102.103:5060;
branch=z9hG4bKmp17a
To: Bob
From: Alice
;tag=42
Subject: Where are you exactly?
Contact:
SIP Trapezoid

Алгоритм работы прокси-сервера
или Softswitch NGN
УУД
УУД
Softswitch
Сервер определения
местоположения
Разговор

SIP Proxy Server
INVITE Bob
Alice
Bob’s voicemail
Bob’s Phone
INVITE Bob
486 Busy Here
INVITE Bob

SIP Proxy Server
INVITE Bob
Alice
Bob’s Cell Phone
INVITE Bob
INVITE Bob
Bob’s Office Phone
INVITE Bob
Bob’s Home Phone
200 OK
200 OK
CANCEL
CANCEL

Транспортный уровень протокола SIP
Отвечает за перенос запросов и ответов через сеть с использованием ее транспортных протоколов
Отвечает за управление соединениями таких протоколов как TCP и SCTP
Имеет клиентскую и серверную стороны
Соединение контролируется как на клиентской так и на серверной стороне

Транспортный уровень протокола SIP
Соединения идентифицируются указателем, состоящим из:
Адреса
Порта
Транспортного протокола на удаленном конце
Соединение должно сохранятся в течение некоторого интервала времени после того, как последнее сообщение было передано или получено через это соединение

Передача речи и команд управления

SIP-T (SIP for Telephony)
Требование к сети IP-телефонии это возможность так называемой прозрачности услуг относительно ТфОП. Традиционные телефонные услуги, такие как call waiting, услуга 800 и т.д. реализуются с помощью системы сигнализации №7.

Взаимодействие с ТфОП
Разговор
ISUP
ISUP
SIP

Инкапсуляция
IAM 2 = IAM 1

Дополнительные услуги:
Услуга «Переключение связи»

Дополнительные услуги:
Услуга «Переадресация вызова»

Дополнительные услуги:
Услуга «Уведомление о вызове во время связи»

Применения SIP
Сотовые сети нового поколения 3G
SIP для установления мультимедийных сессий
SIP for Telephony (SIP-T)