Sip协议

会话初始协议。SIP是IETF标准进程的一部分，它是在诸如SMTP（简单邮件传送协议）和HTTP(超文本传送协议）基础之上建立起来的(请求应答的通讯模式)。微信采用了自主研发的SYNC协议，他通过“握手”来同步消息（差值，降低数据量），采用Server通知/Client主动获取的交互方式。其优点包括：简化交互方式、增量传输数据、可靠有序传输、消息重传控制

SIP服务器是IP PBX的主要组件，负责建立网络中所有的SIP电话通话。SIP服务器也叫SIP代理服务器或注册服务器。

通常情况下，SIP服务器不参与媒体处理过程。在SIP网络中，媒体一般总是采用端到端协商的处理方式。在某些特殊情况或者业务处理中，例如Music On Hold，SIP服务器也会主动参与媒体协商。RTP要不要中转，就看sip server是如何处理了：1)如果sip server修改了sip里的SDP的地址和端口，那就要中转。你看你的cfg配置文件里是不是使用了use_media_proxy(). 2)sip server不修改SDP，就不中转。此时SDP里面是客户端的内网的IP和端口（一般默认是7078），如果客户端通过stun方式，那SDP里面的IP就是客户端的外网的NAT映射地址和端口。

简单的SIP服务器只负责会话的建立、维护和清除，不过多干涉呼叫。而相对比较复杂的SIP服务器，一般又称为SIP PBX，则不仅仅提供对基本呼叫、基本会话的支持，还提供丰富的业务，例如Presence、Find-me、Music On Hold等等。

大部分SIP服务器都是基于linux平台，典型代表为：OpenSER、sipXecx等。

也有部分SIP服务器是基于windows平台，典型代表为：miniSipServer、Brekeke等。

INVITE

主叫方Tesla首先发起 INVITE 消息到被叫方Marconi。INVITE 消息包含会话类型和一些呼叫所必须的参数。会话类型可能是单纯的语音，也可能是网络会议所用的多媒体视频，还可能是游戏会话。下面是消息体范例，我们来详细分析各个字段的意义。

INVITE sip:marconi@radio.org SIP/2.0
    <＝ 请求方法、请求地址（Request－URI）、SIP 版本号（目前都是 SIP/2.0）
       <＝ 请求地址一般就是被叫方地址，跟 MSN 中好友 eMail 地址类似

Via: SIP/2.0/UDP
lab.high-voltage.org:5060;branch=z9hG4bKfw19b
    <＝SIP 版本号（2.0）、传输类型（UDP）、呼叫地址、
        <＝branch是一随机码，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

Max-Forwards: 70
    <＝最大跳跃数，就是经过 SIP 服务器的跳跃次数，主要是防止循环跳跃
    <＝每经过一台代理服务器，该整数减一

To: G. Marconi
<sip:Marconi@radio.org>
From: Nikola Tesla <sip:n.tesla@high-voltage.org>;tag=76341
    <＝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
        <＝对于 INVITE 消息，可以在 From 字段中包含 tag，它也是个随机码

Call-ID: 123456789@lab.high-voltage.org
   <＝呼叫ID是由本地设备生成的，全局唯一值。每次呼叫该值唯一不变
        <＝对于用户代理发送 INVITE 消息，本地将生成 From tag 和 Call-ID 全局唯一码，被叫方代理则生成 To tag 全局唯一码。这三个随机码做为整个对话中对话标识（dialog indentifier）在通话双方使用。

CSeq: 1 INVITE
    <＝CSeq，又叫命令队列（Command Seqence），每发送一个新的请求，该数自动加1
* 以上几个字段是所有 SIP 消息体所必须的，其它头字段有些是可选的，有些在特定请求也是必须

Subject: About That Power Outage...
Contact: <sip:n.tesla@lab.high-voltage.org>
   <＝Contact 是 INVITE 消息所必须的，它用来路由到被叫设备地址，也称为用户代理（UA）
Content-Type:
application/sdp
Content-Length: 158
    <＝最后两位附属字段说明消息体类型以及字段长度

v=0    <＝SDP版本号，目前都是 0
o=Tesla
2890844526 2890844526 IN IP4 lab.high-voltage.org    <＝主叫源地址，类型等
s=Phone Call   <＝主题
c=IN IP4
100.101.102.103   <＝连接
t=0
0   <＝ 时间戳
m=audio 49170
RTP/AVP 0   <＝媒体
a=rtpmap:0
PCMU/8000    <＝媒体属性

<＝从上面 SDP 消息体我们可以得出下面信息
        <＝连接 IP 地址：100.101.102.103
        <＝媒体格式：audio
       
<＝端口号：49170
        <＝媒体传输类型：RTP
        <＝媒体编码：PCM u Law
        <＝采样率：8000 Hz

180 Ringing

当 被叫方接收到 INVITE 请求消息后，将回复 180 Ringing。顾名思义，就是发回铃音，提示主叫方电话已连接上了，正等待被叫应答。被叫方接收到 INVITE 消息后也会发生响铃或者其它有呼入提示，这由被叫方设定（我们可以把它想象成我们自己设定手机铃声）。对于 180 响应又被称为“消息及时响应”，它是一种用来测试被叫状态的一种响应。因此它所包含的信息不多，具体 180 响应消息如下：

SIP/2.0 180 Ringing
Via: SIP/2.0/UDP lab.high-voltage.org:5060;branch=z9hG4bKfw19b
;received=100.101.102.103    <＝这里增加一个 received 参数，标识接收方 IP 地址
To: G. Marconi
<sip:marconi@radio.org>;tag=a53e42   <＝上已提到，To tag 做为被叫方标识
From: Nikola
Tesla <sip:n.tesla@high-voltage.org>;tag=76341 <＝要求很发送方 From tag 一致
Call-ID: 123456789@lab.high-voltage.org
CSeq: 1 INVITE
Contact: <sip:marconi@tower.radio.org>
Content-Length: 0
    <＝对于 180 Ringing 响应，基本上就是将 INVITE 的 Via、To、From、Call-ID 和 CSeq 内容复制过来，对于首行标出 SIP 版本号，响应代码（180）和动作原因（reason phrase）
    <＝注意这里 From 和 To 地址，因为它们用来指定呼叫方向，因此这里的 200 OK 响应并没有将地址对调，仍然保持原样。一点不同的是 To 头字段添加了由被叫方 Marconi 生成的 tag 标识

200 Ok

被叫响铃后，如果被叫用户 Marconi 接起电话，则发出 200 OK 响应。这个响应除了做为接通指示之外，还有一个功能是用来指定被叫允许的连接媒体格式，让主叫方确认是否可以接收该媒体。
消息体如下

SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP lab.high-voltage.org:5060;branch=z9hG4bKfw19b
;received=100.101.102.103
To: G. Marconi <sip:marconi@radio.org>;tag=a53e42
From: Nikola Tesla <sip:n.tesla@high-voltage.org>;tag=76341
Call-ID: 123456789@lab.high-voltage.org
CSeq: 1 INVITE
Contact: <sip:marconi@tower.radio.org>
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 155
   <＝头字段部分基本同上
v=0
o=Marconi 2890844528 2890844528 IN IP4 tower.radio.org
s=Phone Call
c=IN IP4 200.201.202.203
t=0 0
m=audio 60000 RTP/AVP 0
a=rtpmap:0 PCMU/8000

<＝从上面 SDP 消息体我们可以得出下面信息
        <＝终端 IP 地址：200.201.202.203
        <＝媒体格式：audio
        <＝端口号：60000
        <＝媒体传输类型：RTP
        <＝媒体编码：PCM u Law
        <＝采样率：8000 Hz

ACK

通话前最后一步是主叫方确认 200 OK响应。该项确认证明连接被允许，即将使用另一种协议开始媒体连接。这另一种协议是上面在 SDP 消息段中所协商好的 RTP 格式。该 ACK 响应内容如下：

ACK sip:marconi@tower.radio.org SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP lab.high-voltage.org:5060;branch=z9hG4bK321g
Max-Forwards: 70
To: G. Marconi <sip:marconi@radio.org>;tag=a53e42
From: Nikola Tesla <sip:n.tesla@high-voltage.org>;tag=76341
Call-ID: 123456789@lab.high-voltage.org
CSeq: 1 ACK
Content-Length: 0

BYE

通话完毕后，由被叫方 Marconi 首先挂机，发送 BYE 请求命令。注意这回由 Marconi 做为主叫方了，因此 Via 字段和 From、To 与 INVITE 字段有所不同。其实也就是倒置。

BYE sip:n.tesla@lab.high-voltage.org SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP tower.radio.org:5060;branch=z9hG4bK392kf
Max-Forwards: 70
To: Nikola Tesla <sip:n.tesla@high-voltage.org>;tag=76341
From: G. Marconi <sip:marconi@radio.org>;tag=a53e42
Call-ID: 123456789@lab.high-voltage.org
CSeq: 1 BYE
Content-Length: 0

200 OK

BYE 之后，要求被叫方发 200 Ok 确认，也就是让主叫知道被叫已经知道你挂断了。（注意这里所说的主被叫角色已经倒过来了）打个比方，通话之后，有一方要求挂机，另一方需要知道它已经挂机了。

SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP tower.radio.org:5060;branch=z9hG4bK392kf
;received=200.201.202.203
To: Nikola Tesla <sip:n.tesla@high-voltage.org>;tag=76341
From: G. Marconi <sip:marconi@radio.org>;tag=a53e42
Call-ID: 123456789@lab.high-voltage.org
CSeq: 1 BYE
Content-Length: 0

到此，就是最简单的呼叫过程。该过程简单在于两个终端之间没有其它设备，完全的点对点连接，它们之间只需要知道对方 IP 地址即可。现实生活中这种呼叫形式是很少见的。

实时传输协议（RTP）为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务。RTP 本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量（QoS）保证，它依赖于低层服务去实现这一过程。 RTP 并不保证传送或防止无序传送，也不确定底层网络的可靠性。 RTP 实行有序传送， RTP 中的序列号允许接收方重组发送方的包序列，同时序列号也能用于决定适当的包位置，例如：在视频解码中，就不需要顺序解码。

微信（Sync协议）：

TCP长连接

如何获取新数据呢：

1. 服务器端通知，客户端获取
2. 客户端携带最新的SyncKey，发起数据请求
3. 服务器端生成最新的SyncKey连同最新数据发送给客户端
4. 基于版本号机制同步协议，可确保数据增量、有序传输
5. SyncKey，由服务器端序列号生成器生成，一旦有新消息产生，将会产生最新的SyncKey。类似于版本号
6. 服务器端通知有状态更新，客户端主动获取自从上次更新之后有变动的状态数据，增量式，顺序式。