筆者在前面的章節(jié)中已經針對一些基礎概念做了比較全面的分析和詳解，通過對這些必要的基礎概念的分享，讀者可以對SIP的基礎骨干有了一個清晰的認識。萬里長征第一步。學習任何知識，都需要我們從基礎輪廓開始，慢慢接觸細節(jié)知識。我們在以前的學習中可以獲知，SIP協(xié)議實際上是基于HTTP協(xié)議發(fā)展而來的(SIP協(xié)議不是HTTP協(xié)議的擴展)，因此，它的基本操作流程也同樣符合HTTP協(xié)議的基本原理。進一步來說，其基本的處理流程就是一個請求和響應的流程。如果讀者需要進一步了解其SIP流程和基本的概念，可以查閱：
SIP協(xié)議及新IP企業(yè)通信網絡技術概論-核心SIP技術介紹-2
SIP協(xié)議及新IP企業(yè)通信網絡技術概論-核心SIP技術介紹-2
我們按照以上圖例根據不同的呼叫業(yè)務可以進一步解讀出SIP消息中關于請求和協(xié)議的更多的技術細節(jié)，最基礎的兩個大類就是請求methods和響應碼，請求methods可以支持不同的請求，響應碼也根據對端狀態(tài)支持了非常不同的響應碼。在請求和響應交互中，通過不斷變換的SIP頭進行進一步的協(xié)商來完成呼叫流程。所以，我們在本章節(jié)的討論中，我們將對SIP消息核心知識進行全面討論，主要包括通常使用的請求methods（13或者14種methods），響應碼(1xx-6xx)和SIP頭。在具體實戰(zhàn)的操作過程中，技術人員同樣需要通過雙方的交互信息來對流程做相應的處理，也需要這些交互消息來排查問題。
注意，我們這里所說的SIP消息和SIP規(guī)范中的message有著非常明顯的不同。此消息和彼消息是完全不同的內涵。一般來說，SIP消息就是請求和響應的消息，客戶端對服務器端發(fā)送請求消息，服務器端對客戶端返回響應消息。我們這里通常所說的SIP消息是指一般的SIP請求和響應消息，而在SIP規(guī)范中的message是SIP規(guī)范的一種擴展的method，它允許SIP終端之間發(fā)送即時消息（instant message）。
1、SIP請求methods和響應碼
請求和響應是SIP響應的兩大核心要素。這兩大要素結合SIP頭決定著呼叫的最終結果。在具體的SIP請求中，根據RFC3261，SIP請求根據SIP呼叫請求的不同環(huán)境，SIP請求又細分6種不同的methods，這6種methods是RFC3261規(guī)范所規(guī)定的methods，另外還有8種常用的擴展SIP methds，這8種methods不是RFC3261的規(guī)范規(guī)定的methods，它們是通過SIP的擴展協(xié)議獲得的支持。所以，我們這里總共介紹14種不同的常用的SIP請求方式。
在SIP請求methods中，我們經常遇到的SIP請求methods包括：
- REGISTER：用來注冊一個用戶代理，通過臨時綁定一個用戶代理的URI到AOR地址，這樣服務器端能夠獲悉其用戶代理的位置。簡單來說，它負責注冊contact消息。
- INVITE，通過邀請一個用戶參與到會話來發(fā)起一個呼叫。另外，INVITE也可以修改會話。
- ACK，一個acknowledgement或者消息確認是作為一個對200 OK響應或其他響應的一個確認響應。這些響應是初始INVITE請求的結果，此時應該會產生會話，ACK僅對INVITE負責或者（re-INVITEs）。
- CANCEL用來取消待處理的請求。
- BYE用來指示結束呼叫或者會話。
- OPTIONS 負責查詢服務器端的媒體支持能力。
- INFO，負責mid-session的SIP信令消息之間的通信，它是一個RFC3261的擴展協(xié)議，具體規(guī)范參考RFC2976。具體使用示例包括PSTN網關的PSTN信令消息，傳輸會話中中需要傳輸的DTMF，計費賬號余額，無線移動端的無線信號狀態(tài)，會話之間傳輸圖片或者其他非媒體的數據。
- PRACK，其全稱是Provisional ACK，從字面意思可以看出，它本身是一個臨時的ACK。因為它是一個臨時的響應，所以它僅用來對1xx臨時響應做出響應。在某些情況下，如果初始INVITE請求沒有攜帶SDP消息體的話，在1xx臨時響應后，PRACK可以包含相關的SDP消息體。另外需要注意，為了驗證其可靠性，每個臨時響應（例如從UAS來的183響應）都給定一個序列號，通過響應消息中的RSeg頭來傳輸，從UAC來的PRACK的消息中包含一個RAck頭，表示一個針對臨時響應的序列號的確認。它也是通過一個RFC3261規(guī)范的擴展協(xié)議來支持，具體規(guī)范參考RFC3262。
- Refer 用來轉接呼叫，也可以用來聯(lián)系外部資源。Refer method是SIP規(guī)范的擴展協(xié)議。具體關于定義Refer method規(guī)范，讀者可以查閱RFC3515。
- SUBSCRIBE用來在稍晚時間請求一個事件提醒或一系列事件。常見的示例是用來訂閱一個請求提示（Notification），當某人的IM在線狀態(tài)發(fā)生改變（離線，在線，忙狀態(tài)等）以后，對其發(fā)送提示事件。關于訂閱的擴展協(xié)議，讀者可以查閱RFC3265。
- NOTIFY用來對已訂閱的事件發(fā)送notify提示消息，它也可以通過SIP服務器端對SIP客戶端發(fā)送客戶端事件提示，例如語音郵箱留言等。讀者也可以按照RFC3265的規(guī)范進一步了解notify提示method。
- Update用來支持客戶端更新會話協(xié)商中的一些參數，例如媒體流的參數以及編碼等。注意，update不會影響dialog的狀態(tài)。關于更多update method，讀者可以參考SIP的擴展協(xié)議RFC3311。
- Publish發(fā)布和注冊一樣，它也允許用戶創(chuàng)建，修改和移除狀態(tài)，不同的是它負責發(fā)布事件狀態(tài)，用戶可以根據事件本身狀態(tài)來提示訂閱用戶。具體規(guī)范查閱RFC3903。
- Message method是SIP的擴展協(xié)議，用來傳輸請求的消息體中的即時消息。通過SIP 初始會話技術，結合在線狀態(tài)和即時消息構成了當前最強大的即時通訊系統(tǒng)。目前，即時消息或者IM使用已經非常普及，包括我們的QQ等。但是，SIP的強大之處在于提供了在線狀態(tài)應用，對基于會話初始應用機制提供支持，但是對即時消息支持不是SIP的優(yōu)勢。因此，讀者可以看到，在SIP應用中即時消息的使用仍然不是市場主流。關于SIP 消息的規(guī)范讀者可以查閱RFC3428，關于在線狀態(tài)和即時消息規(guī)范讀者可以查閱RFC2778和RFC2779。
關于以上SIP method的其他深入討論，讀者可以查閱參考鏈接，或者閱讀筆者的歷史文檔。因為篇幅原因，這里不再介紹。一些比較常見的method，例如， 100rel/PRACK，讀者可以查閱歷史文檔：
SIP拓展協(xié)議RFC3262概述和100rel/PRACK詳解
2、SIP請求和響應中的header
前面我們介紹了SIP的methods和它的一些控制協(xié)議支持的methods。在各種methods中，INVITE是我們最常用的method。在這些methods中需要通過各種header來進行通信協(xié)商。在本章節(jié)我們重點介紹一下method中的header和其響應中的header。因為篇幅所限，我們這里僅介紹INVITE method和其響應，讀者可以查閱SIP規(guī)范和其具體擴展協(xié)議深入了解更多的用途說明。以下是根據RFC3261官方介紹的一個基本的示例
| INVITE的SIP頭 |
INVITE 200 OK響應的SIP頭 |
||
| 頭名稱 | 說明 | 頭名稱 | 說明 |
| Request-Line | 表示請求類型，INVITE中包含目的地UA的SIP URI和其SIP以及版本 2.0 | Status-Line | 表示正在使用SIP 2.0， 返回 200 OK。 |
| Via | 表示傳輸層協(xié)議使用，使用UDP，包含響應返回的IP地址和端口，branch ID（不可修改的）確認事務的唯一性，和RPORT | Via | 服務器端插入的頭，支持回環(huán)檢測，允許 200 OK找到返回到終端的路徑。返回此請求的響應，要注意，如果有route的話，應該發(fā)route；如果沒有route，則發(fā)Contact返回響應；如果沒有Contact，則發(fā)From返回。 |
| From | 顯示呼叫方信息，呼叫方SIP URI，事實上是呼叫方的caller ID | From | 初始呼叫方信息和其SIP URI |
| To | 顯示被呼叫方的信息 | To | 初始被呼叫方UA |
| Call-ID | 是一個全局ID，針對具體某個dialog，在此dialog中，所有請求和響應事務都具有此同一Call-ID。 | Call-ID | 是一個全局ID，針對具體某個dialog。 |
| CSeq | 用來確認事務和其事務的處理順序。在呼叫中，每個呼叫對象會維護自己的CSeq，并且會根據成功狀態(tài)會依次遞增。 | CSeq | 用來確認事務和其事務的處理順序。在呼叫中，每個呼叫對象會維護自己的CSeq，并且會根據成功狀態(tài)會依次遞增。 |
| Contact | 顯示一個SIP URI，表示在后續(xù)請求中可以使用這個SIP URI聯(lián)系到此agent。 | Contact | 顯示一個SIP URI，表示在后續(xù)請求中可以使用這個SIP URI聯(lián)系到此agent。 |
| Allow | 此agent支持的一個methods 列表 | Allow | 此agent支持的一個methods 列表 |
| Max-Forwards | 用來限定代理或者網關前轉到下一跳的最大數量，每經過一個代理或者網關此值會遞減1，默認推薦值為70. | ||
| Content-Type | 描述在此應用中的內容，應用，SDP類型。 | Content-Type | 描述在此應用中的內容，應用，SDP類型。 |
|
Proxy-Authorization |
用來支持對proxy代理的安全信息。 | ||
| Supported | 描述此agent支持的擴展，例如100rel，timer,replaces 等等。 | ||
| User-Agent | 表示具體的代理信息 | User-Agent | 表示具體的代理信息 |
| Content-Length | 表示SDP消息體的長度，以byte為單位。 | Content-Length | 表示SDP消息體的長度，以byte為單位。 |
| Record-Route | 代理插入的頭域值，強制在此dialog中的后續(xù)請求通過此代理路由 | ||
響應中的Via，From，To，Call-ID，CSeq是完全從請求中拷貝過來的。
To，From不會在請求和響應的交互中發(fā)生替換。
不同的服務提供商或者SIP終端發(fā)送的頭信息順序可能不同，這是符合規(guī)范的，例如CSeq和Call-ID的位置順序發(fā)生變化。
Supported/Reqiure的功能支持，客戶端通知服務器端需要支持的列表，服務器端返回require的功能列表。
關于以上問題的詳解，讀者可以進一步了解：
除了以上的關于SIP頭的一些介紹以外，在一些對帶寬非常敏感的網絡環(huán)境中，為了節(jié)省帶寬，SIP協(xié)議可以支持SIP頭的壓縮格式或者縮寫，具體的格式如下：
| 縮寫 | Header | 定義協(xié)議 | 原始含義 |
|---|---|---|---|
| a | Accept-Contact | draft-ietf-sip-callerprefs | -- |
| b | Referred-By | -refer- | "by" |
| c | Content-Type | RFC 3261 | |
| e | Content-Encoding | RFC 3261 | |
| f | From | RFC 3261 | |
| i | Call-ID | RFC 3261 | |
| k | Supported | RFC 3261 | "know" |
| l | Content-Length | RFC 3261 | |
| m | Contact | RFC 3261 | "moved" |
| o | Event | -event- | "occurance" |
| r | Refer-To | -refer- | |
| s | Subject | RFC 3261 | |
| t | To | RFC 3261 | |
| u | Allow-Events | -events- | "understand" |
| v | Via | RFC 3261 |
有時，在某些比較特殊的部署環(huán)境中，我們可能會看到一些帶X前綴的拓展的頭參數值。例如，有時需要對每個終端的聲音增益進行調整時，可以通過其擴展到X頭來調整。如果需要對話單用戶進行定義時，也可以通過X擴展頭來定義。這樣操作帶來的問題是，一些系統(tǒng)如果對X頭不支持的話，服務器端可能直接丟棄，并且拒絕解析這些字段，導致很多兼容性問題。因此，RFC6684規(guī)范對X擴展進行了說明，X頭將不再進行支持。
除了X頭以外，P header是一個仍然普遍使用的頭域值。它一方面使用在計費消息中，另外一方面主要使用在網絡穿越的環(huán)境設置中包括SBC用戶場景。例如，計費使用的P-Charge-Info，在可信網絡環(huán)境中P-Asserted-Identity傳輸用戶認證信息。特別在FCC強制要求美國運營商部署STIR/SHAKEN規(guī)范時，P-Asserted-Identity是必要的頭之一。關于STIR/SHAKEN，讀者可以查閱：
關于SIP P擴展頭的完整規(guī)范說明，讀者可以查閱RFC3325和RFC3455規(guī)范。
4、總結
在本文章中，筆者主要介紹了SIP協(xié)議中的14個核心的methods，另外根據一般用戶場景，我們也介紹了請求和響應中的SIP頭主要的頭域值介紹。筆者通過最常見的INVITE請求method結合其響應碼為大家簡單介紹了其頭值的具體內容。另外，筆者也討論了頭值的狀態(tài)變化，在這些header頭值中，一些關鍵的頭值在交互中不會發(fā)生變化或者修改，這些問題筆者也要注意。
除了RFC3261中一些標準的SIP頭以外，SIP支持其他的擴展頭，包括X頭和P頭值擴展，這些頭值可以進一步完善具體或者特殊用戶場景多其他參數的支持。
雖然筆者盡量在討論中涵蓋SIP規(guī)范的關于SIP methods和響應碼以及SIP擴展頭的全部內容，但是，因為篇幅所限和實際應用示例非常繁多，用戶只能通過最常見的INVITE和響應來為讀者解讀SIP核心概念，希望起到一個拋磚引玉的作用，其他的methods可以根據讀者提供的RFC規(guī)范線索做深入了解。
參考資料：
- https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc2976
- https://www.ietf.org/rfc/rfc3262.txt
- https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc3311
- https://www.ietf.org/rfc/rfc3428.txt
- https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc2976
- https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc3265
- https://www.ietf.org/rfc/rfc3903.txt
- https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc6648
- https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc3455
