SIP协议介绍：实现IP网络电话功能及音视频通话控制流程
语音视频通话背后，最核心的控制协议是SIP协议，不管是借助微信进行视频通话，还是企业办公中使用软实力电话，底层基本上都离不开它。知晓SIP协议，就等同于弄明白网络通话怎样搭建怎样结束，对于网络工程师以及协议分析人员而言，这是一项基础技能。
协议定位与价值
会话语发起协议是SIP的全称，它于RFC 3261等相关标准中被界定，是归属于视频会议领域的信令协议范畴。简单来讲，它并不用于传递关于通话的语音视频方面的数据，仅仅负责“打电话”这一行为的控制流程，像包括谁给谁打电话、何时起始，并又在何时终止之类的情况。在互联网处于早期发展阶段之时，以硬件电话终端为运行基础的便是SIP协议，例如办公室里的IP话机便是这类例子哦。伴随着移动互联网以及软件应用的日渐普及，越来越众多的软件也已然开始选取SIP作为音视频通话的控制关键要点，如此一来这就致使SIP在协议还原、网络流量分析范畴始终占据着极为关键重要的地位。
传输方式与端口
SIP协议作为一个纯文本的协议，其报文内容能够直接借助文本工具去阅读以及解析，这就给协议的分析与调试带来了极大的便利。在传输层方面，SIP最常应用的承载协议是UDP，其默认端口号为5060。然而在实际的网络流量当中，SIP也会把TCP用作传输协议，特别是在需要传输较大消息体或者对可靠性有着更高要求的场景。除此之外，端口号并非是固定不变的，许多应用为了避开防火墙限制或者进行负载均衡，会改用其他端口。所以，于开展网络流量分析之际，并非仅仅依靠默认端口去辨认SIP流量，还得联合协议特征去予以深度识别。
标准通话流程拆解
某个符合标准的SIP通话流程能够划分成七个步骤，第一步，用户A朝用户B发送INVITE消息，用以邀请B开展通话，第二步，B收到邀请之后，其设备开启振铃并给A回复一个180 Ringing消息，告知A对方处于振铃状态，就在此刻A听到的是回铃音，第三步，B接听起该电话，给A发送200 OK消息，表明同意进行通话，与此同时在这个消息当中会携带SDP信息，用来协商双方采用哪种音视频编码、使用哪一个端口去传输数据。第四步，当A收到200 OK之后，便回复一个ACK消息使之得到确认，至此通话控制层面的协商宣告完成。第五步，双方开启正式通话，语音以及视频数据通常在另外一条会话当中传输，其中最常见的便是RTP协议。第六步，B挂断电话进而向A发送BYE消息，以此来传达通话即将结束的通知。第七步，A回复200 OK，从而确认通话已然结束且整个流程顺利完成。
协议消息分类与结构
SIP消息被划分成两类，一类是请求消息，另一类是响应消息。请求消息涵盖六种核心方法，其中INVITE用于发起会话，ACK用于确认最终响应，CANCEL用于取消未完成的请求，BYE用于结束会话，REGISTER用于注册用户地址，OPTIONS用于查询服务器能力。由三位数状态码和描述文本所构成的是响应消息，像100 Trying意味着正在处理，180 Ringing指的是振铃中，200 OK代表成功，401 Unauthorized表示要认证。整个SIP消息的格式是由一系列行组成并以\r\n结束的，总共被划分成四个部分，分别是起始行了，消息头部了，空行了，消息体了，这种结构跟HTTP极为相似，原因是它们都源自IETF组织。
请求消息格式解析
以一个INVITE请求而言，第一行属于起始行，其格式呈现为“方法 请求URI SIP版本”，就便如“INVITE sip:user@domain SIP/2.0”这般，三项相互之间借助空格予以分隔，结尾之处是\r\n。消息头部从第二行起始，每个头部字段格式成“字段名: 值;参数;参数”模样，像Via字段记载着所经路径情况，From和To字段标明主叫以及被叫用户信息，Call-ID用于唯一去标识一回会话，CSeq字段用以匹配请求与相关响应。消息头部之后接有一空行，也就是仅含\r\n的一行，借此分隔头部与消息体。倘若存有Content - Length字段，并且其值并非为0，那么这就意味着后面存在消息体，常见的消息体乃是SDP协议，该协议用以描绘媒体信息。
响应消息与关键字段
响应消息的起始行，其格式是“SIP版本 状态码 描述”，像这样“SIP/2.0 200 OK”。状态码的第一个数字，它代表响应类别，1xx是表示临时响应，2xx意味着成功，3xx代表重定向，4xx示意客户端错误，5xx表示是服务器错误，6xx代表全局错误。响应消息的头部结构，它与请求消息完全一致，同样的能够携带消息体。对协议开展还原这项工作的时候，有几个关键字段是必须着重予以关注的，其中，From字段以及To字段，是专门用来提取通话双方的标识信息的，Via字段呢，它的作用是去获取IP地址还有端口，User - Agent字段能够识别终端软件的类型，Contact字段是后续发送请求所用到的联系地址。要是消息体当中涵盖了SDP信息，那么还得解析其中的媒体类型、传输地址以及编码格式，这些信息对于将完整的通话记录还原而言是极为关键重要的。
在此处看到之时，你有没有碰到过于抓包分析之际，明明已然瞧见了SIP报文，然而却因端口并非5060就遗漏掉了关键通话记录的情形呢？欢迎于评论区去分享你的排坑经验，要是觉得内容具备用处，可别忘了点赞并转发给更多有需要的朋友哟。
