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ARQUITECTURA Y SERVICIOS DE INTERNET © Fco. Javier Yágüez García 1 I. ARQUITECTURA TCP/IP 1. Protocolo IPv6 (ICMPv6) 2. IP móvil en IPv4 e IPv6 3.Transición de IPv4 a IPv6 4. Encaminamiento dinámico de unidifusión y MPLS 5. Multidifusión IP 6. Encaminamiento dinámico de multidifusión 7. TCP: Servicios opcionales (confirmación selectiva o SACK) y control de la congestión UDP: Servicio no orientado a conexión para transmisiones multimedia en tiempo real 8. Parámetros de calidad de servicio, modelos de calidad de servicio y servicios en tiempo real en Internet (RTP, VoIP y ToIP ) II. SERVICIOS Y TECNOLOGÍAS DE SEGURIDAD EN INTERNET 1. Amenazas, servicios y mecanismos de seguridad 2. Seguridad Web y correo electrónico 3. Protección de las comunicaciones: Intranets y Redes privadas virtuales ARQUITECTURA DE REDES DE COMUNICACIONES ÍNDICE TEMÁTICO

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I. ARQUITECTURA TCP/IP1. Protocolo IPv6 (ICMPv6)2. IP móvil en IPv4 e IPv63.Transición de IPv4 a IPv64. Encaminamiento dinámico de unidifusión y MPLS5. Multidifusión IP6. Encaminamiento dinámico de multidifusión7. TCP: Servicios opcionales (confirmación selectiva o SACK)

y control de la congestiónUDP: Servicio no orientado a conexión para transmisiones multimedia en tiempo real

8. Parámetros de calidad de servicio, modelos de calidad de servicioy servicios en tiempo real en Internet (RTP, VoIP y ToIP)

II. SERVICIOS Y TECNOLOGÍAS DE SEGURIDAD EN INTERNET1. Amenazas, servicios y mecanismos de seguridad2. Seguridad Web y correo electrónico3. Protección de las comunicaciones: Intranets y Redes privadas virtuales

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TRANSPARENCIAShttp://halley.ls.fi.upm.es/~jyaguez/libros.html

PROBLEMAShttp://halley.ls.fi.upm.es/~jyaguez/examenes.html

Arquitectura de Redes de Comunicaciones

Documentación: Tema I, Capítulo 8http://pegaso.ls.fi.upm.es/arquitectura_redes/index2.html

material

•TCP/IP Tutorial and Technical Overview, Lydia Parziale, David T. Britt ,… 8ª edición (Diciembre 2006).

Redbooks: http://www.redbooks.ibm.com/portals/solutionsLibro descargable desde Internet)

.Los RFCs que se indiquen

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LA PROBLEMÁTICA DE LA CALIDAD DE SERVICIO EN INTERNET

Problema: Internet es una red de computadoras TCP/IP que basasu funcionamiento en la tecnología de conmutación de paquetesmediante un servicio de encaminamiento no orientado aconexión o no fiable y, ademas:

IP, por omisión, NO garantiza calidad de servicio o QoS(Quality of Service) a los distintos flujos de paquetesIP, por omisión, sólo proporciona un servicio “best-effort” o“de mejor entrega posible” o “hago lo que puedo”

• Es decir, IP “hace lo que puede” para encaminar cadapaquete desde un origen a un destino tan rápidamente comosea posible: “primero que llega, primero que sale”

Actualmente, sólo los operadores garantizan a sus clientesuna QoS, previamente contratada, en los routers de sus redesIP

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Servicio IP de “Mejor Entrega Posible” o “Hago lo que Puedo” o Servicio “Best Effort”

Línea 1

Línea 2

Línea n

COLA FIFOLínea salida

La mayoría de los routers en Internet disponen de la tradicional cola FIFO(First-In-First-Out) para cada línea de salidaLO PRIMERO QUE ENTRA ES LO PRIMERO QUE SALE ENCAMINADO SIN

NINGÚN TIPO DE GARANTÍAS DE QoS (CALIDAD DE SERVICIO)Se descartan o se pierden paquetes IP cuando se desborda la capacidad

de almacenamiento de los buffers asociados a las distintas colas de salidaEs el servicio IP más simple, y por omisión, pero no el ideal

La mayoría de los routers en Internet disponen de la tradicional cola FIFO

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Calidad de Servicio (QoS) en InternetActualmente, la congestión y la falta de QoS es elprincipal problema de InternetIP fue diseñado para dar, por omisión, un servicio“best effort”

Sin embargo, hoy en día, se utiliza paraaplicaciones interactivas en tiempo real o“sensibles” a las redes con congestión y a la faltade QoS

Audioconferencias, videoconferencias, VoIP(Voice Over IP), etc.

Estas aplicaciones no pueden funcionar en una red“best effort” congestionada.Se han hecho modificaciones en IP para que puedaofrecer QoS a las aplicaciones

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Concepto de Flujo

Un flujo es un conjunto de paquetesprocedentes de una misma fuente(cámara, micrófono, teléfono, etc.)que siguen una misma ruta porInternet y requieren una misma QoSUn flujo es unidireccional (simplex)

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A147.156.135.22

B158.42.35.13

Flujo vídeo A->B: 147.156.135.22:2056 -> 158.42.35.13:4065Flujo audio A->B: 147.156.135.22:3567 -> 158.42.35.13:2843Flujo vídeo B->A: 158.42.35.13:1734 -> 147.156.135.22:6846Flujo audio B->A: 158.42.35.13:2492 -> 147.156.135.22:5387

4 Flujos en una VideoconferenciaPor ejemplo, una videoconferencia estaría formada por cuatro flujos, audio y vídeo de ida, audio y vídeo de vuelta

Los flujos se agrupan en clases de tráficos de paquetes o clasesde servicios y cada flujo debe recibir siempre la misma QoS

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Identificación de FlujosUn flujo se identifica por los cinco parámetrossiguientes:

Dirección IP de origenNúmero de Puerto de origenDirección IP de destinoNúmero de Puerto de destinoProtocolo de transporte utilizado (TCP o UDP)

Los flujos pueden agruparse en clasesTodos los flujos dentro de una misma clase detráfico de paquetes (vídeo, audio, etc.) o clase deservicio reciben la misma QoS

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4 Parámetros de Calidad de ServicioParámetro Unidades Significado

Caudal bps Capacidad de cada enlace de la red ofrecida a cada flujo

LATENCIA(LATENCY) o

RETARDO (DELAY)

ms

Tiempo requerido por el paquete de un flujo para

atravesar una redJITTER

msVariación de la latencia entre paquetes secuenciales de un

mismo flujoTASA DE

PÉRDIDAS (LOSS RATE)

%Proporción de paquetes perdidos

respecto de los enviados en un determinado flujo

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IP IP IP IP

10 Gbps

1 Gbps 100 Mbps

1 Gbps

Caudal crítico = min (10 Gbps, 1 Gbps, 100 Mbps, 1 Gbps) = 100 Mbps

Caudal mínimo o crítico en una red: Parámetro QoS significativoCaudal de un flujo = capacidad del enlace/número de flujosEnlace = 1 o más flujos

Los flujos de las aplicaciones requieren un mínimo de capacidad en cada uno de los enlaces

Caudal: Capacidad de cada enlace de la red ofrecida a cada flujo

Parámetro de Calidad de ServicioCAUDAL

Menor caudal ofrecido en un enlace de la red

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Parámetro de Calidad de ServicioLATENCIA

LATENCIA o RETARDO EN UNA RED es el tiempo de tránsitoextremo a extremo del paquete de un flujo, es decir, el tiempo requeridopor el paquete de un flujo para atravesar los diferentes enlaces de unaredUn retardo extremo a extremo de entrega de cada paquete es unaacumulación de los retardos o tiempos de propagación, transmisión,proceso y espera (en la correspondiente cola del interfaz de salida de unrouter) en cada uno de los enlaces en el trayecto origen y destino

Retardo de Propagación: Fijo en función de la Longitud delenlace/Velocidad de propagación del medio

Aire = 300.000 Kms/seg (3,33 µseg/Km); cable = 200.000 Kms/seg (5 µseg/Km)Retardo de Transmisión: Variable en función de la Longitud de latrama/Capacidad del enlaceRetardo de Proceso: Despreciable en función del tiempo que tarda elrouter en procesar un paquete y colocarlo en la cola del interfaz de salidaRetardo de Espera en Cola (JITTER): Variable (y el más importante) enfunción del tiempo de espera o estancia en la cola del interfaz de salida

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P: Retardo de propagaciónT: Retardo de transmisiónQ: Retardo de proceso y ESPERA EN COLA DE SALIDA (Jitter):

• La acumulación de los diferentes tiempos implicados, especialmente, el jitter esIMPREDECIBLE en Internet o en redes IP con servicio “hago lo que puedo”

• LIMITADO o PREDECIBLE en las redes IP de los operadores con QoS paradeterminados flujos

• LATENCIA MÁXIMA o RETARDO MÁXIMO: Parámetro QoS significativo

Retardo = T1 +P1 +Q1 +T2 +P2+ Q2 + T3 +P3 + Q3 + T4 +P4 = “n” ms

IP

T1 +P1

Q2

IP IP IP

T2 +P2

Q3

T3 + P3

Q4 T4 + P4

NUNCA DEBE SUPERARSE el Retardo Máximo de Tránsito Extremo a Extremo de un Flujo

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Parámetro de Calidad de ServicioLATENCIA

Hay aplicaciones que admiten más o menos latenciaUna persona navegando por Internet, esperando a que se descargue una páginaweb, o descargando un fichero puede asumir cierta cantidad de tiempo deespera. Esto no es así, por ejemplo, para el tráfico de voz (VoIP)El tráfico de voz es un servicio interactivo en tiempo real, sensible a la latencia,al jitter y a las congestiones

En un contexto de telefonía, la latencia es el tiempo requerido por una señalgenerada en la boca del llamante hasta alcanzar el oído del destinatarioEn VoIP nunca debe superarse un determinado retardo máximo para lospaquetes de un flujo de voz

• Retardos (entre paquetes) menores de 150 mseg: Ideales al no serpercibidos por el ser humano

• Retardos (entre paquetes) entre 150 y 400 mseg: Aceptables pero noideales

• Retardos (entre paquetes) por encima de 400 mseg: Inaceptables ya queimpiden la interactividad en conversaciones de voz

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JITTER o variación o fluctuación de la latencia o latencia variableentre paquetes (interpacket delay) es la diferencia de tiempoextremo a extremo en la red entre paquetes secuenciales de unmismo flujo

Por ejemplo, si un paquete requiere 100 ms en atravesar la reddesde el extremo emisor al extremo receptor y el siguientepaquete requiere, a su vez, 125 ms para realizar el mismo viaje,el jitter será de 25 msEsto es muy importante por ejemplo en VoIP ya que los paquetesno llegan ni en el orden ni en un tiempo constante, por lo que hayque esperar a que lleguen todos para poder reproducirlos en suordenEl control del jitter de cada paquete lo lleva a cabo el extremoreceptor mediante un BUFFER DE REPRODUCCIÓN endonde se almacenan los paquetes previamente y durante untiempo de espera (timestamp) antes de ser reproducidos

Parámetro de Calidad de ServicioJITTER

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El JITTER se ocasiona, principalmente, por los tiempos deespera o estancia variables en cola o retardos variables o tiemposde estancia diferentes de los paquetes de un mismo flujo en lasdiferentes colas de salida de los routers, provocando una pérdidade sincronismo en el receptor ya que es imposible procesar lospaquetes en recepción con la misma cadencia de salida del emisorJunto con la latencia es un parámetro muy crítico en servicios decomunicaciones interactivos en tiempo real

• Variación alta = Calidad desigual del sonido o la imagen• Aplicaciones interactivas en tiempo real tienen

requerimientos estrictos de latencia y jitter• JITTER MÍNIMO: Parámetro QoS significativo

Parámetro de Calidad de ServicioJITTER

(continuación)

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JITTER se ocasiona por los Tiempos de Espera Variables en Cola de Salida de los Routers

IP IPIPIP

Proceso

Retardo de proceso Espera en cola

Caudal

Tiempo de transmisión(JITTER)

Variación alta = Calidad desigual del sonido o laimagenAplicaciones interactivas en tiempo real tienenrequerimientos estrictos de latencia y jitterJITTER MÍNIMO: Parámetro QoS significativo

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Mientras hablamos, durante una conversación interactiva, a través de unaaplicación de voz sobre IP, el típico CODEC G.711 de la tarjeta de sonido denuestra computadora (o el típico CODEC G.711 de nuestro teléfono IP) generauna tasa típica de 8000 octetos/seg o 64.000 bits/seg (8000 muestras/seg x 1octeto/muestra)El proceso emisor va agrupando los 8.000 octetos/seg cada 20 mseg deconversación, obteniendo paquetes o trozos de voz de 160 octetos

Nº de octetos por paquete de voz = 20 mseg x 8000 octetos/seg =160octetosAl trozo o paquete de voz o carga útil de 160 octetos, se le añadencabeceras RTP, UDP, IP y Ethernet y el resultado se transmite por la redde acceso a un ritmo de un paquete de voz cada 20 mseg

Si hay un retardo constante de 20 mseg por Internet, durante la conversación(condiciones ideales), los paquetes llegan al receptor de una forma periódicacada 20 mseg y se escucha al mismo tiempo que se habla con un máximo deinteractividad en la conversación de vozEl receptor (CODEC PCM de la tarjeta de sonido) reproduce en función de untiempo de reloj (igual que el del emisor) cada paquete tan pronto como llega“Por desgracia”: Algunos paquetes se perderán en algún router, otros llegarándesordenados y, además, la mayoría de los paquetes no tendrán un mismoretardo extremo o extremo por Internet (incluyendo diferentes jitters ovariaciones, incluso con una Internet “muy poco congestionada”)

Problemática de la LATENCIA y JITTER en VoIP en Internet

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t

t

Emisor Transmite

Receptor Recibe

A B C

A B C

20 ms

Emisor Receptor

Red

20 ms 90 ms

Congestión

LATENCIA EN LA RED: 60 ms + 30 ms (jitter)

Red vacía

Problemática de la LATENCIA y JITTER en VoIP

¿?bla, bla, bla, bla

El ritmo de transmisión de un emisor no coincide con el ritmo de transmisión por la red debido a la latencia y jitter de ésta

Buffer de reproducción para el control del jitter

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Ubicación del CODEC en una Tarjeta de Sonido PCI/PCI ExpressRECORDATORIO

Altavoces traseros y laterales

frontales

Salvo salida S/PDIF

Expr

ess

GRABACIÓN O DIGITALIZACIÓN

SECUENCIADORMIDI

Cualquier dispositivo o reproductor analógico

ADC (Analog to Digital Converter): CHIP O CONVERSORANALÓGICO A DIGITAL que realiza la MODULACIÓNDIGITAL, es decir, el proceso de conversión de unaseñal analógica en su equivalente digital

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La digitalización de la señal analógica o ADC consta de tres fases:Muestreo, Cuantificación y CodificaciónComo resultado se obtiene una secuencia de valores binarios que representanel nivel de tensión en un momento concreto

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3 Fases en el Proceso de Digitalización de la Voz mediante un CODEC G.711

RECORDATORIO

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Proceso de Muestreo en la Digitalización de la Voz mediante un CODEC G.711

RECORDATORIO

1. MUESTREO de la tensión o voltaje de la Corriente Alterna(CA) o señal eléctrica de entrada (continuación)

Mientras hablamos, durante una conversación interactiva, a través de una aplicación devoz sobre IP, la tarjeta de sonido (CODEC PCM G.711) de nuestra computadora (o elCODEC PCM G.711 de nuestro teléfono IP) genera una tasa típica de 8000 octetos/sego 64.000 bits/seg (8000 muestras/seg x 1 octeto/muestra)

FRECUENCIA DE MUESTREO = 8 KHz = 8.000 Hz = 8.000 muestras/seg

En cada segundo se toman 8.000 muestras de voltaje

RESOLUCIÓN = 8 bits/muestra = 1 octeto/muestra

Velocidad (o tasa) de transferencia = 8.000 muestras/seg x 8 bits/muestra = 64.000 bits/seg

Velocidad de transferencia = 8.000 muestras/seg x 1 octeto/muestra = 8.000 octetos/seg21

Vi o tensión

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La digitalización de la señal analógica de entrada o ADC o conversión analógica-digital o conversión A/D consta de tres fases: Muestreo, Cuantificación y Codificación

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2. y 3.CUANTIFICACIÓN del voltaje y CODIFICACIÓN en binario de dicho voltajeResolución = 8 bits/muestra = 1 octeto/muestra

A mayor resolución, se puede diferenciar un mayor número de niveles o muestras de voltaje (con 8 bits/muestra, 28 = 256 niveles de voltaje diferentes)

Por ejemplo, con 3 bits/muestra, menor resolución, 23 = 8 niveles de voltaje diferentes

6,5 ≤ Vi < 7,5 = 1115,5 ≤ Vi < 6,5 = 1104,5 ≤ Vi < 5,5 = 1013,5 ≤ Vi < 4,5 = 1002,5 ≤ Vi < 3,5 = 0111,5 ≤ Vi < 2,5 = 0100,5 ≤ Vi < 1,5 = 001

Vi < 0,5 voltios = 00022

Procesos de Cuantificación y Codificación en la Digitalización de la Voz mediante un CODEC PCM G.711

RECORDATORIO

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Codificación de la VozRECORDATORIO de los diferentes CODECS

Señal de voz analógica.

Esta señal se convierte en una señal digital mediante PCM

10110101 11010011 11001001 00100100 00111100 10010011 11100001 00100100 00111100 10010011 10110101

11010011 11001001 00100100 00111100 10010011 11100001 00100100 00111100 10110101 11010011 11001001 00100100 00111100 10010011 11100001 00100100 00111100

Se construyen las unidades de datos a partir de la salida del codec

•La mayoría de los Codec comprimen la corriente PCM • PCM G.711 genera 64.000 bits/seg• G.729a genera 8.000 bits/seg (1000 muestras/seg x 8 bits/muestra = 8000 bits/seg

10 mseg de voz x 8000 bits/muestra = 10 bytes)• G.726 genera 6,3; 5,3 Kbit/seg

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Tasa de pérdidas: Proporción de paquetes perdidos (en los routers) respectode los enviados en un determinado flujo y que no llegan al destino pordesborde del buffer de la cola de salida del router y en menor medida porerrores físicos en las tramas (CRC Ethernet) y cabeceras de los paquetes IPv4(checksum)

IP no es un protocolo fiable, lo cual significa que en determinadascircunstancias los paquetes de datos pueden ser descartados (perdidos) por lared, generalmente, cuando la red está especialmente congestionada.La pérdida de múltiples paquetes de un flujo de voz puede causar un ruidoque puede llegar a ser molesto para el usuario.Pérdidas de paquetes en los routers: Vía TCP son recuperables, pero lasretransmisiones y controles TCP son inaceptables para aplicacionesinteractivas en tiempo real al incrementar el retardo extremo a extremo.Además, el control de congestión TCP reduce la tasa de envío (troughput)en el emisorPor ejemplo, para mantener una calidad de la voz, los paquetes perdidosno deberían de exceder, del 1% de todos los paquetes enviadosTASA DE PÉRDIDAS MÍNIMA: Parámetro QoS significativo

Parámetro de Calidad de ServicioTASA DE PÉRDIDAS

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IP IPIPIP

Proceso Caudal

IP

Descarte del últimoCONGESTIONES O PERDIDAS DE PAQUETES IP EN UN ROUTER DE ACCESO,ESPECIALMENTE CRÍTICO EN ENLACES DE ENTRADA DE ALTA CAPACIDAD

Y ENLACES DE SALIDA DE MENOR CAPACIDAD

buffer de la cola del interfaz de salida

enlacesde entrada

enlacesde entrada enlace

de salida

Las Pérdidas se suelen ocasionar en los RoutersLa congestión en Internet es la pérdida de 1 o más paquetes IPdebido al desborde del buffer de la cola del interfaz de salida

de un router cuando las tasas de entrada superan las capacidades de salida

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Calidad de Servicio en InternetSalvo por las redes IP de los operadores con los quese contratado previamente una QoS, NO SEASEGURA que un determinado flujo de paquetes enInternet vaya siempre por las rutas de MÁXIMOCAUDAL, MENOR LATENCIA y JITTER yMENOR NÚMERO DE PÉRDIDAS

Actualmente, la congestión y falta deQoS es el principal problema deInternet

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Oferta de Calidad de Servicio (QoS)Actualmente, sólo los operadores garantizan QoS a sus clientes, ypreviamente contratada, en los routers de sus redes IPUn operador ofrece QoS en su red IP cuando garantiza un valorlímite (máximo o mínimo) de alguno de los parámetros de QoSSi el operador no se compromete en ningún parámetro se dice queofrece un servicio “best effort” o por omisiónEl contrato, que especifica los valores acordados entre el proveedory el usuario (cliente), se denomina SLA (Service Level Agreement).Por ejemplo:

Caudal ≥ 2 MbpsRetardo ≤ 80 msJitter ≤ 30 msTasa de pérdidas ≤ 0,01 %

Al QoS, el operador añade una PRIORIDAD DE TRATAMIENTOen función del código DSCP y el algoritmo de gestión de colas delrouter, haciendo que, por ejemplo, los paquetes de voz tenganmáxima prioridad por las correspondientes colas de salida

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Clave en la Congestión y Calidad de ServicioCon un buen CAUDAL en los enlaces se resuelven“casi” todos los problemasSería muy fácil dar QoS si las redes nunca secongestionaran

Para ello, habría que sobredimensionar todos losenlaces, lo cual no siempre es posible

Para dar QoS con congestión es preciso tenermecanismos que permitan dar un trato distinto al tráficopreferente y cumplir el SLA (Service Level Agreement)

Un SLA es un contrato entre el operador de la red yun cliente para definir aspectos específicos delservicio (valor límite mínimo o máximo de alguno delos parámetros) que se va a proporcionar

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Categorías de Aplicaciones (I)Tiempo real

Interactivas• Audioconferencias• Videoconferencias• VoIP• Necesidad de garantizar

– Retardo máximo– Caudal mínimo

• El jitter de cada paquete lo debe corregir el receptor

No interactivas• Streaming de audio y vídeo• Es muy útil garantizar el retardo máximo• Tolerantes al retardo medio

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Elásticas (funcionan con prestaciones variables de red)

Interactivas• HTTP, FTP, Telnet• Sensibles al retardo medio

No interactivas• E-mail• News• No importa el retardo

Categorías de Aplicaciones (II)

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Requerimientos de QoS para las Aplicaciones

Tipo de aplicación CAUDAL LATENCIA Jitter Tasa de Pérdidas

Elástica interactiva (HTTP, FTP, etc.)

Bajo Bajo Medio Media1

No interactivo (e-mail)

Alto Alto Alto Alta1

VoIP Bajo Bajo Bajo BajaVídeo interactivo Alto Bajo Bajo Baja

Vídeo unidireccional (streaming)

Alto Medio Bajo Baja

1En realidad la aplicación requiere pérdida nula, pero esto lo garantiza el protocolo de transporte TCP

31

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Requisitos Aproximados de QoSpor Categorías de Aplicaciones

VozNo más de 150 ms de retardoNo más de 20 ms de jitterNo más de 1 % de tasa de errores

VideoNo más de 400 ms de retardoNo más de 30 ms de jitterNo más de 3 % de tasa de error

DatosVariables en función del tipo de aplicación, pero menosexigentes que los anterioresDeben se clasificadas en diferentes clases en función dedichos requisitos

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Routers con Algoritmos de Gestión de ColasEl tratamiento de paquetes IP dentro de un routerdepende de su configuración interna y en función deésta dispondrá de más o menos funcionalidadLa mayoría de los routers en Internet disponen de unaconfiguración mínima o, por omisión, para elfuncionamiento de la tradicional cola FIFO, la cualno permite:

Diferenciar servicios mediante DSCP (Modelo deServicios Diferenciados)Aplicar ALGORITMOS DE GESTIÓN DE COLAS

RFC-2309: Recommendations on Queue Managementand Congestion Avoidance in the Internet

3333

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Umbral mínimo

Umbral máximo

Promedio de ocupación

Algoritmo de Gestión del la Cola Uso de un algoritmo en router para detectar el principio decongestión

Descarta/marca datagramas (antes de que la cola esté llena)Objetivos de diseño:

• Dar prioridad a los paquetes de salida• Minimizar el jitter• Minimizar la pérdida de paquetes• Mantener alta la utilización de los enlaces• Minimizar la congestión en la red

Routers con Algoritmos de Gestión de Colas

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Cola 7 (Más alta prioridad)

Cola 6

Cola 5

Cola 4

Cola 3

Cola 2

Cola 1

Cola 0 (Más baja prioridad)

El código QoS del paquete (DSCP en el modelo de Servicios Diferenciados) lo usa el router para seleccionar la cola responsable para el encaminamiento del paquete, descartando los que superan el umbral de ocupación del buffer

Algoritmo de encolamiento

Routers con Algoritmos de Gestión de Colas

(10%)

(10%)

(60%)

(20%)

Cada cola almacenará, al menos, los paquetes que le corresponden, y si hay caudal libre en el enlace de salida, almacenará más paquetes

(30%)

(40%)

(50%)

(60%)

35

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CLASIFICADOR

ENTRADA DE PAQUETES IP

SALIDA DE DATAGRAMAS

PLANIFICADOR

CONTROL DE ADMISIÓN

Elementos de Control del Tráfico en un Router

• Dar prioridad a los paquetes de salida• Minimizar la pérdida de paquetes• Minimizar el retardo (latencia y jitter)• Mantener alta la utilización de los enlaces• Minimizar la congestión en la red

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Modelo ATMTiende a desaparecer ante los modelos actuales (Modelo deServicios Diferenciados) basados en la conmutación MPLS sobretecnología GigaEthernet

MODELOS ACTUALES del IAB/IETFModelo de “Servicios Integrados” (1994)

• Fracasó y desapareció como modelo QoS• Actualmente, su protocolo RSVP se usa en Ingeniería de

Tráfico como alternativa a LDP para la distribución deetiquetas, pero no para reservar recursos

Modelo de “Servicios Diferenciados” (1998)• Modelo de QoS actual en las redes IP de los operadores

para proporcionar parámetros o recursos de calidad deservicio

Modelos de QoS para IP

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Qos (Quality of Service) en IP: Modelo de “Servicios Integrados” (IntServ: Integrated Services)

Documentos RFC del 2205 al 2210Modelo complejo que fracasó y se basaba en reservar previamente recursos (caudalmínimo y retardo máximo) en la red para cada flujo

Incorporaba señalización en redes IP (mensajes RSVP encapsuladosdirectamente en IP vía id. 89):

• Protocolo RSVP (ReSerVation Protocol): Señalizaba previamente lareserva de recursos para un determinado flujo por las mejores rutas

• Cada router tenía que mantener toda la información de estado sobre cadaflujo que pasara por él

• Algunos flujos requerían más recursos que otros• Diseñado, principalmente, para tráfico multicast• Las tablas IP configuradas previamente, antes del envío de mensajes RSVP,

mediante un IGP de unidifusión (RIP, OSPF) o multidifusión (PIM-DM,MOSPF, PIM-SM)

• No era escalable en los routers de tránsito cuando había muchos flujos– Además, en muchas aplicaciones de multidifusión, los miembros de

grupos podían cambiar su pertenencia de forma dinámica de un grupo aotro

• Los fabricantes de routers no desarrollaron implementaciones eficientesde RSVP, debido al elevado costo que tenía implementar en hardware losalgoritmos necesarios para mantener gran cantidad de información de estado

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39

Problemas de Escalabilidad de RSVP RSVP generó una euforia inicial (1996-1997) que luego dio paso a ladecepciónLa razón principal fueron problemas de escalabilidad debidos a lanecesidad de mantener información de estado en cada routerRSVP es inviable en grandes redes, por ejemplo en el núcleo (core)de Internet o en la red IP de un operador

Núcleo deInternet

Estos routers han de mantener información sobre muchos flujos y por

tanto mucha información de estado

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4040

Nació para solventar los problemas asociados almodelo de “Servicios Integrados” mediante unmodelo más simple de QoSA efectos prácticos se usa DiffServNo requiere una configuración avanzada, ni reservaprevia de recursos ni almacenar la información deestado de cada flujo en cada router (ServiciosIntegrados)Calidad de servicio basada en la clase del serviciomediante una codificación (DSCP: DifferenciatedService Code Point) de 6 bits que es la misma tantopara IPv4 e IPv6

Qos (Quality of Service) en IP: Modelo de “Servicios Diferenciados” (DiffServ: Differentiated Services)

RFC-2474 y RFC-2475

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4141

Típico modelo para un grupo de routers queforman el dominio administrativo deencaminamiento de la red IP de un operador

La administración define un conjunto de clases de serviciocon una determinada codificación DSCP

El router ENCAMINA por la dirección de destinodel paquete en función de su tabla IP,OFRECIENDO los recursos (caudal, latencia,jitter y tasa de pérdidas) indicados por la clase deservicio

Qos (Quality of Service) en IP: Modelo de “Servicios Diferenciados” (DiffServ: Differentiated Services)

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VERSIÓN

RELLENO

0

(TTL)

000 D T R 00

4 4 8 16

CABECERA

TIPO DE SERVICIO

LONGITUD TOTAL

IDENTIFICADOR DF

MF DESPLAZAMIENTO

TIEMPO DE VIDAPROTOCOLO

DIRECCIÓN ORIGEN

DIRECCIÓN DESTINO

OPCIONES

DATOS

LongitudCabecera

SUMA DE COMPROBACIÓN(CABECERA)

Los 6 bits de mayor orden del campo ToS de la cabecera IPv4 se usan para el modelo de “Servicios Diferenciados”

Qos en IPv4: Modelo de “Servicios Diferenciados”

42

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43

VERSIÓN

RELLENO

0

(TTL)

4 4 816

CABECERA

LONGITUD TOTAL

IDENTIFICADOR DF

MF DESPLAZAMIENTO

TIEMPO DE VIDAPROTOCOLO

DIRECCIÓN ORIGEN

DIRECCIÓN DESTINO

OPCIONES

DATOS

LongitudCabecera

SUMA DE COMPROBACIÓN(CABECERA)

DSCP

Differentiated ServicesCode Point

0 0

Punto de Códigode Servicios Diferenciados

Qos en IPv4: Modelo de “Servicios Diferenciados”

43

Notificación Explícita de Congestión (ECN)

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Versión Etiqueta de flujo (20 bits)

Longitud de la carga útil Cabecerasiguiente

Límite de saltos

0 4 31

Dirección de origen (16 octetos)

Dirección de destino (16 octetos)

40octetos

12

xxxxxx

Differentiated Services CodePoint

Punto de Códigode Servicios Diferenciados

XX

El código DSCP reemplaza el significado del campo Prioridad (4 bits) y de 2 bits del campo Etiqueta de FlujoQos en IPv6: Modelo de “Servicios Diferenciados”

44

Notificación Explícita de Congestión (ECN)(para ECN se cogen 2 bits más

del campo Etiqueta de Flujo)

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Campo DS y Valor DSCPRFC-2475

Los paquetes se etiquetan según su QoS a través del campo DS (DifferentiatedServices) o de Servicios Diferenciados de 6 bits de la cabecera IPv4/IPv6El valor del campo DS (Differentiated Services) se denomina DSCP (DScode point) o Punto de Código de Servicios Diferenciados y es el códigoo etiqueta utilizada para clasificar paquetes según el modelo de serviciosdiferenciadosCon un valor DSCP de 6 bits se pueden definir 64 clases diferentes desevicios o comportamientos por salto o tratamientos de reenvío PHB(Per Hop Behavior)DSCP + ECN: Reemplaza el significado del campo Tipo de Servicio (8 bits) de lacabecera IPv4 y al campo Prioridad (4 bits) y 4 bits del campo Etiqueta de Flujode la cabecera fija IPv6

0 1 2 3 4 5 6 7

ECN

ECN: Explicit Congestion Notification

X X X X XX

Valor DSCP Para una notificación explícita

de congestión

Campo DS

45

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Modelo de “Servicios Diferenciados”

El valor DSCP indica el comportamiento por salto o tratamiento de reenvío PHB(Per Hop Behavior) en función de la clase de servicio:

• PHB de reenvío rápido (EF PHB: Expedited Forwarding PHB): Tráficocon más alta prioridad : Caudal alto, latencia baja, jitter bajo, tasa depérdidas baja

• PHB de reenvío asegurado (AF PHB: Assured Forwarding PHB):Tráfico con menos recursos que EF PHB y más que DF PHB

• PHB de reenvío por omisión (DF PHB: Default Forwarding PHB): Poromisión, se lleva a cabo la “mejor entrega posible” o “best effort”(000000) o “primero que llega es el primero que sale” (sin QoS)

• Selector de clase (CS: Class Selector): Cuando los 3 bits de la derecha(bits 3, 4 y 5) son 0, los 3 bits de la izquierda se interpretan de igualforma que los 3 bits de prioridad de IPv4 (XXX000) y, además, paramantener compatibilidad con los códigos IPP (IP Precedence) de losoperadores, anteriores a los códigos DSCP

0 1 2 3 4 5 6 7

ECNX X X X XX

Prioridad de tratamiento (cuando los bits 3, 4 y 5 son 0)

DSCP (RFC-2474)

Puntos de código de selector de clase (Class Selector Codepoints)

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ECN: Explicit Congestion NotificationPara una notificación explícita

de congestión

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47

Antes de la publicación del Modelo de Servicios Diferenciados (RFC-2474, RFC-2475, 1998), los operadores ya utilizaban su propio Modelode Servicios DiferenciadosActualmente, los operadores siguen aplicando su propia terminología ysus propios códigos anteriores a los códigos DSCPDe hecho, se añadió el Selector de clase (CS: Class Selector) paramantener compatibilidad con los códigos IPP (IP Precedence) de losoperadores que emplean los 3 bits de mayor orden del campo ToS deIPv4

Modelo de los Operadores

47

0 1 2 3 4 5

X X X X XX

Campo DS

IPP: IP Precedence

5: Multimedia o premium o platino (equivalente al PHB de reenvío rápido o EF PHB)3: Oro1: Plata0: Bronce (equivalente al PHB de reenvío por omisión o DF PHB)

Selector de clase (CS: Class Selector)

Servicio olímpico

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Ejemplo del Dominio DS o Dominios DS en la Red IP de un Operador

ROUTERS DE

TRÁNSITO

DOMINIO DS

DOMINIO DS

DOMINIO DS

ROUTER DE

ACCESÒROUTER

DE ACCESÒRed

del cliente

cliente

cliente

48

ROUTER DE

ACCESÒ

ROUTER DE

ACCESÒ

La red IP de un operador está formada por 1 o más dominios DSUn dominio DS (Differentiated Services) consiste en un conjunto de routerscontiguos que interpretan un DSCP de manera uniformeRouter de acceso: Controla el servicio contratado para los diferentes paquetes deun flujoRouter de tránsito: Aplica el funcionamiento por salto (PHB) o código DSCP

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Tipos de Routers en un Dominio DSROUTER DE ACCESO: Nodo externo con máxima funcionalidad1. Clasificación: Identifica y separa paquetes en las diferentes clases de servicio en

función del SLA contratado; para ello, analiza la información de control de lacabecera IP (e incluso del nivel de transporte)

2. Control: Comprueba si los paquetes están dentro o exceden el nivel de serviciogarantizado por el SLA para dichos paquetes. En caso contrario, descarta lospaquetes que exceden el SLA para garantizar cualquier otro servicio en la red

3. Codificación: Asigna a cada paquete el DSCP que le corresponde o, incluso,recodifica los paquetes con un diferente DSCP si es necesario1. Por ejemplo, si se supera la tasa de tráfico (throughput) acordada en un

determinado intervalo de tiempo para una determinada clase de servicio, serecodifica el DSCP, por ejemplo, para un reenvío por omisión (DF PHB)

2. Por ejemplo, si una clase de servicio tiene un DSCP = 3 en un dominio y unDSCP =1 en el siguiente dominio, se cambia 3 por 1

3. Por ejemplo, si una clase de servicio tiene una prioridad = 3 en un dominio yuna prioridad = 7 en el siguiente dominio, se cambia 3 por 7

4. Encolamiento: Reglas para dar un trato preferencial de cola a los paquetes deentrada según sus DSCPs

5. Eliminación: Reglas para eliminar paquetes en caso de congestión de buffer6. Ajuste del reenvio: Suaviza las ráfagas de paquetes y conforma el tráfico para su

envío por el interfaz en función de la clase de servicio. Retrasa paquetes si esnecesario de tal forma que el flujo de paquetes de una clase de servicio no excedala tasa de tráfico especificada 49

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Funciones QoS desempeñadas por los Routers de Acceso

Identifica y separa paquetes en las

diferentes clases de servicio en función del SLA contratado

Descarta paquetes que no

se ajusten al SLA contratado

Asigna a cada paquete el

DSCP que le corresponde e

incluso recodifica el

DSCP

Coloca cada paquete en la

cola que le corresponde y descarta los

que superen el umbral

acordado de ocupación del

buffer

Ajusta y retrasa el envío de paquetes

de tal manera

que no se supere la tasa de tráfico

acordada

(Clasificación) (Control) (Codificación)

(Encolamiento y eliminación)

(Ajuste)

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Tipos de Routers en un Dominio DS

ROUTER DE TRÁNSITO: Nodo interno con mínimafuncionalidad para tratar los paquetes según su DSCP yaplicar el correcto funcionamiento por salto (PHB)

Coloca cada paquete en la cola que le corresponde ydescarta los que superen el umbral acordado deocupación del buffer• Encolamiento: Reglas para dar un trato

preferencial de cola a los paquetes de entradasegún el DSCP de cada paquete

• Eliminación: Reglas para eliminar paquetes encaso de congestión del buffer

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Ingeniería de Tráfico (Traffic Engineering)Actualmente, los operadores de telecomunicaciones hacen uso de un conceptoconocido como Ingeniería de Tráfico para la:

Planificación de rutas en una red en base a previsiones y estimacionespuntuales y a largo plazo con el fin de optimizar los recursos y reducir lacongestión

Para ello, están adoptando MPLS sobre tecnología GigaEthernet abandonandoel tradicional modelo basado en ATM para establecer rutas alternativas a unmismo destino en función del QoS contratadoAdemás, para que las rutas sean de menor coste se utiliza previamente un IGP

Vía RIP, las rutas son fijas, por el número de saltos, y pueden producirsobrecargasVía OSPF permite a los routers cambiar dinámicamente las rutas en función dela sobrecarga de éstas e incluso balancear o distribuir la carga de paquetesentre rutas alternativas a un mismo destino

• En caso de congestión, vía OSPF-TE (Traffic Engineering) permitecambiar las rutas dinámicamente

Además, ha resurgido el interés por RSVP vía RSVP-TE (Traffic Engineering)para aplicarlo en MPLS, como alternativa al protocolo LDP, y con el objetivo dedistribuir etiquetas

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53

Emisor

R1

R2R3

R4

PATHRESV

PATH o SOLICITUD DE ETIQUETA, que va por donde indican las tablas IP previamente configuradas, almacenando la dirección del router precedente

RESV o ASIGNACIÓN DE ETIQUETA ,que va de atrás hacia adelante, siguiendo la dirección

del router precedente indicado en el mensaje PATH

2 mensajes básicos RSVP-TE

Receptor

A

B

Red IPde un operador

• Funcionamiento similar a LDP• Las Tablas IP configuradas previamente mediante OSPF-TE (Traffic Engineering)

Funcionamiento de RSVP-TE (Traffic Engineering)

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5454

Protocolo estándar en Internet para proporcionar, extremo aextremo, soporte para el transporte, en tiempo real no interactivo,de paquetes o streams de audio y vídeo entre un servidor y uncliente de streaming

STREAMING: Proceso que divide los datos multimedia en paquetes del tamañoadecuado para su correcta permitiendo que el cliente de streaming reproduzcael primer paquete, mientras decodifica el segundo y recibe el tercero , …STREAMING no es igual que un SERVICIO DE DESCARGA (transferencia deficheros para su posterior reproducción)

Se encapsula sobre UDPDETECCIÓN de paquetes perdidos y CONTROL de paquetesdesordenados mediante un número de secuenciaControl del jitter de cada paquete en recepción mediante un BUFFERDE REPRODUCCIÓN en donde se almacenan los paquetespreviamente y durante un tiempo de espera (“timestamp” indicado porel servidor de streaming) antes de ser reproducidos

• Marca de tiempo (Timestamp): Plazo máximo de espera de un paquete ostream RTP para almacenarlo en el buffer de recepción antes de sureproducción = Retrasa la reproducción hasta que los paquetes llegan en undeterminado plazo de espera

• Si un paquete llega fuera del plazo de espera no se reproduce

RTP (Real Time Transport Protocol)RFC-3550 STD 0064

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5555

NIVELDE

TRANSPORTE

APLICACIÓN

HARDWARE

RED DE

ACCESO

RTP

UDP

APLICACIÓN

IPINTERFAZ DE

LA RED DE ACCESO

HARDWARE

RTP

UDP

Socket

RED DE

ACCESO

NIVELDE

APLICACIÓN

Arquitectura de Protocolos para RTPRTP no ocupa un nivel específico TCP/IP

Incorporado en las aplicaciones sin necesidad de implementarse en un nivel separado

Socket

INTERFAZ DELA RED DE ACCESO

IP

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5656

Un Ejemplo de un Envío de Paquetes RTPFormato de los Campos más Relevantes de la Cabecera RTP

Carga útil RTP UDP IP

SSRC Marcade Tiempo

Nº de Secuencia

Tipo de Carga Útil Versión

RTP RTP

UDP UDP

IP IP

Emisor Receptor

Aplicación Aplicación

Vídeo(V)

Audio(A)

Vídeo(V)

Audio(A)

A V A V A

Cabecera RTP

Tipo de carga útil: Formato de datos

y algoritmo de compresión/descompresión

(16 bits)

Indica el flujoal que pertenece el

paquete:(nº aleatorio de 32 bits)

12 octetos

…(32 bits) (32 bits) (7 bits)

Control del jitter (sólo se reproducirán los paquetes quellegan en un tiempo determinado al buffer del receptor)

Control paquetes perdidos y desordenados

(2 bits)

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5757

Diseñado para trabajar conjuntamente con RTPResponsable del envío de información sobre lacalidad de recepción para que el emisor puedaajustar su transmisión: Los participantes se envíanperiódicamente paquetes RTCP para informar,fundamentalmente, sobre la calidad de la recepción oestadísticas de recepción de los paquetes RTP:

Nº más alto de secuencia recibidoNº de paquetes perdidosNº de paquetes desordenadosMarcas temporales (para calcular el tiempo de ida y vuelta)…

Se encapsula sobre UDP

RTCP (RTP Control Protocol)RFC-3550 STD 0064

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58

Internet

Emisor

RTCP

RTCP

Receptor (pasivo)

Receptor (pasivo)

RTCP (RTP Control Protocol)

Informe del receptorNº más alto de secuencia recibido

paquetes perdidos y desordenados, etc.

Mensaje de adiós“Bye” = cerrar el flujo

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5959

Envío de paquetes RTP/RTCP

Proceso servidor

RTP RTCP

UDP

IP

Proceso cliente

RTP RTCP

UDP

IP

Nº de puerto = n Nº de puerto = n+1 Nº de puerto = x Nº de puerto = x+1

No existen números de puerto fijos para RTP ni RTCP El primer número de puerto par para RTP y el siguiente impar para RTCP

Internet

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6060

Voz sobre IP (Voice over IP o VoIP) y Telefonía sobre IP o Telefonía IP (Telephony over IP o ToIP) en Internet

Ejemplos de servicios en tiempo real interactivos más usados en InternetObjetivo: Utilizar Internet (red de conmutación de paquetes) como una red telefónica (red deconmutación de circuitos) integrando todo tipo de tráfico en redes IP, aprovechando lacapacidad disponible, y reduciendo costes de cableadoVoIP: Servicio telefónico IP extremo a extremo con teléfonos o terminales IP

Desde el teléfono IP se establece la conexión con el otro teléfono IP (protocolo SIP)Un teléfono IP es un sistema TCP/IP que, aparte de la digitalización de la voz(codificación G.7xx) y señalización de la comunicación (establecer, mantener yliberar una llamada vía protocolo SIP), dispone de sus protocolos RTP-UDP-IP-Ethernet para la encapsulación de un trozo de voz en un paquete IP y,posteriormente, en una trama Ethernet

Desde el origen (teléfono IP) salen datagramas IP con paquetes o streams RTP (trozos de voz de 20 mseg)que se encaminan por Internet o por cualquier red IPAplicaciones de Telefonía IP: Skype, VoIPBuster, Jajah, etc. (con sus propios CODEC, algoritmos decompresión/descompresión, SIP y RTP particulares etc.)

ToIP: Servicio telefónico IP extremo a extremo con teléfonos o terminales “no IP” (teléfonosdigitales que emplean un CODEC G.7xx o teléfonos analógicos convencionales) que hacen usodel servicio de VoIP mediante “gateways media” o pasarelas que convierten los paquetes IP enseñales digitales o analógicas y viceversa

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6161

Tres Escenarios de Voz sobre IP (VoIP)y Telefonía IP (ToIP) en Internet

De teléfono IP (o PC con micrófono) a teléfono IP (oPC con micrófono): Datagramas IP con paquetes RTP devoz (VoIP) extremo a extremoDe teléfono IP (o PC con micrófono) a teléfonoconvencional: Datagramas IP con paquetes RTP de voz(VoIP) hasta el gateway o pasarela que convierte losdatagramas IP en señales analógicas o digitales yviceversaDe teléfono digital (o analógico) a teléfono digital (oanalógico): Datagramas IP con paquetes RTP de voz(VoIP) entre los gateways o pasarelas de cada teléfono

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6262

Voz sobre IP (VoIP)Micrófono Conectado al PC

VoIP = audio (G.7xx)/(12)RTP/(8)UDP/20(IP)/18+8(Ethernet)

Internet

Aplicación VoIP

Aplicación VoIP

148.100.12.16 220.10.7.1

Micrófono

(al conector USB del PC)

Micrófono

El motivo fundamental del empleo de la tecnología VoIP consiste en integrar todo tipo de tráfico en redes IP, aprovechando la capacidad disponible, y

reduciendo los costes de cableado

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6363

Voz sobre IP (VoIP)Teléfono IP

VoIP = audio (G.7xx)/(12)RTP/(8)UDP/20(IP)/18+8(Ethernet)

InternetVoIP

148.100.12.16 220.10.7.1

Teléfono IP Teléfono IPVoIP

El motivo fundamental del empleo de la tecnología VoIP consiste en integrar todo tipo de tráfico en redes IP aprovechando la capacidad disponible y

reduciendo los costes de cableado

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6464

Internet

…Teléfono

IP

TeléfonoIP

TeléfonoIP

TeléfonoIP

Ejemplo de una RAL Ethernet actual de una Organizaciónpara la Integración de Voz (VoIP) y Datos por un único cableado

Teléfonos IP actuando como Conmutadores Ethernet

(Switch)

(Switch)

(Switch)(Switch)

Datagramas IP(Voz y Datos)

Switch

SwitchSwitchRouter

RAL Ethernet de difusión mediante conmutación de tramas

Un único cableado para voz y datos

VoIP

VoIP

VoIPVoIP

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6565

Escenario conjunto de VoIP y Telefonía IP

Teléfono analógico

IP

Micrófono

Sistema de Señalización

(ITU-T)

GATEWAYMEDIA

Convierte la señal analógica/digitalen un flujo de datagramas IP

y viceversa entre PC y teléfono

SS7/RTC/RDSI

VoIP = audio (G.7xx)/(12)RTP/(8)UDP/20(IP)/18+8(Ethernet)

Teléfonodigital

Norma CODEC

PC

PC

GPRS

móviles

Teléfono IP

Teléfono IP

VoIP

VoIP

Micrófono

VoIP

VoIP

Desde el origen (teléfono digital) sale una señal digital o PCM (pulsos digitales) hasta elgateway o pasarelaDesde el origen (teléfono analógica) sale una señal analógica hasta el gateway o pasarela

Paquetes IP

Señales Digitales y analógicas

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Arquitectura de Protocolos de las Pasarelas para Teléfonos Convencionales Digitales

Teléfono DigitalCODEC PCM

Encapsula/desencapsula20 mseg de voz

en cada paquete IP

GATEWAY MEDIACON PROCESADOR DE LLAMADAS

VoIP

Teléfono IP

SIP

TCP o UDP

G711/SIPRTP

UDPIP

Un procesador de llamadas debe estar previamente configurado con las

direcciones IP del resto de gateways y números telefónicos

que cuelgan de dichos gateways

(DOBLE PILA)

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Protocolo de Señalización en Internet SIP (Session Initiation Protocol: RFC-3261 y RFC-3265):Protocolo para el inicio de sesión o conexión del nivel deaplicación, diseñado por el IETF/IAB, para establecer,mantener y finalizar una llamada entre dos:

• Teléfonos IP• Teléfonos “no IP” vía procesadores de llamadas

– Un procesador de llamadas establece la llamadadirectamente con un teléfono IP o con otrogateway media a través del protocolo SIP

– Un procesador de llamadas puede ser internodentro del propio gateway media o externo lagateway media pero conectado al mismoconmutador o switch Ethernet al que estáconectado el gateway

Sobre TCP o UDPH.323 es el estándar equivalente diseñado por ITU

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6868

•F1… F10 y F11…F20 son teléfonos digitales convencionales que emplean CODEC G.7xx •Cada oficina dispone de un dispositivo Gateway Media (G1 y G2) que convierte la señal digital a paquetes IP y viceversa, encapsulando 20 mseg de voz en cada paquete IP •Cada oficina dispone de un procesador de llamadas (P1 y P2) que establece y termina las llamadas entre los Gateway Media (G1 y G2) mediante el protocolo SIP•Se utiliza, además, en cada oficina otro Conmutador Ethernet (Switch) al que se conectan los dispositivos G y P. A su vez, este conmutador se conecta al router de salida

Integración del tráfico de voz y datos en Internet entre las oficinas de una misma empresa

¿trama?origen destino

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Cabecera EthernetCabecera IPv4

Protocolo: UDP (17)Dirección origen: IP privada de G1=192.168.1.x Dirección destino:IP privada de G2=192.168.2.y

Cabecera UDPCabecera RTPVoz G.711SVT Ethernet

Estructura de una trama o unidad de datos de la comunicación en la línea de conexión entre C5 y G2 al establecerse una

comunicación entre los teléfonos F1 y F20

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70

..

SI

RmRsInternet

SmTs1

Internet

RTC

..Fs1

Fs20

Ts20

Ss

Cs1

Cs2

Cm1

Cm3

Cm2Cm4

Fm1Fm20

Fm21Fm40

Tm1

Tm20

Tm40

Tm21

Gs1Gm1

Gm2

P

SEGOVIA

MADRID

NAT NAT

teléfonos ajenos a la empresa

192.168.2.10

80.25.210.1

120.40.80.60

192.168.1.21

192.168.4.10192.168.4.11

192.168.4.16

…80.25.2.1

192.168.1.40

192.168.3.6

¿trama?

origendestino

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7171

Estructura de una trama o unidad de datos de la comunicación en la línea de conexión entre Rs e Internet al establecerse una

comunicación entre los teléfonos Fm40 y Fs1

Cab. Ethernet/Cab. IP del túnel/Cab. IP/Cab. UDP/ Cab. RTP/voz/SVT EthernetCabecera Ethernet

Cabecera IP túnel:D.O.: 80.25.2.1 (Rm)

D.D.: 80.25.210.1 (Rs)Protocolo: IP (5)

Cabecera IP:D.O.: 192.168.4.11 (Gm2)D.D.:192.168.2.10 (Gs1)

Protocolo: UDP (17)Protocolo RTP

Voz G.711SVT Ethernet