SIP (Session Initiation Protocol)

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Informações Básicas

O SIP (Protocolo de Iniciação de Sessão) é um protocolo de sinalização e controle de chamadas amplamente utilizado para estabelecer, modificar e encerrar sessões multimídia, incluindo voz, vídeo e mensagens instantâneas, em redes IP. Desenvolvido pelo Internet Engineering Task Force (IETF), o SIP é definido no RFC 3261 e se tornou o padrão de fato para VoIP e comunicações unificadas.

Algumas características-chave do SIP incluem:

Protocolo Baseado em Texto: O SIP é um protocolo baseado em texto, o que o torna legível para humanos e mais fácil de depurar. Ele é baseado em um modelo de solicitação-resposta, semelhante ao HTTP, e usa métodos como INVITE, ACK, BYE e CANCEL para controlar sessões de chamada.
Escalabilidade e Flexibilidade: O SIP é altamente escalável e pode ser usado em implantações de pequena escala, bem como em ambientes empresariais e de operadoras de grande porte. Ele pode ser facilmente estendido com novos recursos, tornando-o adaptável a vários casos de uso e requisitos.
Interoperabilidade: A ampla adoção e padronização do SIP garantem uma melhor interoperabilidade entre diferentes dispositivos, aplicativos e provedores de serviços, promovendo uma comunicação contínua em várias plataformas.
Design Modular: O SIP funciona com outros protocolos como RTP (Protocolo de Transporte em Tempo Real) para transmissão de mídia e SDP (Protocolo de Descrição de Sessão) para descrever sessões multimídia. Esse design modular permite uma maior flexibilidade e compatibilidade com diferentes tipos de mídia e codecs.
Servidores de Proxy e Redirecionamento: O SIP pode usar servidores de proxy e redirecionamento para facilitar o roteamento de chamadas e fornecer recursos avançados como encaminhamento de chamadas, transferência de chamadas e serviços de correio de voz.
Presença e Mensagens Instantâneas: O SIP não se limita à comunicação por voz e vídeo. Ele também suporta presença e mensagens instantâneas, possibilitando uma ampla gama de aplicativos de comunicação unificada.

Apesar de suas muitas vantagens, o SIP pode ser complexo de configurar e gerenciar, especialmente ao lidar com problemas de travessia de NAT e firewall. No entanto, sua versatilidade, escalabilidade e amplo suporte na indústria o tornam uma escolha popular para comunicação VoIP e multimídia.

Métodos SIP

Os principais métodos SIP definidos no RFC 3261 incluem:

INVITE: Usado para iniciar uma nova sessão (chamada) ou modificar uma existente. O método INVITE carrega a descrição da sessão (tipicamente usando SDP) para informar o destinatário sobre os detalhes da sessão proposta, como tipos de mídia, codecs e protocolos de transporte.
ACK: Enviado para confirmar o recebimento de uma resposta final a uma solicitação INVITE. O método ACK garante a confiabilidade das transações INVITE fornecendo reconhecimento de ponta a ponta.
BYE: Usado para encerrar uma sessão estabelecida (chamada). O método BYE é enviado por qualquer parte na sessão para indicar que desejam encerrar a comunicação.
CANCEL: Enviado para cancelar uma solicitação INVITE pendente antes que a sessão seja estabelecida. O método CANCEL permite que o remetente cancele uma transação INVITE se mudar de ideia ou se não houver resposta do destinatário.
OPTIONS: Usado para consultar as capacidades de um servidor ou agente de usuário SIP. O método OPTIONS pode ser enviado para solicitar informações sobre métodos suportados, tipos de mídia ou outras extensões sem realmente estabelecer uma sessão.
REGISTER: Usado por um agente de usuário para registrar sua localização atual com um servidor de registro SIP. O método REGISTER ajuda a manter um mapeamento atualizado entre o URI SIP de um usuário e seu endereço IP atual, possibilitando o roteamento e entrega de chamadas.

Observe que para ligar para alguém não é necessário usar o REGISTER para nada. No entanto, é possível que, para realizar um INVITE, o chamador precise se autenticar primeiro ou ele receberá uma resposta 401 Não Autorizado.

Além desses métodos principais, existem vários métodos de extensão SIP definidos em outros RFCs, como:

SUBSCRIBE: Definido no RFC 6665, o método SUBSCRIBE é usado para solicitar notificações sobre o estado de um recurso específico, como a presença de um usuário ou status de chamada.
NOTIFY: Também definido no RFC 6665, o método NOTIFY é enviado por um servidor para informar um agente de usuário inscrito sobre alterações no estado de um recurso monitorado.
REFER: Definido no RFC 3515, o método REFER é usado para solicitar que o destinatário realize uma transferência ou se refira a um terceiro. Isso é tipicamente usado para cenários de transferência de chamada.
MESSAGE: Definido no RFC 3428, o método MESSAGE é usado para enviar mensagens instantâneas entre agentes de usuário SIP, possibilitando comunicação baseada em texto dentro do framework SIP.
UPDATE: Definido no RFC 3311, o método UPDATE permite modificar uma sessão sem afetar o estado do diálogo existente. Isso é útil para atualizar parâmetros de sessão, como codecs ou tipos de mídia, durante uma chamada em andamento.
PUBLISH: Definido no RFC 3903, o método PUBLISH é usado por um agente de usuário para publicar informações de estado de evento em um servidor, tornando-as disponíveis para outras partes interessadas.

Códigos de Resposta SIP

1xx (Respostas Provisórias): Essas respostas indicam que a solicitação foi recebida e o servidor está continuando a processá-la.
100 Tentando: A solicitação foi recebida, e o servidor está trabalhando nela.
180 Chamando: O destinatário está sendo alertado e atenderá a chamada.
183 Progresso da Sessão: Fornece informações sobre o progresso da chamada.
2xx (Respostas Bem-Sucedidas): Essas respostas indicam que a solicitação foi recebida, compreendida e aceita com sucesso.
200 OK: A solicitação foi bem-sucedida, e o servidor a cumpriu.
202 Aceito: A solicitação foi aceita para processamento, mas ainda não foi concluída.
3xx (Respostas de Redirecionamento): Essas respostas indicam que é necessária uma ação adicional para atender à solicitação, geralmente entrando em contato com um recurso alternativo.
300 Múltiplas Escolhas: Existem várias opções disponíveis, e o usuário ou cliente deve escolher uma.
301 Movido Permanentemente: O recurso solicitado recebeu um novo URI permanente.
302 Movido Temporariamente: O recurso solicitado está temporariamente disponível em um URI diferente.
305 Use Proxy: A solicitação deve ser enviada a um proxy especificado.
4xx (Respostas de Erro do Cliente): Essas respostas indicam que a solicitação contém uma sintaxe ruim ou não pode ser atendida pelo servidor.
400 Solicitação Inválida: A solicitação estava malformada ou inválida.
401 Não Autorizado: A solicitação requer autenticação do usuário.
403 Proibido: O servidor entendeu a solicitação, mas se recusa a atendê-la.
404 Não Encontrado: O recurso solicitado não foi encontrado no servidor.
408 Tempo Limite da Solicitação: O servidor não recebeu uma solicitação completa dentro do tempo que estava preparado para esperar.
486 Ocupado Aqui: O destinatário está ocupado no momento e não pode atender a chamada.
5xx (Respostas de Erro do Servidor): Essas respostas indicam que o servidor falhou em atender a uma solicitação válida.
500 Erro Interno do Servidor: O servidor encontrou um erro ao processar a solicitação.
501 Não Implementado: O servidor não suporta a funcionalidade necessária para atender à solicitação.
503 Serviço Indisponível: O servidor atualmente não consegue lidar com a solicitação devido a manutenção ou sobrecarga.
6xx (Respostas de Falha Global): Essas respostas indicam que a solicitação não pode ser atendida por nenhum servidor.
600 Ocupado em Todos os Lugares: Todos os destinos possíveis para a chamada estão ocupados.
603 Recusar: O destinatário não deseja participar da chamada.
604 Não Existe em Nenhum Lugar: O recurso solicitado não está disponível em nenhum lugar na rede.

Exemplos

Exemplo de SIP INVITE

INVITE sip:jdoe@example.com SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP pc33.example.com;branch=z9hG4bK776asdhds
Max-Forwards: 70
To: John Doe <sip:jdoe@example.com>
From: Jane Smith <sip:jsmith@example.org>;tag=1928301774
Call-ID: a84b4c76e66710
CSeq: 314159 INVITE
Contact: <sip:jsmith@pc33.example.com>
User-Agent: ExampleSIPClient/1.0
Allow: INVITE, ACK, CANCEL, OPTIONS, BYE, REFER, NOTIFY, MESSAGE, SUBSCRIBE, INFO
Content-Type: application/sdp
Content-Length: 142

v=0
o=jsmith 2890844526 2890842807 IN IP4 pc33.example.com
s=-
c=IN IP4 pc33.example.com
t=0 0
m=audio 49170 RTP/AVP 0
a=rtpmap:0 PCMU/8000te

Cada Parâmetro Explicado

Linha de Requisição: INVITE sip:jdoe@example.com SIP/2.0 - Esta linha indica o método (INVITE), o URI de requisição (sip:jdoe@example.com), e a versão do SIP (SIP/2.0).
Via: Via: SIP/2.0/UDP pc33.example.com;branch=z9hG4bK776asdhds - O cabeçalho Via especifica o protocolo de transporte (UDP) e o endereço do cliente (pc33.example.com). O parâmetro "branch" é usado para detecção de loop e correspondência de transações.
Max-Forwards: Max-Forwards: 70 - Este campo de cabeçalho limita o número de vezes que a requisição pode ser encaminhada por proxies para evitar loops infinitos.
To: To: John Doe <sip:jdoe@example.com> - O cabeçalho To especifica o destinatário da chamada, incluindo seu nome de exibição (John Doe) e URI do SIP (sip:jdoe@example.com).
From: From: Jane Smith <sip:jsmith@example.org>;tag=1928301774 - O cabeçalho From especifica o remetente da chamada, incluindo seu nome de exibição (Jane Smith) e URI do SIP (sip:jsmith@example.org). O parâmetro "tag" é usado para identificar unicamente o papel do remetente no diálogo.
Call-ID: Call-ID: a84b4c76e66710 - O cabeçalho Call-ID identifica unicamente uma sessão de chamada entre dois agentes de usuário.
CSeq: CSeq: 314159 INVITE - O cabeçalho CSeq contém um número de sequência e o método usado na requisição. É usado para corresponder respostas a requisições e detectar mensagens fora de ordem.
Contact: Contact: <sip:jsmith@pc33.example.com> - O cabeçalho Contact fornece uma rota direta para o remetente, que pode ser usada para requisições e respostas subsequentes.
User-Agent: User-Agent: ExampleSIPClient/1.0 - O cabeçalho User-Agent fornece informações sobre o software ou hardware do remetente, incluindo seu nome e versão.
Allow: Allow: INVITE, ACK, CANCEL, OPTIONS, BYE, REFER, NOTIFY, MESSAGE, SUBSCRIBE, INFO - O cabeçalho Allow lista os métodos SIP suportados pelo remetente. Isso ajuda o destinatário a entender quais métodos podem ser usados durante a comunicação.
Content-Type: Content-Type: application/sdp - O cabeçalho Content-Type especifica o tipo de mídia do corpo da mensagem, neste caso, SDP (Protocolo de Descrição de Sessão).
Content-Length: Content-Length: 142 - O cabeçalho Content-Length indica o tamanho do corpo da mensagem em bytes.
Corpo da Mensagem: O corpo da mensagem contém a descrição da sessão SDP, que inclui informações sobre os tipos de mídia, codecs e protocolos de transporte para a sessão proposta.

v=0 - Versão do protocolo (0 para SDP)
o=jsmith 2890844526 2890842807 IN IP4 pc33.example.com - Originador e identificador da sessão
s=- - Nome da sessão (um hífen único indica que não há nome de sessão)
c=IN IP4 pc33.example.com - Informações de conexão (tipo de rede, tipo de endereço e endereço)
t=0 0 - Informações de temporização (horários de início e término, 0 0 significa que a sessão não está limitada)
m=audio 49170 RTP/AVP 0 - Descrição da mídia (tipo de mídia, número da porta, protocolo de transporte e lista de formatos). Neste caso, especifica um fluxo de áudio usando RTP/AVP (Protocolo de Transporte em Tempo Real / Perfil de Áudio Vídeo) e formato 0 (PCMU/8000).
a=rtpmap:0 PCMU/8000 - Atributo que mapeia o formato (0) para o codec (PCMU) e sua taxa de clock (8000 Hz).

Exemplo de Registro SIP

O método REGISTER é usado no Protocolo de Iniciação de Sessão (SIP) para permitir que um agente de usuário (UA), como um telefone VoIP ou um softphone, registre sua localização com um servidor de registro SIP. Esse processo permite que o servidor saiba para onde encaminhar as solicitações SIP recebidas destinadas ao usuário registrado. O servidor de registro geralmente faz parte de um servidor proxy SIP ou de um servidor de registro dedicado.

Aqui está um exemplo detalhado das mensagens SIP envolvidas em um processo de autenticação de REGISTRO:

Requisição de REGISTER inicial do UA para o servidor de registro:

REGISTER sip:example.com SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.100:5060;branch=z9hG4bK776asdhds
Max-Forwards: 70
From: Alice <sip:alice@example.com>;tag=565656
To: Alice <sip:alice@example.com>
Call-ID: 1234567890@192.168.1.100
CSeq: 1 REGISTER
Contact: <sip:alice@192.168.1.100:5060>;expires=3600
Expires: 3600
Content-Length: 0

Este mensagem REGISTER inicial é enviada pelo UA (Alice) para o servidor de registro. Inclui informações importantes como a duração de registro desejada (Expires), o SIP URI do usuário (sip:alice@example.com), e o endereço de contato do usuário (sip:alice@192.168.1.100:5060).

Resposta 401 Não Autorizado do servidor de registro:

cssCopy codeSIP/2.0 401 Unauthorized
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.100:5060;branch=z9hG4bK776asdhds
From: Alice <sip:alice@example.com>;tag=565656
To: Alice <sip:alice@example.com>;tag=7878744
Call-ID: 1234567890@192.168.1.100
CSeq: 1 REGISTER
WWW-Authenticate: Digest realm="example.com", nonce="abcdefghijk", algorithm=MD5, qop="auth"
Content-Length: 0

O servidor de registro responde com uma mensagem "401 Não autorizado", que inclui um cabeçalho "WWW-Authenticate". Este cabeçalho contém informações necessárias para o UA se autenticar, como o reino de autenticação, nonce e algoritmo.

Pedido de REGISTRO com credenciais de autenticação:

REGISTER sip:example.com SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.100:5060;branch=z9hG4bK776asdhds
Max-Forwards: 70
From: Alice <sip:alice@example.com>;tag=565656
To: Alice <sip:alice@example.com>
Call-ID: 1234567890@192.168.1.100
CSeq: 2 REGISTER
Contact: <sip:alice@192.168.1.100:5060>;expires=3600
Expires: 3600
Authorization: Digest username="alice", realm="example.com", nonce="abcdefghijk", uri="sip:example.com", response="65a8e2285879283831b664bd8b7f14d4", algorithm=MD5, cnonce="lmnopqrst", qop=auth, nc=00000001
Content-Length: 0

O UA envia outra solicitação REGISTER, desta vez incluindo o cabeçalho "Authorization" com as credenciais necessárias, como o nome de usuário, realm, nonce e um valor de resposta calculado usando as informações fornecidas e a senha do usuário.

Assim é como o resposta de Autorização é calculada:

import hashlib

def calculate_sip_md5_response(username, password, realm, method, uri, nonce, nc, cnonce, qop):
# 1. Calculate HA1 (concatenation of username, realm, and password)
ha1_input = f"{username}:{realm}:{password}"
ha1 = hashlib.md5(ha1_input.encode()).hexdigest()

# 2. Calculate HA2 (concatenation of method and uri)
ha2_input = f"{method}:{uri}"
ha2 = hashlib.md5(ha2_input.encode()).hexdigest()

# 3. Calculate the final response value (concatenation of h1, stuff and h2)
response_input = f"{ha1}:{nonce}:{nc}:{cnonce}:{qop}:{ha2}"
response = hashlib.md5(response_input.encode()).hexdigest()

return response

# Example usage
username = "alice"
password = "mysecretpassword"
realm = "example.com"
method = "REGISTER"
uri = "sip:example.com"
nonce = "abcdefghijk"
nc = "00000001"
cnonce = "lmnopqrst"
qop = "auth"

response = calculate_sip_md5_response(username, password, realm, method, uri, nonce, nc, cnonce, qop)
print(f"MD5 response value: {response}")

Resposta de registro bem-sucedido do servidor de registro:

SIP/2.0 200 OK
Via: SIP/2.0/UDP 192.168.1.100:5060;branch=z9hG4bK776asdhds
From: Alice <sip:alice@example.com>;tag=565656
To: Alice <sip:alice@example.com>;tag=7878744
Call-ID: 1234567890@192.168.1.100
CSeq: 2 REGISTER
Contact: <sip:alice@192.168.1.100:5060>;expires=3600
Expires: 3600
Content-Length: 0

Depois que o servidor de registro verifica as credenciais fornecidas, ele envia uma resposta "200 OK" para indicar que o registro foi bem-sucedido. A resposta inclui as informações de contato registradas e o tempo de expiração do registro. Neste ponto, o agente do usuário (Alice) está registrado com sucesso no servidor de registro SIP, e as solicitações SIP recebidas para Alice podem ser encaminhadas para o endereço de contato apropriado.

Exemplo de Chamada

Não é mencionado, mas o Usuário B precisa ter enviado uma mensagem REGISTER para o Proxy 2 antes de poder receber chamadas.

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Last updated 13 days ago