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[IMS协议] SIP 路由机制   [复制链接]

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版主 特殊贡献奖

发表于 2013-2-17 09:47:48 |显示全部楼层
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总的来说,SIP中存在两种路由场景:
1,请求消息的路由
2,响应消息的路由

其中,响应消息的路由非常简单,就是完全依靠Via来完成的,具体请见我关于RFC3261中会话流程的分析。
下面我们只谈SIP请求消息的路由。

首先我们要搞清楚什么是严格路由和松散路由。

严格路由(Strict Routing):
可以理解为比较“死板”的理由机制,这种路由机制在SIP协议的前身RFC 2534中定义,其机制非常简单。
要求接收到的消息的request-URI必须是自己的URI,然后它会把第一个Route头域“弹”出来,并把其中的URI作为新的request-RUI,然后把该消息路由给该URI。

松散路由(Louse Routing,lr):
该路由机制较为灵活,也是SIP路由机制的灵魂所在,在SIP根本大典RFC 3261中定义。
人刚我柔谓之走,我顺人背谓之粘。动急则急应,动缓则缓随。虽变化万端, 而理为一贯。

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版主 特殊贡献奖

发表于 2013-2-17 09:48:24 |显示全部楼层
下面介绍一下一个松散路由的Proxy的路由决策过程:

1,Proxy首先会检查消息的request-URI是不是自己属于自己所负责的域。如果是,它就会通过定位服务将该地址“翻译”成具体的联系地址并以此替换掉原来的request-URI;否则,它不会动request-URI。

2,Proxy检查第一个Route头域中的URI是不是自己的,如果是,则移除之。

3,前面两项都是准备工作,下面该进行真正的路由了。如果还有Route头域,则Proxy会把消息路由给该头域中的URI,否则就路由给request-URI。至于如何从下一跳URI确定出IP地址,端口以及传输协议那是另外一回事了。

对于前面的3条规则,我们可以简单总结为一句话:Route的优先级高于request-URI的。

好,了解了两种路由机制,我们再来了解一下Route和Record-Route。
如果说Via是为了给一个请求消息的响应消息留后路,那么Record-Route就是为了给该请求消息之后的请求消息留后路。
【说明】一个SIP消息每经过一个Proxy(包括主叫),都会被加上一个Via头域,当消息到达被叫后,Via头域就记录了请求消息经过的完整路径。被叫将这些Via头域原样copy 到响应消息中(包括各Via的参数,以及各Via的顺序),然后下发给第一个Via中的URI,每个Proxy转发响应消息前都会把第一个Via(也就是它自己添加的Via)删除,然后将消息转发给新的第一个Via中的URI,直到消息到达主叫。

    而在一个请求消息的传输过程中,Proxy也可能(纯粹自愿,如果它希望还能接收到本次会话的后续请求消息的话)会添加一个Record-Route头域,这样当消息到达被叫后里面就有会有0个或若干个Record-Route头域。被叫会将这些Record-Route 头域并入路由集,并并入自己的路由集,随后被叫在发送请求消息时就会使用该路由集构造一系列Route头域,以便对消息进行路由。
    然后,被叫会像上面对待Via头域一样,将Record-Route头域全部原样copy到响应消息中返回给主叫。
    主叫收到响应消息后也会将这些Record-Route头域并入路由集,只是它会将其反序。该会话中的后续请求消息的Route头域就会通过路由集构造。
【注意】Record-Route头域不用来路由,而只是起到传递信息的作用。
Record-Route头域不是路由集的唯一来源,路由集还可以通过手工配置等方式得到。


只是描述还是比较抽象,下面就以RFC 3261中的两个实例来解释一下。

路由示例1:

场景:
两个UE间有两个Proxy,U1 -> P1 -> P2 -> U2,并且两个Proxy都乐意添加Record-Route头域。

消息流:
【说明】由于我们在此只关心SIP路由机制,因此下面消息中跟路由机制无关的头域都省略了。

U1发出一个INVITE请求给P1(P1是U1的外拨代理服务器):
      INVITE sip:callee@domain.com SIP/2.0
      Contact: sip:caller@u1.example.com

P1不负责域domain.com,消息中也没有Route头域,因此通过DNS查询得到负责该域的Proxy的地址并且把消息转发过去。这里 P1在转发前就添加了一个Record-Route头域,里面有一个lr参数,说明P1是一个松散路由器,遵循RFC3261中的路由机制。
      INVITE sip:callee@domain.com SIP/2.0
      Contact: sip:caller@u1.example.com
      Record-Route: <sip:p1.example.com;lr>
P2负责域domain.com,因此它通过定位服务得到callee@domain.com 对应的设备地址是 callee@u2.domain.com ,因此用新的URI重写request-URI。消息中没有Route头域,因此它就把该消息转发给 request-URI中的URI,转发前它也增加了一个Record-Route头域,并且也有lr参数。
      INVITE sip:callee@u2.domain.com SIP/2.0
      Contact: sip:caller@u1.example.com
      Record-Route: <sip:p2.domain.com;lr>
      Record-Route: <sip:p1.example.com;lr>
位于u2.domain.com的被叫收到了该INVITE消息,并且返回一个200 OK响应。其中就包括了INVITE中的Record-Route头域。
      SIP/2.0 200 OK
      Contact: sip:callee@u2.domain.com
      Record-Route: <sip:p2.domain.com;lr>
      Record-Route: <sip:p1.example.com;lr>
被叫此时也就有了自己的路由集:
      (<sip:p2.domain.com;lr>,<sip:p1.example.com;lr>)

并且它本次会话的远端目的地址设置为INVITE中Contact中的URI:caller@u1.example.com,此后被叫在该会话中的请求消息就发到这个URI。同样,被叫在200 OK响应中也携带了自己的联系地址,主叫收到该响应消息后也会把本次会话的远端目的地址设置为:callee@u2.domain.com,此后主机在该会话中的请求消息就发到这个URI。
同样,主叫也有了自己的路由集,只是跟被叫的是反序的:
      (<sip:p1.example.com;lr>,<sip:p2.domain.com;lr>)


通话完毕后,我们架设主叫先挂机,则主叫发出BYE请求:
      BYE sip:callee@u2.domain.com SIP/2.0
      Route: <sip:p1.example.com;lr>,<sip:p2.domain.com;lr>
可以看到,BYE的Route头域正是主机的路由集构造来的。
由于p1在第一个Route中,因此BYE首先发给P1。

P1收到该消息后,发现request-URI中的URI不属于自己负责的域,而消息有Route头域,并且第一个Route头域中的URI正是自己,因此删除之,并且把消息转发给新的第一个Route头域中的URI,也就是P2:
      BYE sip:callee@u2.domain.com SIP/2.0
      Route: <sip:p2.domain.com;lr>
P2收到该消息后,发现request-URI中的URI不属于自己负责的域(P2负责的是domain.com,而不是 u2.domain.com),第一个Route头域中的URI正是自己,因此删除之,此时已经没有Route头域了,因此就转发给了request- URI中的URI。

被叫就会收到BYE消息:
      BYE sip:callee@u2.domain.com SIP/2.0

路由示例2:
如果说上面的示例主要关注的是路由流程,那么本示例关注的则是严格路由与松散路由的区别。

场景:
U1->P1->P2->P3->P4->U2
其中,P3是严格路由的,其余Proxy都是松散路由的,并且4个Proxy都很乐意增加Record-Route头域。

消息流:
我们直接给出了到达被叫的INVITE消息:
      INVITE sip:callee@u2.domain.com SIP/2.0
      Contact: sip:caller@u1.example.com
      Record-Route: <sip:p4.domain.com;lr>
      Record-Route: <sip:p3.middle.com>
      Record-Route: <sip:p2.example.com;lr>
      Record-Route: <sip:p1.example.com;lr>

这中间的其他消息我们就不过问了,直接看一下被叫最后发出的BYE消息大概是什么样子:
      BYE sip:caller@u1.example.com SIP/2.0
      Route: <sip:p4.domain.com;lr>
      Route: <sip:p3.middle.com>
      Route: <sip:p2.example.com;lr>
      Route: <sip:p1.example.com;lr>

因为P4在第一个Route里,因此被叫将BYE消息发给了P4。

P4收到该消息后,发现自己不负责域u1.example.com,但是第一个Route头域中的URI正是自己,因此删除之。P4还发现新的第一个Route头域中的URI是一个严格路由器,因此它把request-URI中的URI添加到最后一个Route的位置,并且将第一个Route “弹出”并且覆盖原来的request-URI。然后将消息转发给当前的request-URI,也就是P3。
      BYE sip:p3.middle.com SIP/2.0
      Route: <sip:p2.example.com;lr>
      Route: <sip:p1.example.com;lr>
      Route: <sip:caller@u1.example.com>

P3收到该消息后,直接把消息作出如下变换并且发给P2:
      BYE sip:p2.example.com;lr SIP/2.0
      Route: <sip:p1.example.com;lr>
      Route: <sip:caller@u1.example.com>
P2收到该消息后,发现消息中的request-URI是自己的,因此在进一步处理先首先对消息做如下变换:
      BYE sip:caller@u1.example.com SIP/2.0
      Route: <sip:p1.example.com;lr>
然后,P2发现自己不负责域u1.example.com,第一个Route中的URI也不是自己的,因此将消息转发给该URI,也就是P1。

P1收到该消息后,发现自己不负责域u1.example.com,但是第一个Route头域中的URI正是自己,因此删除之。消息变成下面的样子:
      BYE sip:caller@u1.example.com SIP/2.0
既然Route头域已经是空,因此P1把消息发给u1.example.com。

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发表于 2013-7-25 17:15:08 |显示全部楼层
学习了,谢谢楼主分享

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发表于 2013-8-2 09:16:42 |显示全部楼层
谢谢楼主分享

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