Voip 2013

Análisis de la situación

• Las redes clásicas de telefonía , tanto POTS como RDSI, trabajan en modo orientado a conexión.– Mediante la red de señalización enrutan y establecen la

llamada, y asignan un circuito que se mantiene durante toda la conversación-sesión

– Este método, probablemente ineficiente desde el punto de vista del ancho de banda, permite asegurar la QoS y el GoS

– Las reglas de diseño son conocidas y aceptadas, con la IN el nivel de servicios es muy alto.

– Las redes móviles han copiado el modelo , mejorando la eficiencia en el uso del ancho de banda mediante la compresión de voz.

Análisis de la situación

• Las redes de datos, que comenzaron ha velocidades muy por debajo de los 64k de los datos, se desarrollaron mediante la técnica de paquetización y uso eficiente de un ancho de banda escaso.

• Curiosamente con un ancho de banda muy elevado, la técnica de paquetes se ha impuesto sobre la de asignación de circuitos, hasta el punto que la voz, una más de las aplicaciones de tiempo real se transporta ya mayoritariamente por las redes de paquetes

VoIP

• Las redes IP son redes de paquetes, luego tenemos que paquetizar la voz.

• En los comienzos , sobre 1998, el ancho de banda era todavía escaso– Se utilizaron técnicas de compresión de voz

Ventajas VoIP

• Evita la tarificación de la red telefónica• Baja el coste de los equipos• Integra voz y datos• Utiliza menor ancho de banda• Incrementa el desarrrollo de nuevas aplicaciones,

mejora negocio (llamada video, mensajería unificada …)

• Permite call-centers en web• Integración con el PC

Problemas VoIP

• Falta de estandardización en equipos• Seguridad , intrusión • Impuestos• Llamadas emergencia• Regulación

PAQUETIZACIÓN DE LA VOZ

¿Quién marca las reglas?

• ITU– http://www.itu.int/home/index.html

• IETF– http://www.ietf.org/

Suite IP

Trama VoIP

El papel de TCP/UDP en la VoIP• La capa IP enruta los paquetes , pero no asegura que se entreguen en

orden, ni que no se pierdan, no controla el flujo.• TCP , que es un protocolo de la capa 4 como UDP, está orientado a

conexión, controla el flujo, añadiendo numeración a los paquetes lo que permite saber si alguno no ha llegado y su orden. Los paquetes perdidos se vuelven a retransmitir.

• Es un protocolo full duplex , crea un circuito virtual en cada sentido• Introduce el concepto de puerto , permitiendo varios procesos sobre el

mismo host• Controla errores mediante checksum• TCP “aprende“ el retardo de red (delay) y optimiza el flujo , el

throughput, para optimizar la carga de la red• TCP gestiona los buffers para impedir su desbordamiento “overflow”

UDP

• UDP no es tan fiable como TCP, trabaja en modo datagrama, pero es mucho más ligero y rápido , porque no emplea tiempo en establecer la conexión. TCP carga con 20 bytes al paquete , UDP solo con 8.

• Utiliza también puertos como TCP permitiendo la multiplexación de procesos

• La idea es que en aplicaciones de tiempo real no tiene sentido la retransmisión de paquetes , así no vale la pena controlar el flujo.

RTP- RTCP• RTP , Real Time Protocol es el estándar para el transporte de datos en tiempo real• RTP tiene una parte “data” , de transporte de datos y una parte de control RTCP (C

de control)• RTP usualmente se coloca encima de UDP aprovechando la capacidad de UDP para la

multiplexación y el control de errores • RTP permite:

– identificar el tipo de información transmitida– Agregar marcadores temporales y números de secuencia – controlar la llegada de los paquetes a destino

• RTP lleva un número de secuencia, una marca de tiempo y un identificador único de la fuente .

• RTP no asegura la entrega de paquetes a tiempo ni garantiza la QoS• RTCP envía paquetes a los participantes en la sesión para monitorizar la calidad • RTCP utiliza un flujo separado de datos respecto RTP , trabaja con el puerto n+1 ,

siendo n el puerto de RTP. Los puertos RTP son pares y por lo tanto los RTCP impares.

ARQUITECTURAS Y PROTOCOLOS

VoIP. Esquema general

Componentes básicos

Arquitectura genérica

Protocolos VoIP

• Consideraremos cuatro familias de protocolos– Distribuidos• Session Iniciation Protocol - SIP• H323

– Centralizados• Megaco/H248• Media Gateway Control Protocol - MGCP

SIP

• Es un protocolo de señalización utilizado para establecer sesiones en una red IP. Puede ser una conversación simple o una multiconferencia

• Usualmente utiliza como protocolo de transporte RTP• Es un protocolo cliente – servidor. Puede utilizar cuatro tipos de

servidores:– Proxy. Reside entre el cliente y el servidor real, intercepta las

peticiones del cliente y decide si puede servirlas , si no es capaz reencamina al servidor real

– Redirect. Recibe la información del usuario A y devuelve la información del usuario a contactar o usuario B. Entonces A puede establecer la sesión con B. El Redirect server se retira, en el caso del Proxy , la comunicación se establece a través del Proxy

SIP– User agent.Servidor que contacta con el usuario B cuando recibe una

petición SIP, devuelve una respuesta actuando en representación del usuario B. Podemos considerar que un dispositivo SIP actúa como un user agent client, generando peticiones SIP , y como un user agent server , respondiendo a las peticiones

– Registrar. Un user agent inicia una petición de registro al servidor, que almacena la información y comunica el OK al user agent. Registra que el user “esta ahí”.

• SIP es un protocolo basado en texto que utiliza preguntas y respuestas para establecer la comunicación

• Una dirección única SIP identifica a un usuario en una red. La dirección es similar a las de e-mail– sip:miquel.ramirez@salleurl.com

SIP

• Los usuarios se registran en el registrar utilizando su dirección SIP. El Registrar da la información a un servidor cuando se la piden

• Cuando un usuario hace una llamada la petición SIP hacia un servidor lleva la dirección del llamante y el llamado

SIP

Arquitectura SIP

Arquitectura SIP

H323

• Es una recomendación paraguas, agrupa un conjunto de estándares para proporcionar conectividad a flujos multimedia sobre una red de paquetes

• Elementos principales– Terminales. Dispositivo de usuario final – Gateway. Proporciona la conversión de protocolos y traslación de

señales entre la red de paquetes sobre la que corren los protocolos H323 y otras redes

– Gatekeeper. Controla al resto de elementos , permitiendo o denegando las comunicaciones entre ellos

– MCU. Multiconference Unit, se utiliza para que tres o más terminales establezcan una comunicación común. La MCU determina los codecs a utilizar.

Arquitectura H323

Arquitectura y torre protocolos

Gateway, gatekeeper y MCU son componentes separados pero pueden correr en un mismo dispositivo físico

Protocolos H323

• H.225.0 Call Signaling – establece y termina las comunicaciones entre terminales H323

• H.225.0 Registration, Admission, and Status (RAS) • Usado entre terminales y gatekeepers,

permitiendo al gatekeeper ver y controlar los terminales de su zona

• H.245 Control Signaling - control protocol usado entre dos o más terminales. Gestiona los flujos de “media” entre los participantes

MGCP

• Protocolo entre el Media Gateway Controller MGC y el Media Gateway MG

• El MGC controla los MG, creando, modificando y cortando las comunicaciones entre terminales

• EL MGC gestiona el control y la señalización entre terminales

• Dos MGC pueden comunicarse entre ellos a través de SIP o H323

Arquitectura MGCP

Megaco/H248

• Es similar a MGCP en la relación entre controlador y gateway pero soporta más tipos de redes

• Megaco contiene terminaciones y contextos. Las terminaciones son flujos , por ejemplo un flujo RTP, que entra o sale de un Gateway. El MGC puede revisar y modificar las propiedades de la terminación.

• Cuando trabaja con dos o más terminales los pone en un contexto. Un contexto es una asociación entre dos o más terminales para intercambiarse flujos. Los flujos solo se intercambian entre terminales asociados a un contexto determinado.

Arquitectura Megaco

Arquitectura Megaco