定義

SIP 協議，即會話發起協議（Session Initiation Protocol）， 是一個應用層的 點對點協議 ，用于初始、管理和終止網絡中的語音和視頻會話， 屬于 GB28181 的核心之一。

SIP 協議是由IETF組織提出的IP電話信令協議,IETFRFC2543中對它的定義是一個基于文本的應用層控制協議， 獨立于底層傳輸協議：TCP/UDP/SCTP， 用于建立、修改和終止 IP 網上的雙方或多方多媒體會話。借鑒了 HTTP、SMTP 等協議，支持代理、重定向及登記定位用戶等功能， 支持用戶移動。

SIP協議通過與 RTP/RTCP、SDP、RTSP 等協議及 DNS 配合， 從而支持語音、視頻、數據、E-mail、 狀態、IM、聊天、游戲等應用場景。

它可在 TCP 或 UDP 之上傳送，由于 SIP 本身具有握手機制，一般情況下首選 UDP傳輸協議。

從打電話的角度去理解SIP協議，推薦閱讀：深入淺出SIP協議

本篇文章針對sip協議的應用場景是建立在GB28181協議的基礎上來進行理解和解讀的，如果理解有誤，還請各位網友不吝指教！在評論區留下您的寶貴建議，謝謝！

基本流程

sip協議的網絡元素：

• 用戶代理
• 代理服務器
• 注冊服務器
• 重定向服務器
• 位置服務器

上圖簡單的勾勒出了sip協議網絡元素之間的關系，同時通過上圖也可以了解到sip會話的基本呼叫流程：

• 用戶代理B向注冊服務器發送Register請求，攜帶contact地址；
• 隨后注冊服務器將B的地址，記錄到位置服務器；
• 用戶代理A向代理服務器發送invite請求啟動與用戶代理B的會話；
• 代理服務器會先向A發送響應100 Trying的信息以避免A重傳invite消息；
• 然后代理服務器向位置服務器搜索B的地址，獲取到地址后會進一步轉發A的invite請求；
• 通過上一步代理服務器將A的請求轉發到B，B向代理服務器響應180 Ringing信息；
• 代理服務器將B的響應信息轉發給A,B向代理服務器響應200 OK信息；
• 緊接著A給B發送ACK請求，一個會話至此建立完成。

關于GB28181的"客戶端對實時音視頻點播"的流程，本質除sip服務器以外的都是sip客戶端， 也可以理解為客戶端對媒體發送端的基本呼叫流程，如下圖：

在GB28181標準中 中心信令服務器 (center control server)就是一個基于sip協議設計的負責核心sip信令應用處理的SIP服務器， 信令安全路由網關 (secure signal routing gateway)是一種具有安全功能的sip服務器。

"組成中心信令控制的邏輯實體包括代理服務器、注冊服務器、重定向服務器、背靠背用戶代理等的一種或者幾種,是負責核心SIP信令應用處理的SIP服務器" --引自《GB/T 28181-2016 公共安全視頻監控聯網系統 信息傳輸、交換、控制技術要求》

協議結構

sip協議包括六個主要請求和六類響應消息：

請求：

• INVITE
• BYE
• REGISTER
• CANCEL
• ACK
• OPTIONS

響應：

• 1xx: 臨時/信息響應
• 2xx: 成功響應
• 3xx: 重定向響應
• 4xx: 客戶端故障響應
• 5xx: 服務器故障響應
• 6xx: 全局故障響應

下面是GB28181協議標準下較常用的的sip請求：

INVITE

INVITE請求在GB28181協議中是視頻點播（包括實時預覽和歷史回放）流程中最重要的一個環節，在invite請求中會包含SDP協議的內容。SDP協議(Session Description Protocol)是用來描述媒體數據是如何使用的，它由3個部分組成，可分為：

• 第1部分是Session description
  • v= (protocol version)
  • o= (owner/creator and session identification)
  • s= (session name)
  • i= (session information)
  • u= (URI of description)
  • e= (email address – contact detail)
  • p= (phone number – contact detail)
  • c= (connection information – not required if included in media description)
  • b= (session bandwidth information)
  • z= (time zone adjustments)
  • k= (encryption key)
  • a= (zero or more session attribute lines)
• 第2部分是Time description
  • t= (time the session is active)
  • r= (repeat times)
• 第3部分是Media description
  • m= (media name/ transport address)
  • i= (media title)
  • c= (connection information – not required if included in session description)
  • b= (bandwidth information)
  • k= (encryption key)
  • a= (zero or more media attribute lines)

sdp字段的具體細節可參考鏈接：

sdp會話描述協議

sdp協議參考文獻:

《GB/T 28181-2016 公共安全視頻監控聯網系統 信息傳輸、交換、控制技術要求》附錄FSDP定義

下面是在GB28181協議中視頻點播流程中的invite數據包：

BYE

BYE包是用來終止已經建立的會話，通常出現BYE包的場景是媒體接收端主動發起實時音視頻點播流程時出現。它不能由代理服務器發送，也不能發送到掛起的INVITE或者未建立的會話。

具體的數據包流程分析如下圖：

REGISTER

通過抓包可以查看到GB28181一個完整的基本注冊流程:

在GB28181中它是采用RFC 3261規范中基于數字摘要的CRAM機制來進行注冊，基本注冊流程如下圖：

具體的數據包分析如下圖：

CANCEL

主要是用來終止未建立的會話。用戶代理使用此請求取消之前發起的待處理的invite。它可以由用戶代理或代理服務器發送。

ACK

ACK在RFC-3262規范中是一個請求，它只有在INVITE請求中出現，當INVITE請求響應是200 OK時， 后續的ACK則是一個獨立事務。