Introdução ao Desenvolvimento de Aplicações SIP para o IMS

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1 Introdução ao Desenvolvimento de Aplicações SIP para o IMS Prof. MS. Hamilton José Brumatto Centro Universitário SENAC 1

2 Uma pequena introdução Vídeo da campanha IMS da Ericsson: 2

3 O que é o IMS (IP Multimídia Subsystem)? Todo serviço Em qualquer lugar Em qualquer tela Integração dos serviços internet Qualquer um com conectividade IP pode se tornar um provedor de serviços Messaging IPTV Payment Online gaming Trailers Podcasting Chat Information Mobile games Mobile music Communities Voting Web-surfing Online music Photos Surveillance Mobile TV Online radio VOD Moblogging IM 3

4 Uma rede de quarta geração 4 Aplicações oferecidas pelo operador de rede: , IPTv,.. Internet Habilitações e entregas de serviços. (IMS) Núcleo da rede IP QoS, transporte, mobilidade, Aplicações na Internet Aplicações oferecidas por terceiros: , IPTv,.. Redes de acesso qualquer tipo de tecnologia em qualquer dispositivo

5 Quais são os protocolos? Sinalização: Estabelecer presença, localizar usuários, configurar, modificar,... INVITE FROM TO Quero transmitir áutio: MP3, Tenho vídeo: MPEG4, divx 5 ACK 200 OK FROM TO Quero transmitir áutio: MP3, Tenho vídeo: MPEG4, divx REDE IP SIP/SDP (IETF), adotado pelo 3gpp

6 Quais são os protocolos? Transmissão de Mídia (Não é SIP) Pacotes de Áudio e Vídeo áudio: MP3, vídeo: divx REDE IP RTP (IETF) 6

7 Quais são os protocolos? Sinalização: Encerrar a sessão BYE FROM TO 200 OK FROM TO 7 REDE IP SIP/SDP (IETF), adotado pelo 3gpp

8 Quais são os protocolos Protocolos de apoio: TCP/UDP, SCTP DNS TRIP: Telephony Routing over IP RSVP Resource Reservation Setup Protocol COPS Common Open Policy Service Diameter Authentication, Accounting, Authorization 8

9 SIP Session Initiation Protocol Protocolo de presença genérico Estabelece a presença do usuário Carrega sinalização arbitrária: Sessão, Descrição, IM e tipos MIME Prático para aplicações que trabalham com sessão: Jogos, Realidade Virtual Distribuída, Vídeo Conferência, NÃO é protocolo de Transporte, QoS, Gateway e Mídia. 9

10 De uma maneira geral: Estabelece presença e... REGISTER FROM: Contact: <sip: > SIP Registrar (sp.senac.br) OK Usuário se registra na rede. Endereços SIP podem incluir além do nome e domínio, outras informações, como indicação GPS. O registro estabelece a presença do usuário

11 De uma maneira geral: passa a se comunicar INVITE FROM: TO: SIP Proxy (sp.senac.br) INVITE FROM: TO: 200 OK 200 OK ACK Media Stream 11

12 Comunicação Multimídia Baseada no IP SIP principalmente estabelece entre os pontos finais de comunicação: Endereço IP, Números de Portas SIP não transporta dados. Os pacotes de dados não irão necessariamente seguir o mesmo caminho que os pacotes SIP. Streams digitalizados de amostras de Áudio/Vídeo seguem em pacotes UDP na rede IP, como pacotes RTP. 12

13 SIP e Mobilidade SIP Server cel2 REGISTER cel1 13

14 SIP e Mobilidade SIP Server cel2 INVITE INVITE cel1 DATA 14

15 SIP e Mobilidade SIP Server cel2 cel1 DATA 15

16 SIP e Mobilidade SIP Server REGISTER cel2 reinvite DATA cel1 16

17 SIP e Mobilidade SIP Server cel2 DATA cel1 17

18 SIP e Mobilidade Usuários usam diferentes Dispositivos e possíveis endereços. REGISTER liga uma Pessoa a um Dispositivo Proxy e Redirect traduz o endereço e localização do dispositivo. Deve-se considerar: Serviços precisam ser independente dos dispositivos. 18

19 IMS - convergência IMS é uma plataforma SIP que interagem com a rede móvel UMTS (GSM WCDMA). IMS é uma plataforma de serviços que habilita chamadas SIP entre usuários (cobradas na rede móvel). O núcleo do IMS é formado basicamente por proxies SIP, embora existam outros nós e interfaces na rede operadora. 19

20 Núcleo IMS: CSCF e HSS Home B Home A HSS HSS S-CSCF I-CSCF S-CSCF Visitante B Visitante A P-CSCF I-CSCF 17 2 P-CSCF GGSN SGSN Rede de Rádio 18 GGSN SGSN Rede de Rádio 1 20

21 21 Núcleo IMS: SIP Proxies CSCF Call Session Control Function Proxy-CSCF: Primeiro ponto de sinalização para qualquer ponto final. É o proxy para todas mensagens SIP, a partir dos User Agents para o resto do IMS. Interrogating-CSCF: Responsável por busca no HSS através do Diameter para localizar o S- CSCF. Serving-CSCF: Responsável pela interface com os Application Servers no plano da aplicação. Responsável por registrar o terminal, através do HSS. Controla a sessão.

22 Núcleo IMS: Base de Informações HSS Home Subscriber Server: Responsável pela informação de autenticação, autorização e localização física. Conversa com o CSCF atravé do protocolo Diameter (sucessor do RADIUS). 22

23 O que é o Ericsson SDS Service Development Studio SDS: ferramenta para desenvolver e testar aplicações IMS e2e (end-to-end) baseada em Serviços com os padrões IMS. Ambos os lados Cliente e Servidor podem ser desenvolvidos, testados e simulados na rede IMS, em dispositivos de usuário, e em simuladores JavaEE/SIP construídos no SDS. SDS roda em um ambiente PC/Eclipse. 23

24 Plataformas Suportada pelo SDS Lado Cliente Dispositivos JavaME que roda em CLDC 1.1/MIDP2.0 Dispositivos Symbian v9 / UIQ 3, incluindo SonyEricsson P1 Windows Vista, 2000/XP PCs 24

25 Plataformas Suportada pelo SDS Lado Servidor (integrado) Servidor Glassfish/Sailfin Lado Servidor (externo) BEA WLSS SUN GlassFish Communication Server (SGCS) 25

26 IMS Suportado pelo SDS 26 IMS 4.0 simulador do núcleo de rede (CSCF, HSS, DNS, and ENUM) IMS serviços do núcleo (Registro, Autenticação, e mais) Simulador de Gerenciamento de Presença e Grupo (PGM) Simulador Push-to-Talk (PTT-AS) Simulador de IMS Messaging (IMS-M) Outros: Voice over IP (VoIP), P2P para Windows PCs (2K/XP) e SEMC P1 mobiles...

27 SDS Plugins adicionados ao Eclipse O menu SDS Página de preferências do SDS Novos wizards no ambiente de desenvolvimento Novas perspectivas 27

28 Novos wizards para o SDS Cria um novo projeto IJCU (J2ME Midlets) Adiciona capacidades ICP Converte aplicações SIP legadas Cria projetos SIP/Web Dinâmicos Cria novo SIP Servlet Cria novo SIP Listener Menu SDS 28

29 Menu SDS 29

30 Parâmetros de configuração SDS 30

31 Parâmetros de Configuração SDS CSCF Configuration Authentication Preferences Proxy Preferences Transport Layer Preferences DNS PoC 31

32 IMS Service Development Studio Criação de uma Aplicação Servidor 32

33 Modelo de Manipulação de Mensagem Sip Servlet O modelo segue conceitos Servlet x Container Servlet. Utiliza um SIP deployment descriptor (sip.xml) Ciclo de vida semelhante ao Servlet service () new () init () destroy () created initialized destroyed 33

34 Modelo de Manipulação de Mensagem Sip Servlet Client Servlet Container Servlet Methods init( ) Sip Message Rule Servlet service( ) destroy( ) 34 Sip Message Create Request( ) Create Response( )

35 Modelo de Manipulação de Servlet Methods Mensagem Sip Servlet doinvite( ) doack( ) dooptions( ) service( ) dorequest( ) doresponse( ) doprovisionalresponse( ) dosuccessresponse( ) doredirectresponse( ) docancel( ) doregister( ) doprack( ) dosubscribe( ) donotify( ) domessage( ) doinfo( ) 35 doerrorresponse( )

36 36 API SipServlet Java API para entrega de serviços baseados em mensagens SIP Objetos: SipServlet SipServletRequest SipServletResponse SipSession SipApplicationSession SipFactory Listeners Proxy

37 Hierarquia de Mensagens ServletRequest ServletResponse javax.servlet SipServletMessage javax.servlet.sip SipServletRequest SipServletResponse javax.servlet.sip 37

38 SipServletRequest e SipServletResponse Mensagens SIP são SipServletRequest ou SipServletResponse Ao receber uma request SIP de entrada, o container cria um SipServletRequest e passa ao manipulador que pode criar um SipServletResponse. 38 Example: public class ExServlet extends SipServlet { protected void domessage(sipservletrequest req) throws ServletException, IOException { SipServletResponse res = req.createresponse(200); res.send(); }}

39 SipSession É associada a mensagens SIP pertencente a uma mesma seção (SIP Dialog ou Call Leg). Mantém um estado de diálogo para criar requests subsequentes no diálogo. Example: protected void dosubscribe(sipservletrequest req) throws ServletException, IOException { req.createresponse(200).send(); req.getsession().createrequest("notify").send(); 39

40 SipFactory Interface implementada pelo Container, disponível para a aplicação através de um ServletContext Usado para criar objetos Servlets SIP específicos: URI, SipApplicationSession, SipServletRequest Example: ServletContext context = getservletcontext(); SipFactory factory = (SipFactory) context.getattribute("javax.servlet.sip.sipfactory"); protected void domessage(sipservletrequest req) { SipServletRequest messagerequest = sipfactory.createrequest(req.getapplicationsession(), "MESSAGE", req.getto(), req.getfrom());

41 Proxy Os objetos Proxy representam a operação de reencaminhar (via Proxy) um SIP request. A classe SipServletRequest tem um método chamado getproxy(boolean create) que retorna um objeto Proxy. 41

42 Endereçamento SIP SipAddress URI Contact SipURI TelURL 42

43 Criando uma aplicação SIP Servidor Criar um projeto SIP/Web dinâmico Criar um SIP Servlet (causa a auto-criação do sip.xml definições de mapeamentos) Codificar a lógica de controle (e lógica de negócio) Iniciar o Ambiente de Execução (CSCF e DNS) Provisionar o CSCF (configurar DNS e HSS) Implantar aplicação no container Sailfin 43

44 Criar um projeto SIP/Web dinâmico 44

45 Criar um SIP Servlet 45

46 Mensagens que serão manipuladas 46

47 SipServlet regra de mapeamento (sip.xml) 47

48 Criar a regra de controle Codificar Código: Sobrescrever/Implantar Métodos Selecione os métodos que você deseja sobrescrever init() doinvite() dooptions() Outros conforme a necessidade Iniciar a Codificação! 48

49 Iniciar o ambiente de execução O início do DNS e CSCF pode ser feito tanto pelo menu SDS quanto pela perspectiva Visual Network. 49

50 Provisionando o CSCF: DNS 50 Resolve os domínios para o I-CSCF

51 Configuração do HSS A configuração do HSS consiste em algumas parte: User Profiles & PSI Profiles Informações sobre assinantes virtuais. PSI representam serviços assinantes. Service Profiles Especificação de diferentes combinações de Critério de filtro que associa os assinantes aos Application Servers. Initial Filter Criteria O conjunto de regras que definem quais requisições serão direcionadas a quais serviços. As regras são construídas pelos Service Point Triggers 51

52 Provisionando do CSCF: HSS (IFC) 52

53 Provisionando do CSCF: HSS (IFC) Service Point Trigger 53

54 Provisionando do CSCF: HSS (IFC) Service Profile 54

55 Provisionando do CSCF: HSS (IFC) User Profile 55

56 Relação entre User & Service Profiles User Profile Service Profile AS 2 PSI Profile AS 1 ifc 1 ifc 2 SPT1 & SPT2 SPT1 or SPT2 56

57 Implementando a aplicação no Container 57

58 Fluxo entre Cliente SIP e AS: 1 Baixa o User-profile DIAMETER User-Profile para Alice Alice possui service profile AS1 AS1 inclui filtro de mensagens INVITE ao sip.ericsson.com:5060 REGISTER SIP-AS REGISTER S-CSCF Alice não registrada 58 P-CSCF sip.ericsson.com:5060

59 Fluxo entre Cliente SIP e AS: 2 SIP-AS sip.ericsson.com:5060 INVITE doinvite() ServletX 59 S-CSCF INVITE INVITE P-CSCF Alice registrada Alice s Service-Profile + ifc <servlet-mapping> <servlet-name>servletx</servlet-name> <pattern> <or> <contains> <var ignore-case="true">request.method</var> <value>invite</value> </contains> </or> </pattern> sip.xml </servlet-mapping>

60 Testando a Aplicação no Lado Servidor Existem 3 métodos para testar aplicações do lado servidor: Test Agent: para um teste manual das aplicações Automated Testing Framework (ATF): para um teste automático das aplicações Visual Traffic Flow (VTF): para visualizar um diagrama de fluxo de mensagens SIP, e acompanhar o seu conteúdo. 60

61 IMS Service Development Studio Criação de uma Aplicação Cliente 61

62 Aplicações IMS do lado Cliente Client-Server Application Server Smart phone (Symbian v9.1 UIQ3) IMS Core System IMS Core System 3 tipos de terminais PC (Win 2K/XP) Feature phone (Java - based) 62

63 Visão em camadas das Aplicações Cliente São dois domínios para evitar problemas de interoperabilidade: IMS Client Framework (ICP e IJCU) domínio da plataforma de provedores IMS Applications domínio dos desenvolvedores de aplicações High-level API IMS Client Framework 63

64 IMS Client Framework IMS Client Platform (ICP): para ambientes abertos, tais como: Symbian, Windows OS, e outros possíveis, como IPTV. IMS Java Client Utility (IJCU): para clientes padrão JavaME, sem capacidades IMS ou SIP. 64

65 Ambiente de Desenvolvimento ICP 65 IMS Client Application Wizard Gera automaticamente uma estrutura de arquivos para a aplicação Symbian UIQ 3 SDK Usado para testar aplicações que irão rodar na plataforma Symbian. IMS Client Platform Oferece ambiente de execução para aplicações clientes SIS File Creation Cria arquivos SIS para dispositivos Symbian

66 Cliente ICP Atua em múltiplas plataformas cliente. Realiza troca de mensagens SIP. Possui Classes pré-definidas que convertem as mensagens SIP em chamadas de funções. Possui Classes pré-definidas que constroem mensagens SIP para envio. 66

67 Cliente ICP 67

68 Cliente ICP 68

69 Implementação da Aplicação ICP Aplicações ICP podem ser implementadas em uma das seguintes plataformas: Windows Vista/XP/2000 Symbian UIQ3 Emulator Dispositivo Symbian com interface UIQ3 69

70 Instalando a aplicação cliente no Windows ou Symbian Emulator 70

71 Configurando o ICP Window: Através do Painel de Controle Configuração ICP Symbian UIQ: Painel de Controle no emulador UIQ e selecionar IMS Settings 71

72 Implementando em Dispositivos 72 Symbian Instalar um suite de comunicações para o dispositivo. Especificar o caminho para a suite no SDS Conectar seu PC ao dispositivo móvel através da suite Gerar arquivo sis. Assinar seu arquivo sis através de um certificado Symbian-signed Instalar arquivo sis no dispositivo móvel Symbian Configurar as configurações para ICP

73 Referências Cuevas, A., Moreno, J. I. IMS tutorial. The Second International Conference on Digital Telecommunications, Sisalem, D., Kuthan, J. Understanding SIPP. Mobile Integrated Services. GMD Fokus. Ericsson Teaching. SDS 4.0 Application Development 73

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