波仔
📹 第十章 GB／T 28181协议原理
📄 一句话概括

注册是所有国标交互的起点：不注册，平台上就看不到这台设备，后面什么都干不了。 它的过程是「挑战—应答」：先发空的 REGISTER，平台回 401 带随机数，设备带摘要再发一次。

📝 本节和前面几节的关系

前面几节把「报文长什么样」讲完了，从这一节开始进流程——把一个个报文串成一条时间线。 注册是第一个流程，也是最该先调通的一个，它不通，后面全是空谈。

一、为什么第一次不带密码

第一次 REGISTER 是完全「裸」的：不带任何凭据，只有设备编号和有效期。 平台这时候会回 401，把随机数和域一起给回来。 设备拿到随机数，才算有了「挑战」的原料。 为什么这么设计：因为随机数必须是平台生成的，设备自己造的不作数，否则重放就没有门槛了。 所以「两个来回」是必需的，不是实现偷懒。这也解释了为什么注册比心跳慢——心跳不用挑战。 调试时常见的现象是「只看到第一个 REGISTER，没有第二个」， 那多半是设备没解出 401 里的 WWW-Authenticate 头，或者摘要算法算错，干脆不发了。

二、有效期和心跳的关系

Expires 是这次注册的有效期，常见取值是一小时。过期不重注册，平台就把设备当离线。 但设备不会等到过期才动：它靠心跳维持在线状态，注册只在需要时重做。 两者分工很清楚：注册说「我是谁、我能待多久」，心跳说「我还在」。 这个分工带来一个实际影响：平台判在线看的是心跳，不是注册记录。 所以「注册成功但在线状态是离线」这种矛盾，恰恰说明注册通了、心跳没通。 排障顺序因此很明确：先看注册有没有 200，再看心跳有没有到，最后才看点播。

三、注销与「意外离线」

注销就是把 Expires 写成 0，同一个 REGISTER，一个字都不多。 平台收到就把设备标离线、清会话。 但现实里大多数设备是「不告而别」的：断电、拔网线、死机，都不会发注销。 所以平台必须有第二条路径：心跳超时判离线。 这条路径比注销更重要，因为它覆盖了绝大多数情况。 两条路径的差别要在数据上体现出来：注销是「正常下线」，超时是「异常掉线」， 运维看的是后者。 如果两者在库里长得一样，就没法做可用性统计。

四、动手 Demo：一次注册来回四趟，报文都写了什么

按真实格式造四个报文：REGISTER、401、带摘要的 REGISTER、200 OK。 量各自的字节数，再看心跳的量级。

md5 = lambda s: hashlib.md5(s.encode("utf-8")).hexdigest()
ha1 = md5("%s:%s:%s" % (user, realm, pwd))
ha2 = md5("REGISTER:sip:%s" % realm)
resp = md5("%s:%s:%s:%s:%s:%s"
           % (ha1, nonce, "00000001", "0a1b2c3d", "auth", ha2))

# 第二次注册 = 第一次 + Authorization 头 + CSeq 加一
auth = 'Authorization: Digest username="%s", realm="%s",' % (user, realm)
req2 = req1.replace("CSeq: 1 REGISTER", "CSeq: 2 REGISTER")
req2 = req2.replace("Expires: 3600", auth + "Expires: 3600")

print(len(req2) - len(req1))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
一次注册来回四趟，报文都写了什么
--------------------------------------------------------------------
**注册是所有国标交互的起点**：**设备不注册，平台上就看不到它，什么都干不了。**
**过程是「挑战—应答」**：**先发一个空的 REGISTER，平台回 401 带随机数，设备带着摘要再发一次。**

  步骤                         长度             行数
  -----------------------------------------------------------
  **① REGISTER（无凭据）**     **239 字节**     **9 行**
  **② 401 挑战**               **114 字节**     **4 行**
  **③ REGISTER（带摘要）**     **403 字节**     **10 行**
  **④ 200 OK**                 **52 字节**      **4 行**

  四次往返合计 808 字节
  第三次和第一次的差 = 164 字节，正好是 Authorization 那一行

**注册一次不到一千字节，但要走两个来回**——
**因为第一趟是「试探」，不带凭据；第二趟才是「应答」，带摘要。**
**这个设计的好处是「设备不必预存随机数」**，**坏处是注册慢了一倍。**
**所以设备通常不会频繁重注册，而是靠心跳维持。**

**注册之后还要保持在线**：
  Expires = 3600 秒，心跳周期 60 秒
  一个有效期内要发 60 个心跳
  千路设备每小时心跳 60000 个、约 14.4 MB

**心跳报文只有两百多字节，一千路加起来每小时十几兆**，
**所以它从来不是带宽问题，是「平台要一直醒着」的问题。**

**注销就简单了**：**同一个 REGISTER，把 `Expires` 写成 0**。
**平台收到就把设备标成离线，会话表清掉。**
**这里有个坑**：**设备突然断电是不会发注销的**，
**平台只能靠「心跳超时」判离线**——**所以「设备离线」和「设备注销」是两条不同的路径。**

四个报文加起来八百字节出头， 其中第二次 REGISTER 比第一次多了 164 字节——正好是 Authorization 那一整行。 这 164 字节就是「带凭据」的全部代价： 一个用户名、一个域、一个随机数、一个 URI、一个三十二位的哈希。 注意第一次是 239 字节、带凭据是 403，涨了将近七成——凭据本身比报文头还长。 心跳那组数说明一件事：一个有效期内六十个心跳、千路每小时六万个、十四兆出头。 所以心跳从来不是带宽问题，真正的问题是「平台要为每个心跳做多少事」。

30 秒实验

  1. 算一下：Expires 一小时、心跳六十秒，一个有效期内几个心跳？（60 个）
  2. 想一下：为什么第一次 REGISTER 不带凭据？
  3. 想一下：「注册成功但在线状态是离线」说明什么？（心跳没通）

常见误区

  1. 以为「注册成功就等于在线」。 在线看心跳，注册只说明口令对。
  2. 以为「注销和掉线是一回事」。 一个是正常下线，一个是超时判死，运维统计要分开。
  3. 以为「注册一次就一劳永逸」。 Expires 到期要重注册。
自测三问（点开对答案） 1. 注册为什么要两个来回？ —— **因为随机数必须由平台生成下发**，**设备拿到之后才能算摘要。** 2. 平台靠什么判在线？ —— **心跳**。注册只说明「口令对、有效期到什么时候」。 3. 注销怎么发？ —— **同一个 REGISTER，`Expires` 写 0**。

下一节进点播：一次 INVITE 到首个 RTP 包，中间隔了几趟。

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